Paper Diagnosis Trafo Andi

|
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
 490 views
of 9

Please download to get full document.

View again

Description
Transformator adalah salah satu peralatan penting dalam suatu sistem tenaga listrik. Fungsi utama dari transformator adalah untuk mengubah level tegangan dari satu level tegangan ke level tegangan yang lain. Pada pemakaian suatu transformator tegangan tinggi diperlukan isolasi untuk mengisolasi antara bagian yang bertegangan dan bagian yang tidak bertegangan serta untuk mengisolasi bagian-bagian antara fasa yang bertegangan. Sistem isolasi dari transformator akan mengalami penurunan kualitas seiring penuaan usia transformato, sehingga diperlukan diagnosis kemampuan isolasi transformator untuk mengantisipasi kegagalan yang terjadi. Isolasi kertas dan minyak merupakan bagian dari sistem isolasi transformator, paper ini akan menjelaskan diagnosis kualitas dari kedua isolasi tersebut. kata kunci: transformator, isolasi, diagnosis, isolasi kertas, minyak trafo
Share
Transcript
  Teknik Diagnosis Tegangan Tinggi, 2013  Diagnosis Isolasi Transformator  Asep Andi Suryandi (23212059)  Program Studi Magister Teknik ElektroOpsi: Teknik Tenaga Elektrik Sekola Teknik Elektro dan Informatika, Institut Teknologi !andung    Abstrak   Transformator adalah salah satu peralatan penting dalam suatu sistem tenaga listrik. Fungsi utama dari transformator adalah untuk mengubah level tegangan dari satu level tegangan ke level tegangan yang lain. Pada pemakaian suatu transformator tegangan tinggi diperlukan isolasi untuk mengisolasi antara bagian yang bertegangan dan bagian yang tidak bertegangan serta untuk mengisolasi bagian-bagian antara fasa yang bertegangan. Sistem isolasi dari transformator akan mengalami penurunan kualitas seiring penuaan usia transformato, sehingga diperlukan diagnosis kemampuan isolasi transformator untuk mengantisipasi kegagalan yang terjadi. Isolasi kertas dan minyak merupakan bagian dari sistemisolasi transformator, paper ini akan menjelaskan diagnosis kualitas dari kedua isolasi tersebut.kata kunci transformator, isolasi, diagnosis, isolasi kertas, minyak trafoI.P ! #$%&'&$ Menentukan kondisi transformator berguna untuk membuat keputusan jangka pendek mengenai operasi dan pemeliaraannya! Menilai kondisi transformator melaluiteknik diagnostik juga penting untuk melakukan studimanajemen aset untuk penggantian transformator! ondisi#ransformator adala masukan penting bagi model teknik danekonomi yang digunakan untuk menentukan alternatif yang paling emat! Sistem isolasi$ yang terdiri dari isolasi %air dan padat$ adala bagian paling penting dari sistemtransformator! inerja transformator akan tergantung padasistem isolasi! &solasi padat memiliki fungsi untuk memberikan kekuatan mekanik$ kekuatan dielektrik dan jarak dielektrik! &solasi %air memiliki fungsi untuk memberikankekuatan dielektrik$ pendinginan dan melindungi baan aktif!'ntuk menilai kualitas isolasi %air dalam istila ini adalaminyak isolasi ada beberapa tes yang bisa dilakukan yaitukadar air$ tegangan tembus$ keasaman$ sedimen$ titik nyaladan arna! #es ini akan memberikan informasi apaka isolasidalam kondisi penuaan normal atau mengalami per%epatankarena oksidasi!