TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK

Ciri Ciri Transformator Uji Perbandingan lilitan besar Kapasitas kVA kecil Satu phasa (kecuali keperluan khusus perlu 3 Phasa) Salah satu ujung lilitan di ketanahkan Perencanaan isolasi hanya diperhitungkan sampai tegangan uji maksimum. (Tidak diharapkan menerima OverVoltage) Konstruksi sedemikian sehingga gradien tegangan (dV/dt) seragam dan osilasi dapat diabaikan

Konstruksi Transformator Uji Pengoperasian singkat  tidak ada masalah pendinginan trafo Sistem Isolasi Minyak Inti umumnya Core Type Lilitan berbentuk (50-60 kV “Polylayer Polyline Wound Disc Winding” Lilitan Primer digulung di Inti, sedangkan lilitan sekundernya digulung di luar lilitan primernya. Distribusi tegangan tidak linier, jadi ditambahkan perisai statis)

Konstruksi Transformator Uji Fortesque (100 kV) Untuk mendapatkan isolasi yang ekonomis dan gradien tegangan yang seragam maka dililit cara Fortesque. Primer di dekat inti, lilitan sekunder menjauh membentuk kerucut. Fischer Gulungan primer dililitkan dekat inti, sedangkan gulungan sekunder dililtkan berturut2 diluarnya sehingg tegang tertinggi yang terjauh dari inti.

Transformator Kaskade Alasan : Tegangan Maksimum ekonomis adalah 1600 kV Transformator dipasangkan secara seri. Mempunyai 3 Lilitan Primer (tegangan rendah) Sekunder (tegangan tinggi) Tersier (tegangan rendah dengan diatas tegangan tinggi, untuk supply ke trafo tingkat berikutnya)

Transformator Kaskade (Lanj.) Untuk 3 tingkat : Trafo I : Daya 300% Trafo II: Daya 200% Trafo III: Daya 100 %

Karateristik Transformator Uji Karena lilitan banyak  Perbandingan kumparan besar  Distributed Capacitance besar  Arus pemuat (excitasi) besar  Arus Leading  Tegangan menjadi naik/tinggi  Tidak sesuai perbandingan lilitan. Mengatasi : Membuat sela udara di dalam inti dan membesarkan arus Distributed Capacitance besar  Reaktansi besar  Resonansi (Lihat Tabel). Jika bentuk gelombang tidak sempurna  Distorsi. Mengatasi : Pembangkit gelombang sinus Meredam resonansi atau dengan filter

Tabel Frekuensi Resonansi Tegangan Sekunder Pada Transformator (kV) Kapasitas (kVA) Frekuensi Resonansi (Hertz) Catatan 500 300 315 255 Sebuah terminal dibumikan dengan 6 buah isolator gantung paralel 150 2 340 220 Kedua terminal tidak dibumikan Sebuah terminal dibumikan 77(P.T.) 0.2 1250 750 40 4 1000 Edua terminal tidak dibumikan

Cara Mengatur Tegangan Uji Tegangan harus dapat diatur kontinyu dari nol sampai tegangan nominal Pengaturan tegangan dengan cara : Digunakan Induction Voltage Regulator (IVR) Tahanan atau Reaktor Variabel Pembagi Tegangan (Resistor Devider) Pembangkit Gelombang Sinus

Pokok-Pokok Pengujian Pokok Pengujian ditentukan oleh Spesimen Umumnya pengujian secara lengkap meliputi: Pengujian Ketahanan Dalam Udara Pengujian Ketahana Dalam Minyak Pengujian Ketahan Untuk Tiap Lapisan (isolator) Pengujian Lompatan (api) dalam suasana kering Pengujian Lompatan (api) dalam suasana basah Pengujian tembus (puncture) atau kegagalan (breakdown)

Pokok pengujian umumnya diterapkan pada alat-alat konvensional : Mesin Trafo Isolator Kawat dan Kabel Pemisah (DS - Disconnecting Switch) Dll. Alat-alat khusus memerlukan pengujian khusus juga.

Faktor Koreksi Situasi Udara Kondisi udara saat diuji tidak standar Tabel normalisasi selalu dinyatakan dalam standar kondisi tertentu. (JIS, JEC, IEC, VDE, BS, IEEE, etc) Perlu koreksi agar dapat dibandingkan.

