Proteksi Untuk Transformator

Transformers adalah merupakan komponen utama dan yang paling mahal dalan suatu sistim saluran distribusi tenaga listrik. Dikarenakan perlu butuh waktu yang lama untuk perbaikan dan penggantian sebuah transformator yang mengalami kerusakan, maka proteksi terhadap suatu transformator diterapkan untuk memeberikan perlindungan serta membatasi kerusakan yang dapat timbul pada sebuah transformator apabila terjadi kegagalan pada sebuah sistim saluran distribusi tenaga listrik.

Beberapa fungsi proteksi, seperti proteksi terhadap overexcitation dan proteksi berbasis suhu dapat membantu perlindungan terhadap operasional suatu transformator dengan cara mengidentifikasi kondisi operasional yang dapat menyebabkan kegagalan transformator. Perlindungan untuk sebuah transformator yang komprehensif disediakan oleh beberapa relay proteksiu yang fungsinya  disesuaikan dengan aplikasi penggunaan transformator dilapangan.

Jenis proteksi untuk transformator bervariasi tergantung pada aplikasi dan level penting tidaknya transformator tersebut. Untuk penerapan umum, sebuah transformator diproteksi terhadap gangguan yan gtimbul dikarenakan overloads (kelebihan beban). Sistim proteksi yang digunakan harus dapat meminimalkan waktu pemutusan untuk gangguan yang timbul dalam transformator sehingga mengurangi risiko bencana kerusakan yang lebih parah. Setiap operasional transforamtor yang kondisi abnormal akan mengancam umur transformator tersebgut dan rawan terhadap gangguan-gangguan yan gbisa saja timbul sewaktu-waktu, sehingga sebuah peralatan proteksi yang dipasang pada transformator tersebet haruslah benar-benar memadai dan handal sehingga bisa melakukan isolasi terhadap transformator tersebut dan mengurangi kemungkinan kerusakan yang lebih parah yang bisa saja muncul pada saat gangguan terjadi pada sebuah transforamtor.

Kegagalan/Gangguan Transforamtor

• Kegagalan/Gangguan pada sebuah transformator dapat diklasifikasikan menjadi
• Kegagalan pada belitan dikarenakan terjadinya hubungan singkat (short circuit) yang timbul karena hubungan singkat antara phasa - phasa, phasa - netral atau karena putusnya belitan. , berliku terbuka )
• Kegagalan pada inti (core) besi transformatorm\, dengan kemungkinannya bisa disebabakan karena gagalnya isolasi atau hbungan singkat yang timbul pda laminasi core.
• kegagalan pada terminal baik yang diprimer maupun sekunder, seperti (lepas, longgar atau terhubung singkat)
• Kegagalan pada posisi tapping transforamtor ( mekanik, listrik, hubungan singkay , terlalu panas )
• Kondisi operasional yang  abnormal ( overfluxing , overloading , overvoltage )
• Gangguan dari eksternal

Read more »

AC Motors and AC Drives

Saat ini sangat banyak aplikasi peralatan yang membutuhkan variasi pada kecepatan motor induksi AC. Cara termudah untuk memvariasikan kecepatan motor induksi AC adalah dengan menggunakan AC Drive (inverter) yang akan memvariasikan frekuensi supplay poer ke motor tersebut. Operasional sebuah motor dengan frekuensi yang bervariasi akan ikut mempengaruhi sebuah motor akan mempengaruhi besarnya arus dan torsi pada motor tersebut.

Rasio Volt per Hertz (V/Hz)
Rasio (perbandingan) Volt per hertz (V/Hz) adalah perbandingan antara besarnya tegangan suplay terhadap nilai frekuensi pada motor induksi yang akan diatur kecepatannya. Pada motor induksi dengan tegangan  400 VAC, frekuensi 50 Hz, rasio V/Hz motor tersebut  adalah sebesar 400/50 = 8. Ini berarti, dengan frekuensi yang diiringi dengan variasi nilai tegangan kemotor, maka nilai torsi motor tersebut tetap konstan selagi rasio V/hz pada suplay power kemotor tersebut tidak berubah.

Operasi dengan Torsi Konstan
Sebuah AC motor yang dioperasikan sesuai karakteristik dan name platenya akan memiliki besaran  fluks yang konstan karena tegangan dan frekuensi yang diberikan kemotor tersebut juga konstan. Sehingga dapat dikatakan, motor AC yang dioperasikan pada fluks konstan akan memilki besaran torsi yang konstan, walaupun sebenarnya torsi yang dihasilkan bagaimanapun juga sangat tergantung pada beban motor tersebut. Sebuah AC drive mampu mengoperasikana motor dengan fluks  konstan dari sekitar 0 Hz sampai nilai frekuensi yang sesuai pada namplate motor tersebut (biasanya 50 Hz). Ini merupakan rentang torsi yang konstan. Selama perbandingan Volt/Hz dipertahankan konstant maka motor AC akan memiliki karakteristik torsi konstan.

Grafik diatas menggambarkan perbandingan Volt/Hz pada motor 400 volt, 50 Hz. Perlu diingat bahwa jika frekuensi yang diterapkan dinaikkan, reaktansi pada stator akan meningkat. Untuk mengkompensasi kenaikan rekatansi pada kumparan stator, maka secara bersamaan drive AC harus meningkatkan nilai tegangan secara proporsional. Jika tidak , maka arus pada kumparan stator, nilai fluks, dan nilai torsi akan menurun .

Dari grafik tersebut Volt per Hz  pada tegangan 400 VAC adalah :

:  400/50 = 8

Pada tegangan 200 VAC adalah :

:  200/25 = 8

Daya Konstan
Beberapa peralatan memerlukan motor yang dioperasikan di atas kecepatan normalnya. Karena tegangan yang diberikan tidak boleh melebihi rated tegangan pada nameplate, maka nilai torsi akan menurun seiring dengan meningkatnya kecepatan motor tersebut. Sehingga apabila daya dipertahankan konstan, maka setiap perubahan torsi akan dikompenasi dengan perubahan kecepatan motor.

P = w . t

w= 2 . p . n / 60

P = t . 2 . p . n / 60

Keterangan :

t = Torsi (Torque), Newton meter (N.m);
P = Daya, watt (W)

w  = Kecepatan sudut, radian/detik (Rad/s)
 n = Kecepatan putaran motor (rpm) 

 

Dari persamaan diatas terlihat, jika motor dioperasikan pada torsi konstan dan daya konstan, volt konstant dan perbandingan volt konstan per hertz dan torsi dipertahankan sampai dengan 50 Hz, maka diatas frekuensi 60 Hz , volt per rasio hertz menurun, dengan penurunan nilai torsi. Seperti grafik dibawah ini.

Read more »