#ransformator modern meliputi berbagai baan isolasiyang bersamasama membentuk sistem isolasi! Sistem isolasiyang terdapat pada transformator terdisi dari*+ ,ressboard+ kertas raft+ ertas manila - rami+ ,artikelboard kepadatan tinggi+  Press oard #ollars $ dan isolasi akir + .aminated (jenis kayu lapis) partikelboard+ /namels+ pelapis laminasi inti anorganik dan organik + ,or%elain+  Epo$% po&der #oating  + Maple kayu bentuk struktural+ Serat ulkanisasi + apas+ ,lastik dan semen+ airan dielektrik Sistem ini mengisolasi belitan transformator teradap satusama lain dan dari pentanaan untuk melindungi bagian bagian pembaa arus transformator dari besi magnet dan bagian baja struktural! (elangsungan operasi dari transformator sangat bergantung pada umur dan kualitas sistem isolasinya. Salah satunya adalah kualitas sistem isolasi minyak transformator. )inyak transformator selain berfungsi sebagai isolasi dan 1  Teknik Diagnosis Tegangan Tinggi, 2013 pendingin, juga mempunyai sifat dapat melarutkan gas-gas yang timbul akibat kerusakansistem isolasi baik isolasi padat (cellulose) maupun cair *minyak+. Selama transformator beroperasi maka minyak transformator di dalamnya akan mengalami beban berupa medan listrik dan beban thermal yang berasal baik dari belitan maupun inti trafo. Pemakaian transformator dalam jangka panjang dapat menyebabkan penurunan karakteristik dielektrik, sik dan kimia minyak transformator selain itu  juga menyebabkan timbulnya gas-gas terlarut yang berada dalam minyak transformator, serta penurunan kualitas minyak isolasi yang diakibatkan degradasi arna, tan , dan tegangan tembus.&ntuk itu diperlukan analisis mengenai kualitasisolasi transformator untuk dapat mengetahui kondisi transformator dan menentukan perkiraan sisa umur efektif minyak isolasi transformator. &&!# /S&./  S #/4# Sifat mekanis isolasi kertas dapat ditentukan ole  pengukuran se%ara langsung kekuatan tarik ( Tensile strengt ) atau derajat polimerisasi (6,)! al tersebut digunakan untuk menge7aluasi masa idup isolasi kertas! 6isarankan nilainilai6, antara 150250 yang merupakan batas baa untuk kriteria isolasi kertas$ karena nilainilai di baa 150$ kertas tidak memiliki kekuatan mekanik!Analisis isolasi kertas untuk nilai 6, yang memerlukan  pengilangan beberapa strip kertas dari ikatan inter-fbre ! ,rosedur ini dilakukan selama perbaikan transformator! asil tes ini akan menjadi faktor penentu dalammembuat kembali atau  s#rapping   trafo!  Mengukur kekuatan tarik 'tensile strengt( ekuatan kertas tergantung pada kekuatan serat dan$ yang lebi penting$ kekuatan ikatan antarserat )   ekuatan tarik kertas dapat diukur dalam rentang lebar atau nol span$ dengan memakai dua teknik ukur akan memberikan informasi yang lebi baik!1!  Mengukur kekuatan tarik dalam rentang le ar  ekuatan tarik rentang lebar$ yang merupakan bagian yanglebi muda terbakar$ terlipat dan terobek$ adala ukuran dari ikatan interfibre kertas dan sangat ditentukan ole kualitas danluasnya! &ndustri kertas mendefinisikan kekuatan tarik kertas sebagai suatu beban yang merusak per satuan lebar (indeks tarik) bukan per satuan luas seperti yang biasa digunakan untuk baan lainnya$ karena ketebalan kertas tidak se%ara signifikan mempengarui ikatan serat dan kemampuan menaan beban yang besarnya dapat ber7ariasi di seluru kertas! ,anjang strip (rentang jarak antara raang penjepit dari instrumen tarik) yang digunakan dalam analisis mempengarui pengukuran kekuatan tarik dan didefinisikan