Kondisi Udara Standar Menurut JIS C3801 dan JEC Standard 106 Kondisi Standar adalah: Tekanan Barometer : 760 mm Hg (1013 mbar) Suhu Keliling : 20 C Kelembaban Mutlak : 11 gram/m3

Koreksi Terhadap Tekanan & Suhu VB bB 273 + 20 0.386 bB VS = ------- ; d = ------  ------------ = ------------ d 760 273+ tB 273+tB VS=Tegangan lompatan pada keadaan standar VB=Tegangan lompatan yang diukur pada keadaan sebenarnya bB=Tekanan udara pada waktu pengujian (mmHg) tB =Suhu sekeliling pada waktu pengujian (C) k = Faktor koreksi (bisa dicari dari grafik)

Koreksi terhadap Kelembaban VS=kH VB VS=Tegangan lompatan pada keadaan standar VB=Tegangan lompatan yang diukur pada keadaan sebenarnya kH = Faktor koreksi (bisa dicari dari grafik) Catatan : Lengkung A,B,C,D,E dan F didasarkan pengalaman di Jepang Lengkung G dan H adalah menurut IEC

Grafik Koreksi

VS = VB (-----) n ; n= faktor Sela (dari Tabel) kD Jika di gabung maka perumusan menjadi : kH VS = VB ------ d Menurut J.Kucera bentuk umum menjadi : VS = VB (-----) n ; n= faktor Sela (dari Tabel) kD Bila tegangan lompatan berbanding lurus dengan lebar sela, maka n=1. Ini terjadi pada lebar sela kecil (1m)

Kerapatan Udara Relatif bB Jika n=1; kD = d = 0.289 --------- ; hanya untuk 0.9d 1.1 273+tB Dimana : bB = tekanan udara dalam mBar Besar kD dapat dilihat pada tabel dibawah ini Kerapatan Udara Relatif Faktor Koreksi (kD) 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80 0.82 0.85 0.86 0.90 0.91 0.95 1.00 1.05

Pengujian suasana Basah Tujuan : Meniru kondisi hujan Konstruksi : Pipa mendatar dengan lubang (nozzle) dengan kemiringan tertentu (). Digerakkan dengan pompa. Lompatan Api Basah dipengaruhi oleh: Jumlah penyiraman permenit (JIS=3mm/menit) Resistivitas air (JIS=1000 Ohm cm) Sudut Penyiraman (JIS 45)

Alat dan Sirkuit Pengujian Trafo Uji (400V – 100kV; 20 kVA, 30 menit) Terdapat kump tersier pengukuran 100 V Induction Voltage Regulator 220 V, 20 kVA Pemutus Beban Tahanan Pelindung tahanan : 1 /Volt (100 kV  100 k) jarak : 0.7 – 1.1 cm/kV (100kV  1 meter)

Pengukuran : Pembagi Kapasitor Memasang Pembagi kapasitor dan menggunakan Voltmeter atau Ammeter V = I/(2fC)  dengan Ammeter V = v(C+CS)/C  dengan Voltmeter CS = apasitas dari Voltmeter v =tegangan yang diukur oleh (static) Voltmeter V = v(C+CS+CO)/C

Rangkaian Pembagi Tegangan Menggunakan Kapasitor C C C V V I V A V Cs Co V Cs v

Pengukuran : Pembagi Tahanan Konstruksi : Seperti Pembagi Kapasitor Kelemahan : Punya batas kemapuan membawa arus Mempunyai kapasitansi sasar (stray cap) Mempunyai induktansi sasar (stray ind) (Perlu dipertimbangkan pada frekuensi tertentu) v=V(R1/(R1+R2))

Rangkaian Pembagi Tegangan Menggunakan Resistor V R1 v

Voltmeter Elektrostatik Voltmeter yang lazim dipakai untuk pengukuran Tegangan Tinggi Prinsip : Kapasitor Plat sejajar, 1 tetap dan 1 bergerak. V1 Plat tetap F Plat bergerak V2

Pembangkitan Tegangan Tinggi Rangkaian Resonansi Seri Latar Belakang : Bahan Isolator yang diuji bersifat Capacitive (terutama pada pengukuran kabel) Transformator uji bersifat inductive Pada suatu saat rangkaian uji dan beban akan beresonansi (umumnya terjadi saat arus mencapai limitasi maksimum pada tegangan rendah) Akibat : Tegangan resonansi akan naik 20 kali . Rangkaian akan meledak

Solusi : Seri Resonan Sirkuit Dibuat rangkaian uji yang bisa diatur besar induktansinya agar terjadi resonansi dengan beban yang bersifat kapasitip Tegangan saat resonansi yang dipakai sebagai tegangan uji, jadi tegangan supply harus dikecilkan 20 kali Rangkaian : La Lb C Tr Rn Ln Cn

Keuntungan: Gelombang output dapat dipertahankan dalam bentuk sinus murni Daya yang suplai sangat kecil, antara 5% - 10% dari daya pengujian Tidak terjadi arus surja saat alat yang diuji mengalami breakdown, karena saat breakdown, kapasitansi benda uji berubah, dan sistem tidak lagi dalam resonansi, tegangan drop menjadi tegangan suplai Dapat di kaskade-kan untuk tegangan lebih tinggi Susunan sederhana dan kokoh