Pemeliharaan Trafo – Pemeliharaan, Diagnostik &Pemantauan Trafo Daya

Pemeliharaan Transformator Daya – Diagnostik dan Pemantauan Transformator

Pendahuluan

Sebagai mesin statik transformator tanpa bagian yang bergerak dan berputar, mesin ini sangat andal, dan jika dirawat dengan baik, dapat bertahan 40 tahun atau lebih. Mereka juga tidak tersandung atau meledak saat ditekan oven (kecuali dalam kondisi ekstrim), trafo sering kelebihan beban dan dibiarkan beroperasi melebihi kapasitasnya .

Namun, penggunaan dan penuaan instalasi listrik , mirip dengan instalasi lain, adalah asal kerusakan normal pada peralatan listrik yang dapat dipercepat oleh faktor-faktor seperti lingkungan yang tidak bersahabat, kelebihan beban, atau siklus tugas yang berat .

Penyebab lain kerusakan mungkin memuat perubahan/penambahan, perubahan sirkuit, perangkat pelindung yang tidak disetel/dipilih dengan benar, dan kondisi tegangan yang berubah .

Namun, kegagalan peralatan tidak bisa dihindari jika program pemeriksaan dan pemeliharaan preventif didirikan.

Pembentukan program pemeliharaan preventif reguler dapat meminimalkan risiko kegagalan peralatan dan masalah yang dihasilkan dari kegagalan itu, deteksi kesalahan laten dan langkah pertama untuk pemecahan masalah .

Pemeriksaan Visual Transformator Daya

Perhatian yang paling sering diberikan pada transformator daya adalah inspeksi visual , yang terutama melibatkan pemeriksaan kondisi umum eksterior dan sistem pendingin transformator .

Transformator daya harus diperiksa secara teratur sehingga masalah dapat dideteksi lebih awal dan diperbaiki sebelum perbaikan besar diperlukan .

Pemeriksaan dilakukan secara rutin , biasanya seminggu sekali , meskipun frekuensi dapat bervariasi dari satu perusahaan ke perusahaan lain dan di antara transformator . Misalnya, transformator dapat diperiksa lebih sering jika ada alasan untuk meyakini bahwa suatu masalah sedang berkembang.

Tabel 1 menunjukkan jenis inspeksi visual yang diperlukan untuk mengendalikan kondisi eksterior umum dan sistem pendingin .

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 1 – Pemeriksaan visual transformator

Diagnostik dan Pemantauan Transformator

Pemantauan transformator mengacu pada teknik pengukuran online, dengan penekanan pada pengumpulan data terkait pada integritas transformator dan bukan pada interpretasi data.

Teknik pemantauan transformator bervariasi sehubungan dengan sensor yang digunakan, parameter transformator yang diukur, dan teknik pengukuran yang diterapkan. Karena peralatan pemantauan biasanya dipasang secara permanen pada transformator, peralatan tersebut juga harus andal dan murah.

Pengubah Ketukan Berliku dan Saat Dimuat (OLTC ) kegagalan mendominasi; akibatnya, fokus sebagian besar teknik pemantauan adalah mengumpulkan data dari parameter yang dapat digunakan untuk menilai kondisi belitan dan tap changer.

Gas terlarut dalam minyak dan pelepasan sebagian (PD ) adalah parameter umum yang dipantau terkait dengan kondisi belitan dan insulasi .

Suhu dan getaran pemantauan biasanya digunakan untuk menilai kondisi OLTC .

Gambar 1 menunjukkan distribusi statistik kegagalan pada transformator terendam oli.

Gambar 1 – Distribusi statistik kegagalan pada transformator terendam oli

Parameter umum yang digunakan untuk memantau belitan dan insulasi statusnya adalah PD dan gas terlarut dalam minyak; dalam hal pemantauan OLTC suhu dan getaran digunakan.

Unit pemantauan utama digunakan untuk diagnostik transformer adalah:

• Unit pemantau suhu oli.
• Sensor pemantauan level oli.
• Unit pemantauan gas-dalam-minyak.
• Sensor pemantauan operasi OLTC.
• Unit pemantauan kelebihan beban.