dalam metode standar sebagai 200 8 10 mm! .ebar kertas ditentukan sebesar 25 mm dalam standar$ tapi banyak instrumen tidak dapat menggunakan strip lebi luas dari 15 m!Mem7ariasikan benda uji antara 1351 mm se%ara umum tidak membuat banyak perbedaan pada asil!,engukuran eksperimental memberikan beban maksimum () saat kertas rusak$ kekuatan tarik (k  m)$ ekstensi '*(,  modulus kertas (M  m) dan penyerapan energi tarik (jm2)! ekuatan tarik (per satuan lebar$ seperti yang didefinisikan dalam industri kertas) diitung dari6efinisi ekstensi '*(  adala peregangan saat isolasi rusak dinyatakan sebagai persentase dari panjang saat tes aal! Modulus kertas diitung dari kemiringan plot tegangan tarik teradap regangan tarik (menggunakan bagian linear aal  plot$ dengan strain pertama kali yang diterapkan) &ndeks tarik diitung sebagai!*6igunakan dalam preferensi untuk kekuatan tarik$ karena memungkinkan data tarik dari berbagai jenis kertas yang akan dibandingkan tidak memperitungkan ketebalan!2!  Mengukur kekuatan tarik dalam rentang nol   #es tarik rentang nol mengukur kekuatan dari serat sebenarnya dalam kertas ,  yang berorientasi dalam ara  bergulir! Alat yang memiliki dua raang diposisikan seingga gaya tarik meleati bidang melalui ketebalan dan akibatnya kekuatan serat ditentukan! 6alam prakteknya$ ada %ela ke%il (0!2mm)$ jadi rentang nol kekuatan tarik diperole dengan ekstrapolasi dari pengukuran yang dilakukan pada jarak antara0$2 dan 2mm! ekuatan tarik diitung per satuan luas sampel dan karena itu umumnya dapat disebut sebagai :tekanan:!#ekanan untuk merusak kertas pada %ela nol dari suatu kertas$ yaitu beban kegagalan (beban maksimum dalam kgl5mm lebar sampel)$ diitung daridi mana  +   adala instrumen konstan (0!;22kgpsi)$ , adala tekanan yang diamati pada saat rusak (psi) dan ,o adala tekanan :nol: (psi)$ yaitu tekanan yang dibutukan untuk mengatasi beban nol yang mempertaankan raang dalam kontak pada aktu tertentu! ,anjang kerusakan (<.) diitung sebagai*Akirnya$ indeks tarik rentang nol diitung dari panjang kerusakan dari sampel*2  Teknik Diagnosis Tegangan Tinggi, 2013 &&&!6 /A=A#  , >.&M/&SAS& Memperkirakan 6, (derajat polimerisasi) menunjukkankondisi kertas ratarata atas seluru transformator (tergantungfaktorfaktor seperti sirkulasi efektif)! ertas raft memiliki6, lebi dari 1200$ dan kertas dengan 6, 200 atau kurangdianggap tidak layak! ilainilainya akan bagus jika minyak diregenerasikembali dalam dua taun terakir! 6ata ini arus die7aluasidalam ubungannya dengan analisis kimia rutin dan sejaratransformator! Tabel 1. Standar nilai DP Analisis isolasi kertas untuk nilai 6, yang memerlukan pengilangan beberapa strip kertas2gram!,adat isolasi yang digunakan untuk melindungi belitankonduktor transformator adala lembaran baan yang terbuatdari selulosa! Sumber utama selulosa ini serat kayu$ karenakayu berisi ingga 50? selulosa dalam kondisikering! Selulosa adala polimer linier yang terdiri dari unitglukosa anidrat indi7idu terkait pada atom karbon pertamadan keempat melalui ikatan glukosidik! ekuatan mekanik selulosa adala fungsi dari sifat polimer dan berserat! =umlaunit monomer dalam rantai polimer yang dikenal sebagai nilai6,! ualitas baan selulosa diukur dalam al ini nilai6, ! ilai 6, saat ini digunakan ole utilitas sebagai alatdiagnostik untuk mengetaui kondisi baan padat (terutamakertas)! ertas