Transformator/ Transformer / Trafo adalah suatu peralatan listrik yang termasuk dalam
klasifikasi mesin listrik statis dan berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik
dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, dengan frekuensi sama.
Dalam pengoperasiannya, transformator-transformator tenaga pada umumnya
ditanahkan pada titik netral, sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan
atau proteksi. Sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara
langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan
tahanan di sisi netral 20 kV nya. Transformator yang telah diproduksi terlebih dahulu
melalui pengujian sesuai standar yang telah ditetapkan.
Klasifikasi
Transformator Tenaga
Transformator tenaga dapat di klasifikasikan menurut sistem
pemasangan dan cara pendinginannya.
1. Menurut Pemasangan
• Pemasangan dalam
• Pemasangan luar
2. Menurut Pendinginan, menurut cara
pendinginannya dapat dibedakan sebagai berikut:
a) Berdasarkan Fungsi dan pemakaian:
• Transformator mesin (untuk mesin-mesin listrik)
• Transformator Gardu Induk
• Transformator Distribusi
b) Berdasarkan Kapasitas dan Tegangan Kerja:
Contoh transformator 3 phasa dengan tegangan kerja di atas
1100 kV dan daya di atas 1000 MVA
Bagian –
Bagian Trafo dan Fungsinya :
1. Inti Besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan
fluksi,magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.
Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi
panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.
2. . Kumparan
Transformator
Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk
suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer
dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap
antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain.
Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
3. Minyak
transformator
merupakan salah satu bahan isolasi cair yang
dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator.
• Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk
menahan tegangan tembus, sedangkan
• sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang
ditimbulkan,
sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu
melindungi transformator dari gangguan.
4. Bushing
Hubungan antara kumparan transformator dengan jaringan luar melalui sebuah
bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing
sekaligus berfungsi sebagai penyekat/isolator antara konduktor tersebut dengan
tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi
bushing yang sering disebutcenter tap.
5. Tangki
Konservator
Tangki Konservator berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara
akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan
relai bucholzt yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan minyak . Untuk
menjaga agar minyak tidak terkontaminasi dengan air.
6. Peralatan
Bantu Pendinginan Transformator
Pada inti besi dan kumparan – kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi
tembaga. Maka panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini
akan merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan
tersebut transformator perlu dilengkapi dengan alat atau sistem pendingin untuk
menyalurkan panas keluar transformator, media yang dipakai pada sistem pendingin
dapat berupa: Udara/gas, Minyak dan Air.
untuk mempercepat pendinginan dari
media-media (minyak-udara/gas) dengan cara melengkapi transformator dengan
sirip-sirip (radiator).
cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan
untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa sirkulasi
minyak, udara dan air, cara ini disebut pendingin paksa (Forced).
7. . Tap Changer
Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangan nominalnya sesuai ketentuan, tapi
pada saat operasi dapat saja terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya
menurun, untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan selau pada
kondisi terbaik, konstan dan berkelanjutan.
Untuk itu trafo dirancang sedemikian rupa
sehingga perubahan tegangan pada sisi masuk/input tidak mengakibatkan perubahan
tegangan pada sisi keluar/output, dengan kata lain tegangan di sisi
keluar/output-nya tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan
tanpa terjadi pemutusan beban, biasa disebut On Load Tap Changer (OLTC).
Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi primer dan jumlahnya tergantung pada
perancangan dan perubahan sistem tegangan pada jaringan.
8. Indikator-indikator
a . Thermometer / Temperature Gauge, alat ini
berfungsi untuk mengukur tingkat panas dari trafo, baik panasnya kumparan
primer dan sekunder juga minyak trafonya. Thermometer ini bekerja atas dasar
air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung
dengan jarum indikator derajat panas.
b. Permukaan minyak / Level Gauge, alat ini
berfungsi untuk penunjukan tinggi permukaan minyak yang ada pada konservator.
Ada beberapa jenis penunjukan, seperti penunjukan lansung yaitu
dengan cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga
akan mudah mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika konservator
dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam balon dari bahan elastis
dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat pelindung seperti pada
sistem pernapasan sehingga pemuaian dan penyusutan minyak-udara yang masuk
kedalam balon dalam kondisi kering dan aman.
9. Peralatan Proteksi Internal
a . Relai Bucholzt,
Penggunaan relai deteksi gas (Bucholtz) pada Transformator terendam minyak
yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan
Transformator seperti : arcing, partial discharge dan over heating yang umumnya
menghasilkan gas. Gas-gas tersebut dikumpulkan pada ruangan relai dan akan
mengerjakan kontak-kontak alarm.
Relai deteksi gas juga terdiri dari suatu
peralatan yang tanggap terhadap ketidaknormalan aliran minyak yang tinggi yang
timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan
menggerakkan kontak trip yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian trip
Pemutus Arus dari instalasi transformator tersebut.
Ada beberapa jenis relai bucholtz yang terpasang pada transformator, Relai
sejenis tapi digunakan untuk mengamankan ruang On Load Tap Changer (OLTC)
dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat
beberapa jenis antara lain sama seperti relai buhcoltz tetapi tidak ada kontrol
gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput timah yang lentur
sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan bekerja, disini
tidak ada alarm akan tetapi langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya
menggunakan pengaman tekanan atau saklar tekanan.
b. Jansen membran, alat ini berfungsi untuk
pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate. Relai ini bekerja
karena tekanan lebih akibat gangguan didalam transformator, karena tekanan
melebihi kemampuan membran/selaput yang terpasang, maka membran akan pecah dan
minyak akan keluar dari dalam transformator yang disebabkan oleh tekanan minyak
c . Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay),
suatu flash over atau hubung singkat yang timbul pada suatu transformator
terendam minyak, umumnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam
tangki, karena gas yang dibentuk oleh dekomposisi dan evaporasi minyak. Dengan
melengkapi sebuah relai pelepasan tekanan lebih pada trafo, maka tekanan lebih
yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila tekanan lebih
ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik, maka terjadi panas
lebih pada cairan tangki dan trafo akan meledak. Peralatan pengaman harus cepat
bekerja mengevakuasi tekanan tersebut.
d. Relai pengaman tangki, relai bekerja sebagai
pengaman jika terjadi arus mengalir pada tangki, akibat gangguan fasa ke tangki
atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu
yang lain, pemanas dll.
Arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistim relai pengaman tangki
biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan
biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator
sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan
yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil
kemudian tersambung pada relai
tangki tanah dengan ratio Trafo arus antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder
hanya 1 Amp.
e. Neutral Grounding Resistance / NGR atau
Resistance Pentanahan Trafo, adalah tahanan yang dipasang antara titik netral
trafo dengan pentanahan, dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan.
Resistance dipasang pada titik neutral trafo yang dihubungkan Y ( bintang/wye
).