Data dari sensor dan unit pemantauan diubah menjadi sinyal digital dan analog dan membangun komunikasi berbasis waktu nyata dengan antarmuka manusia-mesin dan perekaman data .

Analisis gas-dalam-minyak terlarut adalah alat diagnostik yang efektif untuk menentukan masalah dalam operasi transformator.

Namun, analisis ini biasanya dilakukan di luar pos, di mana peralatan canggih (dan biasanya mahal), digunakan untuk menentukan kandungan gas .

Untuk mengurangi risiko kesalahan awal yang hilang karena interval pengambilan sampel yang panjang, teknik pemantauan sedang dikembangkan untuk memberikan peringatan sehubungan dengan perubahan jenis dan konsentrasi gas yang diamati dalam transformator. analisis gas-dalam-minyak terlarut Convention dilakukan setelah peringatan dikeluarkan. Beberapa trafo gas dan sumber corresponding yang sesuai tercantum dalam Tabel 2.

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 2 – Gas dan sumber transformator

Dengan mengekstraksi gas terlarut dalam minyak insulasi transformator utama dan mengukur jumlah enam komponen gas di level rendah their , dimungkinkan untuk mendeteksi kepanasan lokal atau pelepasan listrik sebagian di unit tergantung pada data penganalisis dan untuk mencegah kecelakaan sebelum terjadi .

Jadwal Tindakan Pemeliharaan Pencegahan dan Pemeriksaan Transformator

Frekuensi perawatan harus ditetapkan dengan mempertimbangkan persyaratan keandalan peralatan dan manual serta rekomendasi pabrikan.

Kegiatan pemeliharaan dapat direncanakan untuk setiap segmen instalasi pada periode yang berbeda, tetapi industri besar biasanya sekali atau dua kali setahun memiliki penghentian global untuk tujuan pemeliharaan.

NETA ^[1] Standar MTS-2007 Lampiran B menyajikan jadwal pemeliharaan berdasarkan waktu dan matriks ditunjukkan pada Tabel 3. Penerapan matriks diakui sebagai hanya panduan .

Kondisi, kekritisan, dan keandalan tertentu harus ditentukan untuk menerapkan matriks dengan benar . Penerapan matriks , bersama dengan puncak data pengujian historis dan tren , harus menyediakan program pemeliharaan preventif kelistrikan quality yang berkualitas .

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 3 – Matriks Frekuensi Pemeliharaan

Untuk transformator, uji pemeliharaan frekuensi minimum didefinisikan pada standar yang sama dan ditunjukkan pada Tabel 4.

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 4 – Frekuensi Pengujian Pemeliharaan Transformer (bulan)

Aktivitas pemeliharaan (inspeksi visual dan mekanis; pengujian listrik; nilai pengujian ) untuk setiap peralatan didefinisikan di bawah NETA Standard ATS-2009 dan untuk transformator dapat diringkas seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5.

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 5 – Frekuensi pengujian dan inspeksi untuk tindakan perawatan transformator

Tindakan pemeliharaan preventif transformator dapat disintesis sebagai berikut:

• Pemeriksaan rutin
• Pengumpulan sampel
• Tes
• Perbaiki

• Perbaikan kecil
• Perbaikan sedang
• Perbaikan dan overhaul besar ^[2

• Dokumentasi dan rekaman data

Tabel 6 menunjukkan aktivitas biasa untuk setiap jenis tindakan pemeliharaan.

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 6 – Tindakan biasa dari setiap jenis kegiatan pemeliharaan

Selain alat uji khusus, alat uji portabel yang paling umum digunakan dalam kegiatan perawatan transformator adalah:

• Multimeter
• Pengukur penjepit
• Penguji tegangan
• Peralatan uji transformator instrumen
• Peralatan uji estafet dan meteran
• Penguji isolasi (MEGGER ^[3] )
• Peralatan uji pembumian
• Kamera inframerah ^[4] (Lihat Termografi Inframerah)

Baca juga:Bagaimana Cara Mencari Rating Trafo dalam kVA (Satu Fasa dan Tiga Fasa)?

Analisis dan Sampel Oli

Selama masa pemeliharaan atau setelah operasi perbaikan besar , perlu untuk mengumpulkan contoh minyak untuk melanjutkan ke pengujian yang ditentukan oleh IEC ^[5] Standar 60296 untuk FAT .

Tes ini adalah:

• Tegangan antarmuka (IFT )
• Keasaman
• Viskositas
• Kepadatan
• Titik nyala
• Titik api
• Titik tuang
• Kelembaban
• Kekuatan dielektrik
• Faktor daya (rugi dielektrik – tan )
• Warna

Hal ini diperlukan untuk mengambil tindakan pencegahan tertentu saat mengumpulkan sampel , untuk menghindari sampel terkontaminasi .

• 1 – Gunakan katup pengambilan sampel tambahan dan jangan gunakan port pengambilan sampel kecil di sisi katup pembuangan (Gambar 2).

Gambar 2 – Katup pengambilan sampel tambahan

• 2 – Katup pembuangan siram Gambar 3 – Pembilasan katup pembuangan

• 3 – Siram selang dan spuit dan jangan ditarik ke belakang pada barel jarum suntik – terapkan sedikit perlawanan dan biarkan tekanan cairan mengisi jarum suntik (Gambar 4).

Gambar 4 – Pembilasan tubing dan spuit

• 4 – Jarum suntik yang diisi harus tidak ada gelembung , tetapi beberapa mungkin terbentuk kemudian – jangan lepaskan yang ini.

Baca juga:Soal Pilihan Transformer Dengan Jawaban Penjelasan

Analisis Gas-dalam-minyak Terlarut (DGA)

DGA , salah satu alat diagnostik paling berharga yang tersedia, adalah prosedur yang digunakan untuk menilai kondisi transformator berisi oli dari analisis gas yang terlarut dalam media pendingin/isolasi .

Ini adalah teknik mapan yang hemat biaya, memberikan informasi penting dari uji non-destruktif yang relatif sederhana berdasarkan pengambilan sampel minyak.

Sementara analisis biasanya dilakukan di laboratorium, perangkat online juga tersedia.

Hasilnya mengungkapkan banyak hal tentang kesehatan minyak dan sifat-sifatnya sebagai media isolasi, termasuk kondisinya saat ini, setiap perubahan yang terjadi, efek degradasi kelebihan beban, penuaan, timbulnya kesalahan kecil dan kemungkinan besar penyebab kegagalan besar.

Perlu diperhatikan bahwa patahan yang parah juga dapat menghasilkan gas bebas yang mungkin terkumpul di relai Buchholz .

Pengujian Transformer untuk tujuan Pemeliharaan &Diagnosis

Tabel 7 menunjukkan metodologi penilaian kondisi transformator secara keseluruhan, yang menghubungkan perawatan rutin dan diagnostik.

Klik gambar untuk memperbesar

Tabel 7 – Tes Transformer dilakukan untuk tujuan pemeliharaan dan diagnostik

Bushing Uji

Untuk busing yang memiliki potensi tap, baik kapasitansi antara bagian atas busing dan keran bawah (biasanya disebut C1 ) dan kapasitansi antara tap dan ground (biasanya disebut C2 ) diukur.

Untuk menentukan rugi-rugi busing, pengujian faktor daya juga dilakukan. C2 kapasitansi jauh lebih hebat daripada C1 kapasitansi .

Bushing tanpa potensi tap biasanya diuji dari konduktor atas bushing ke ground.

Hasil pengujian ini dibandingkan dengan pengujian pabrik dan/atau pengujian sebelumnya untuk menentukan penurunan kualitas.

Tentang 90% kegagalan bushing dapat dikaitkan dengan masuknya air dibuktikan dengan faktor daya yang meningkat .

Uji Analisis Respons Frekuensi Sapu

Analisis Respons Frekuensi (SFRA ) ^[6] terdiri dari pengukuran impedansi belitan transformator melalui rentang frekuensi yang luas dan membandingkan hasil pengukuran ini dengan kumpulan referensi .

Perbedaan dapat mengindikasikan kerusakan pada transformator, yang dapat diselidiki lebih lanjut menggunakan teknik lain atau dengan pemeriksaan internal. Metode frekuensi sapuan untuk SFRA memerlukan penggunaan penganalisis jaringan untuk menghasilkan sinyal, melakukan pengukuran, dan memanipulasi hasilnya.