baru diperkirakan memiliki nilai 6, dari 10001500! ilai 6, pertama kali dikurangi dengan proses pengeringan yang terjadi selama perakitan transformator! alini diyakini baa setela proses ini nilai 6, kertas adalasekitar 950! ertas ini akan menua selama operasi sampai titik kritis ter%apai (liat gambar 1)! &ni adala saat kertasdinyatakan tela men%apai akir masa pakainya! al ini jugadianggap sebagai operasi transformator! Gambar 1. Gambar Mikroskopik untuk (a) Kertas isolasidengan nilai DP tinggi, (b) Kertas isolasi lama dengan DPrendah &!@ 'A  =enis dan konsentrasi furan dalam sampel minyak juga dapat mengindikasikan stres abnormal pada trafo$ apaka  berlanjut $ kelebian panas dengan durasi pendek atau  berkepanjangan! Tabel 2. enis !uran <eberapa produk sampingan yang terbentuk selama proses  penuaan yang terlarut dalam minyak$ dapat dianalisis untuk memperole kandungan furan! Alasan analisis kandungan furan lebi disukai untuk analisis gas karbon oksida$ dimana gas karbon oksida tidak anya terbentuk selama penuaan kertas$ akan tetapi juga terbentuk dari kegiatan lain seperti  pelepasan parsial dan o7ereating! Selama lompatan listrik$ karbon monoksida dan karbon dioksida terbentuk!4as karbon oksida juga dapat dibentuk dari baan selain yang terdiri dari selulosa$ seperti minyak$ dalam beberapa kondisi! ,enelitian terbaru tela menunjukkan baa senyaafuranat diasilkan juga jika selulosa terkena muatan listrik$ tetapi dalam jumla yang sangat ke%il! Selama penuaan termal$ sejumla besar senyaa furanat dapat diasilkan ketika baan selulosa yang terkena suu yang sangat tinggi (biasanya di atas 120  )! #ingkat akumulasi juga akan menjadi penyebab dari faktorfaktor lain* konsentrasi oksigen dan kadar air!Sekali terbentuk$ senyaa furanat dapat bertaan selama  jangka aktu yang lama dalam minyak %ura$ yang pada suu  jau lebi renda dari tempat terpanas di isolasi (belitan)! =enisjenis senyaa furanat yang dapat dibentuk adala+ 2furaldeide+ 5metul2furaldeide+ 5ydroBylemetyl2furaldeide+ 2asetil furan+ alkool 2furfuril!Melalui tes laboratorium$ baa 2 furfural yang juga disebut sebagai 2furaldeide (2@A.) adala produk 3  Teknik Diagnosis Tegangan Tinggi, 2013 sampingan yang paling stabil pada selulosa selama penuaan yang mampu stabil selama bertauntaun! >le karena itu  banyak digunakan sebagai indikator untuk memprediksi nilai 6, kertas! 6alam literatur masi ada perdebatan tentang i akumulasi senyaa furanat dari kertas termal dan upgrade darikertas raft normal! <eberapa literatur menyatakan baa  perilaku yang berbeda jika menggunakan kertas termal ditingkatkan sementara ada beberapa yang menyatakan baa tidak ada perbedaan dalam perilaku senyaa furanat antara kertas termal ditingkatkan dan kertas raft normal! .aporan ini mengasumsikan pola yang berbeda untuk dua jenis isolasi kertas!  +orelasi ntara 2-. dan Tingkat Polimerisasi ,engilangan kertas isolasi dari sebua transformator sangatla sulit$ terutama jika trafo masi diarapkan untuk terus dioperasikan$ dapat menyebabkan kegagalan unit jika tidak dilakukan dengan teknik yang sesuai! emampuan untuk memperkirakan kondisi kertas tanpa merusak trafo sangatla diperlukan! #ela ditemukan suatu pengujian tidak langsung yang dilakukan dengan menganalisis minyak untuk mengetaui konsentrasi senyaa furanat yang terbentuk selama proses penuaan! Setela pembentukannya selama  