Deteksi Kesalahan Ultrasonik dan Sonik

Tes ini harus diterapkan ketika hidrogen meningkat tajam di DGA.

Hidrogen tinggi generasi menunjukkan pengosongan sebagian terjadi di dalam transformator. Gas lain seperti metana, etana, dan etilen mungkin juga meningkat . Asetilen mungkin juga ada jika lengkung terjadi dan mungkin juga meningkat.

Analisis Getaran

Ana getaran lisis dengan sendirinya tidak dapat memprediksi banyak kesalahan yang terkait dengan transformator, tetapi merupakan alat lain yang berguna untuk membantu menentukan kondisi transformator.

Getaran dapat dihasilkan dari segmen inti transformator yang longgar, gulungan yang longgar, masalah pelindung, bagian yang longgar, atau bantalan yang buruk pada pompa atau kipas pendingin oli . Sangat hati-hati harus dilakukan dalam mengevaluasi sumber getaran. Sering kali, penutup panel yang longgar, pintu, atau baut/sekrup yang terletak di panel kontrol, atau longgar di bagian luar telah salah didiagnosis sebagai masalah di dalam tangki.

Resistensi Isolasi Inti

Untuk melakukan pengujian ini, pembumian inti yang disengaja harus diputuskan .

Ini mungkin sulit, dan beberapa oli mungkin harus dikeringkan untuk melakukannya.

Pada beberapa transformator, arde inti dibawa keluar melalui busing berinsulasi dan mudah diakses .

Nilai yang diharapkan dari resistensi isolasi adalah:

• Transformator baru:> 1000 MΩ
• Transformator usia pakai:> 100 MΩ

Nilai antara 10 dan 100 SAYA mengungkapkan kemungkinan kerusakan isolasi antara inti dan tanah dan nilai lebih rendah dari 10 jt dapat menyebabkan arus sirkulasi yang merusak dan harus diselidiki lebih lanjut.

Termografi Inframerah

Termografi inframerah (IR ) adalah tidak berhubungan dan tidak merusak cara untuk mendeteksi masalah dalam sistem kelistrikan.

Semua peralatan listrik dan mekanik memancarkan panas dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Kamera inframerah, yang peka terhadap radiasi termal, dapat mendeteksi dan mengukur perbedaan suhu antar permukaan.

Pola termal yang tidak normal atau tidak terduga dapat menjadi indikasi adanya masalah pada peralatan yang dapat menyebabkan kerusakan atau kegagalan, atau menyebabkan kebakaran.

Analisis Inframerah Umum dilakukan setiap 2 atau 3 tahun , saat peralatan diberi energi dan di bawah beban penuh, jika memungkinkan, tetapi fungsi khusus dan kondisi lingkungan mungkin perlu melakukan IR setiap tahun.

Analisis IR juga harus dilakukan setelah pemeliharaan atau pengujian untuk melihat apakah sambungan yang rusak telah diperbaiki dengan benar. Juga, jika IR dilakukan selama proses pemanasan pabrik, hasilnya dapat digunakan sebagai dasar untuk perbandingan selanjutnya.

Komponen transformator berikut biasanya dikenai IR analisis:

• Tank
• Radiator dan sistem pendingin
• Bushing
• OLTC

Baca juga:NAMEPLATE TRANSFORMATOR (PERSYARATAN UMUM).

Tank

Suhu eksternal yang sangat tinggi atau pola termal yang tidak biasa dari tangki transformator menunjukkan masalah di dalam transformator seperti level oli rendah, arus liar yang bersirkulasi, pendinginan yang tersumbat, pelindung yang longgar, masalah tap changer, dll .

Suhu tinggi yang tidak normal dapat merusak atau menghancurkan isolasi transformator dan, dengan demikian, mengurangi harapan hidup.

Sebuah IR inspeksi dapat menemukan kondisi pemanasan berlebih atau pola termal yang salah. IR pemindaian dan analisis membutuhkan staf terlatih yang berpengalaman dalam teknik ini.

Radiator dan Sistem Pendingin

Radiator harus diperiksa dengan kamera IR dan membandingkannya satu sama lain.

Sebuah Radiator atau segmen keren menunjukkan bahwa katup tertutup atau radiator atau segmen dicolokkan .

Jika pemeriksaan visual menunjukkan katup terbuka , radiator atau segmen harus diisolasi, dikeringkan, dan disingkirkan serta penyumbatan dibersihkan .

Transformator yang beroperasi dengan pendinginan yang dikurangi akan memiliki masa pakai dipendekkan secara drastis (suhu pengoperasian yang meningkat hanya 8 hingga 10 ^o C akan mengurangi kehidupan transformator dengan satu-setengah ).

Bushing dan Insulator

a) Level oli

IR pemindaian bushing dapat menunjukkan tingkat oli rendah , yang memerlukan Penghilangan energi dan penggantian segera .

Secara umum alasannya adalah karena segel di bagian bawah bushing telah gagal, membocorkan oli ke trafo . Segel atas telah mungkin gagal , juga mengizinkan udara dan kelembapan untuk masuk ke atas .

Tingkat oli terlalu tinggi di bushing umumnya berarti segel di bagian bawah bushing gagal dan kepala oli dari konservator, atau tekanan nitrogen , telah mendorong oli transformator ke atas busing .

Alasan lainnya bushing dapat menunjukkan level oli yang tinggi apakah segel atas bocor , memungkinkan air masuk . Air bermigrasi ke dasar bushing dan memindahkan oli ke atas .

Lebih dari 90% dari kegagalan bushing dikaitkan dengan pintu masuk air melalui segel atas .

Bushing biasanya gagal secara fatal , berkali-kali menghancurkan transformator host dan peralatan di sekitarnya dan menyebabkan bahaya bagi pekerja . IR Previous Sebelumnya scan dari bushing yang sama harus dibandingkan dengan scan saat ini.

b) Sambungan busing

Bushing memiliki dua koneksi internal , satu di kepala dan lainnya jauh lebih dalam terhubung ke co trafo ils.

Keduanya akan muncul secara eksternal, tetapi sambungan kepala akan berada di bagian atas busing sedangkan sambungan kumparan akan berada di dasar busing.

Masalah dengan retak telah ditemukan di isolator tertentu yang mempengaruhi kekuatan listrik dan mekanik isolator .

Bila ada kelembaban permukaan, arus pelepasan yang sangat kecil mengalir di atas permukaan isolator yang menaikkan suhu satu atau dua derajat. Saat isolator retak arus pelepasan mengalir ke bawah celah dan tidak melewati permukaan dan isolator tampak sedikit lebih dingin .

Saat retak menjadi cukup parah peningkatan suhu dapat menjadi nyata .

OLTC (Pengubah Ketukan Saat Dimuat )

Suhu OLTC penutup harus memiliki suhu yang sama sebagai transformator itu sendiri .

Sumber panas ada di dalam casing OLTC dan jauh lebih panas dari suhu yang ditunjukkan .

Sebuah OLTC eksternal kompartemen harus tidak lebih hangat dari badan transformator . Jika lebih hangat , ini menunjukkan kemungkinan pemanasan sambungan keran internal .

Satu kesulitan dengan inspeksi tap adalah bahwa semua tap tidak terhubung pada saat inspeksi sehingga hasilnya mungkin tidak konklusif .

^[1] NETA :Asosiasi Pengujian Listrik Internasional (AS).

^[2 Dilakukan setelah kesalahan internal yang parah atau setiap 8-10 tahun s berfungsi terus menerus , yaitu ketika transformator mengalami siklus beban lebih yang parah atau hubung singkat eksternal . Aktivitas ini harus dilakukan oleh personil khusus .

^[3] MEGGER adalah merek dagang , tetapi peralatan ini dikenal dengan nama ini.

^[4]  Lihat Bab 7 yaitu Termografi Inframerah.

^[5] IEC:Komisi Elektroteknik Internasional.

^[6] Hanya jika tes ini dilakukan selama FAT – Tes Penerimaan Pabrik.

Tentang Penulis:Manuel Bolotinha

-S1 Teknik Elektro – Energi dan Sistem Tenaga (1974 – Instituto Superior Técnico/University of Lisbon)
– Magister Teknik Elektro dan Komputer (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– Konsultan Senior di Gardu Induk dan Sistem Tenaga; Instruktur Profesional