proses penuaan$ senyaa furanat bermigrasi dari kertas ke dalam minyak dan karenanya dengan menganalisis minyak$ nilai 6, dapat diperkirakan!Meskipun pengukuran senyaa furanat dari sampel minyak relatif sederana$ penafsiran yang kompleks! Seperti tela disebutkan sebelumnya$ lebi dari satu mekanisme yang terlibat dalam proses penuaan! ,ada suu renda$ kelembaban dan gas karbon oksida adala produk yang lebi dominan dari  proses penuaan! Senyaa furanat yang dominan pada suu intermediate dan tidak stabil pada suu tinggi! <eberapa  penulis tela mempelajari penuaan kertas dan tela berusaa untuk berubungan furani%s dengan nilai 6,!,enelitian tersebut tela dilakukan berdasarkan data yang diperole dari berbagai spesimen termasuk laboratorium  penelitian dan transformer dibaa keluar dari layanan untuk  perbaikan atau in7estigasi! Model matematika tela dikembangkan untuk ubungan yang diamati antara nilai 6, dan konsentrasi senyaa furanat (2@A.)! 6engan model transformator Arreniuss yang digunakan! al ini didasarkan  pada konsep baa suu adala satusatunya parameter  penuaan! Menurut model ini$ trafo penuaan ditentukan ole  penuaan lokasi yang paling terkena stres termal yaitu tempat terpanas biasanya disebut sebagai ot spot! Model ini diberikan ole persamaan berikut!di mana*.o.?  ilangnya masa idup (.oss of .ife)A$ <  parameter standar AS& C  ot spot temperatur dalam derajat el%ius6t  aktu operasi transformator dalam jam$ dengan suu ot spot CModel Arrenius %enderung lebi memperkirakan sisa umur! eim dan 6upont dibangun di atas model Arrenius dengan menjelaskan ubungan parameter 2@A. uni7ersal untuk nilai 6,! 6alam model mereka$ mereka menganggap  baa penuaan arus menjadi indikasi degradasi ratarata  belitan! ,ersamaannya adala!di mana*a$ b  parameter berdasarkan jenis kertas2@A.  nilai ratarata$ dalam ppm$ untuk transformator selama  jam t   operasi$ memiliki gradien suu belitan menjadi 6C!Model ini$ seperti Arrenius$ dapat digunakan menentukan sisa umur dengan mengurangi aktu idup yang ilang dari aktu idup aalnya! #erkait ubungannya dengan nilai 6,$  persamaan eim6upont adala*dimana$l  meakili ekspresi singkat d  parameter meakili jenis kertas (kertas termal upgrade atau raft normal)Model ole eim6upont dengan persamaan yang lebi  baik dari proses penuaan karena berkaitan penuaan kertas untuk gradien kedua ot spot temperatur dan jenis kertas! 6i atas semua$ itu memberikan nilai 6, yang didasarkan pada asil penuaan (2@A.)! elemaan dari model ini adala  baa ketika minyak baik diola misalnya regenerasi atau diganti$ konsentrasi 2@A. akan beruba dan ini akan membaa lebi banyak ketidaktepatan!Selanjutnya$ konsentrasi 2@A. merupakan nilai ratarata tingkat penuaan kertas yang berbeda dari berbagai tempat dari  blok belitan$ ole karena itu karena itu pengukuran akurat tidak pada titik terlema!Model lain yang dibaas dalam literatur lainnya adala modelyang berasal dari*+ en6ong+ 6e ,ablo dan+ <urtonModel en6ong dinyatakan seperti yang ditunjukkan dalam  persamaan berikut*di mana konsentrasi 2@A. dalam ppm6e ,ablo datang dengan model yang diberikan oledi mana 2@A. dalam ppm$ dan persamaan linear! Model 6e ,ablo juga dimodifikasi ole ,ala7anpour dkk! untuk mempertimbangkan baa penuaan kertas tidak seragam dan asumsi baa 20? dari lapisan kertas bagian ;
Related Search

We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks