Paralel Transformator Dengan Vektor Group Beda

Paralel Transformator Dengan Vektor Group Beda - Mohon maaf sebelumnya, karena baru sekarang ada waktu luang untuk melanjutkan pembahasan kita mengenai Vektor Group Tansformer (I).

Seharusnya judul artikelnya adalah Vektor Group Tansformer (II), tetapi karena pembahasannya lebih ke memparalel transformator dengan vektor group beda. maka judulnya saya ganti.

Ok..... kita lanjut .... dipostingan sebelumnya kita sudah membahas sebagian masalah terkait Vektor Group.

Pada banyak transformator,  sering kita melihat pada nameplate-nya macam-macam vektor group, ada yang ditulis YnD5, YY0, DY1 dll.

Dari name plate tersebut, mengindikasikan :
  • Abjad pertama adalah bentuk hubungan lilitan tiga phasa pada sisi HV, Y untuk bintang, D untuk Delta dan Z untuk zigzag.
  • Abjad kedua adalah bentuk hubungan belitan tiga phasa pada sisi LV,  Y untuk bintang, D untuk Delta dan Z untuk Zigzag.
  • Bila ada huruf "n" setelah huruf Y,  menandakan titik netral pada hubungan Y tersebut ditanahkan.
Angka yang terdapat diakhir menandakan jam trafo. Yang berarti, sebuah lingkaran jam memiliki sudut 360o dengan urutan angka dari 1 sampai 12,  maka untuk angka 1 besar sudutnya adalah 30o, untuk angka 5 adalah 150o dan seterusnya. Jadi , setiap 1 jam ada sudut 30o. Sehingga bila pada nameplate tertera angka tertentu, misalkan angka 6, maka sudut yang dibentuk adalah:  6 x 30o = 180o.


Apa arti kode Vektor Group tersebut ?

Untuk mengetahui arti dari kode yang tertulis pada Vektor Group, kita harus tahu dulu cara membacanya.

Cara membaca Vektor Group
Untuk memudahkannya, kita ambil contoh sebuah vektor group, misalkan YnD5.
Pembacaannya adalah, belitan tiga phasa pada sisi HV dihubungkan secara bintang (Y) dengan titik netralnya (n) dibumikan, dan belitan tiga phasa pada sisi LV dihubungkan secara delta (D) dengan pergesaran phasa antara HV dan LV sebesar 150o (5 x 30o).

Artinya adalah, pada tansformator dengan Vektor Group YnD5,  terjadi pergeseran phasa antara sisi HV dengan LV sebesar 150o. Sehingga phasa R dengan r, S dengan s dan T dengan t memiliki beda phasa 150o (R unutk phasa R disisi HV, r untuk phasa R disisi LV). Karena pada induktor , arus yang melewatinya mengalami penundaan, dan transformator tersendiri adalah induktor, maka terjadi penundaan sebesar sudut dari vektor group transformator tersebut. Pada contoh diatas sisi LV tertunda sebesar 150o terhadap sisi HV atau 150o lagging LV dengan HV.

Berikut contoh lain untuk pembahahn jam tersebut :
  • Angka 11, berarti ada beda phasa sebesar 330o, ini berarti LV-HV lagging 330o atau LV-HV leading 30o. 30o didapat dari 360o - 330o.
  • Angka 6, berarti ada beda phasa sebesar 180o, ini berarti LV-HV lagging 180o.
  • Angka 5, berarti ada beda phasa sebesar 150o, ini berarti LV-HV lagging 150o.
  • Angka 1, berarti ada beda phasa sebesar 30o, ini berarti LV-HV lagging 30o.
  • Angka 0, berarti tidak ada beda phasa antara sisi LV-HV.
Keterangan :
Lagging : Tertinggal
Leading : Mendahului

Dari penjelasan diatas, terlihat ada pergeseran phasa antara LV dan HV pada angka tertentu sesuai dengan Vektor Group nya.

Vektor group transformator merupakan salah satu point penting dalam syarat memparalel transformator. Salah satu syarat memparalel transformator adalah kesamaan phasa di sisi LV antara transformator yang akan diparalel tersebut. 

Ketika kita memparalel dua atau lebih transformator dengan vektor group yang berbeda dan transformator tersebut memiliki sumber yang sama  pada sisi HV maka masing - masing transformaor akan memiliki beda phasa yang berlainan antara LV-HV nya. Semua sisi LV masing - masing transformator tidak lagi sama phasanya, dan bila kita lanjutkan untuk memparalel, akan terjadi hubungan singkat (short-circuit) antara transformator tersebut. Akibatnya, transformator akan rusak, dan bila proteksi tidak bekerja maka akan menyebabkan kerusakan yang lebih parah pada sisi belitan transformator.

Pada postingan sebelumnya Vektor Group pada Transformator (I) disebutkan vektor group tidak harus sama untuk memparalel transformator. Kenapa ? Berikut penjelasannya.

Coba pikirkan, jika transformator denga vektor group jam 1 dihubungkan ke sumber daya secara normal, maksudnya dari sumber line tiga phasa R,S,T dihubungkan keterminal U-V-W  pada transformator (R ke U , S ke V, T ke W) maka ada pergeseran phasa sebesar 30o antara LV-HV. Kemudian kita ganti koneksi line R-S-T dengan terminal pada transformator dengan urutan yang baru, sehingga menjadi R ke V , S ke W dan T -U. apa yang terjadi dengan u-v-w pada sisi LV ? Apakah masih berbeda 30o dengan sisi HV ?

Ingat, beda phasa antara R-S-T adalah sebesar 120o. Ketika kita mengganti hubungan terminal transformator dengan line seperti contoh diatas, maka beda phasa antara sisi Line normal (R-S-T) - LV  (bukan HV dengan LV) menjadi 120o pada keadaan transformator dengan vektor group 0.

Sekarang, bila vektor groupnya adalah jam 1 (misalkan vektor groupnya YnD1) yang berarti ada pergeseran sebesar 30o maka 120o pada kondisi awal ditambah dengan 30o (karena vektor group jam 1) sehingga totalnya menjadi 150o.
Angka 120o didapat dari kita menggeser phasa input sebesar 120o pada sisi HV.
Angka 30o dari jam trafo. Sehingga totalnya adalah 150o.

Sekali lagi, 150o adalah beda antara sisi Line (R-S-T) dengan LV, bukan sisi HV dengan LV. Ini penting untuk memparalel transformator dengan vektor group berbeda. Karena fokus untuk memparalel transformator adalah kesamaan phasa pada sisi LV masing-masing transformator.

Dari penjelasan diatas, dengan transormator YnD1, yang koneksi pada sisi HV nya digeser 120o kita mendapatkan perbedaan phasa pada sisi LV adalah 150o. Sekarang, misalkan ada transformator dengan vektor group YnD5, dengan koneksi normal dari Line keterminal pada sisi HV (R-U,S-V dan T-W) , berarti ada perbedaan phasa HV-LV sebesar 150pada transformator tersebut.  Maka kedua transformator tersebut YnD1 dengan YnD5 bisa kita paralel, karena sisi LV masing-masing transforamtor sudah tidak ada perbedaan phasa,

Lebih mudahnya, untuk vektor group yang lain dan cara koneksinya sehingga dapat diparalel bisa dilihat pada gambar berikut ini :

Paralel Transformator Dengan Vektor Group Beda

Dari gambar diatas, segi empat menyatakan transformator, dengan bulatan merah-kuning-biru sebagai terminalnya. 3 phasa R-S-T bagian atas adalah sisi HV dan R-S-T pada bagian bawah adalah sisi LV.
Angka dibagian bawah transformator adalah jam trafo. Hubungan lilitan transformator baik Y, D ataupun Z tidak berpengaruh.

Demikian ulasan saya terkait paralel transformator dengan vektor group berbeda. Untuk membuktikannya , gunakan osiloskop agar bisa terlihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi LV dari masing-masing transformator.

Semoga bermanfaat.................

Vektor Group pada Transformator (I)


Vektor Group pada Transformator (I) - Postingan ini merupakan kelanjutan pembahasan atas jawaban singkat saya terhadap komentar mengenai paralel tranformator dengan vektor grup berbeda pada artikel Syarat Memparalel Transformator (Trafo). Pada postingan tersebut saya tidak memasukkan vektor grup harus sama sebagai salah satu syarat untuk memparalel transformator. Kenapa demikian, pada postingan ini akan saya coba mengulasnya. Namun sebelum kita membahas lebih jauh mengenai apakah dua atau lebih vektor grup berbeda dapat diparalel, akan kita ulas sedikit apa sebenarnya vektor grup pada transformator.



Tiga gulungan pada sebuah transformator baik pada sisi tegangan tinggi (HV) maupun sisi tegangan rendah (LV) dapat dihubungkan dalam beberapa cara untuk membentuk konfigurasi bintang (Y), delta (Δ) atau Zigzag (Z) sehingga walaupun terlihat sama namun arah arus bervariasi di setiap konfigurasi yang dibentuk. 

Konfigurasi yang berbeda pada sisi primer dan sekunder dapat menyebabkan perbedaan fasa antara tegangan pada sisi tegangan tinggi (HV) dengan sisi tegangan rendah (LV). Variasi - variasi pada vektor transformator menjelaskan bentuk jenis hubungan belitan primer dan sekunder serta besarnya pergeseran fasa antara tegangan pada sisi tegangan tinggi (HV) dan sisi tegangan rendah (LV). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini :


Dari gambar diatas, A dan B merupakan rangkaian bintang dengan arah yang berlawanan. Secara rangkaian, kedua gambar diatas terlihat sama-sama bintang, namun dikarenakan perbedaan pada arah masuknya arus, maka rangkaian A dan B tidak persis sama, sehingga tegangan dan arus antara kedua rangkaian tersebut berbeda sebesar 180o.

Kesimpulan yang dapat kita tarik dari hal diatas adalah, vektor diagram pada sebuah transformator dibentuk dengan merubah konfigurasi dari hubungan belitan R,S dan T baik pada sisi tegangan tinggi (HV) dan sisi tegangan rendah (LV) sehingga mendapatkan variasi perbedaan phasa untuk tegangan dan arus.

Dalam sebuah instalasi sistim tenaga listrik, informasi mengenai vektor group sebuah transformator sangatlah penting. Apalagi apabila untuk mengoperasikan beberapa buah tranformator secara paralel dengan tujuan untuk meningkatkan kapasitas, berbagi beban serta untuk meningkatkan keandalan sistem. 

Untuk variasi - variasi vektor grup seperti DY11, YD5, YY dan tentu saja penjelasan mengenai paralel beberpa transformator dengan vektor grup yang berbeda akan kita bahas pada postingan selanjutnya. Salam..................

Standar IDMT untuk Relay Overcurrent (Arus lebih) II

Standar IDMT untuk Relay Overcurrent (Arus lebih) II - Sesuai jani saya, pada bagian ini kita akan bahas mengenai penerapan kurva SI, VI, EI, Defenite dan Long Time Standby Earth Fault. Pertama kita mulai dari Defenite Time.

- Defenite Time
Pada type proteksi ini, 2 syarat harus terpenuhi agar relah bekerja, yaitu : besarnya arus gangguan yang dideteksi harus melebihi atau lebih besar dari arus yang di setting dan waktu lamanya arus gangguan tersebut harus lebih panjang dari waktu yang telah ditetapkan. Sehingga terdapat waktu tunda sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan sebelum proteksi bekerja. Lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik dibawah ini :

Dari grafik diatas terlihat, ketika arus gangguan telah melewati Iset dan waktu tset sudah terlewati, maka proteksi akan bekerja.

- Inverse Time (SI - VI - EI)




Gambar diatas merupakan kurva untuk membandingkan bentuk kurva SI, VI dan EI dengan settingan Is dan TMS serta arus yagn terdeteksi sama.


Pada kurva tersebut terlihat, secara umum ketiga kurva diatas memiliki karakteristik yang sama, yaitu semakin besar nilai arus maka semakin kecil waktu tunda untuk mengakitfkan proteksi. dari ketiga kurva tersebut (SI - VI - EI), terlihat kurva SI lebih pada arus yang nilainya sama lebih pendek waktunya dibandingkan VI dan EI.  Sehingga terlihat, bahwa bila diurutkan kurva yang memiliki waktu yang paling singkat adalah SI, kemudian VI dan terakhir EI pada kondisi arus yang lewat sama, Is sama dan TMS sama. Namun pada gangguan arus yang besarnya 5x dari arus settingan (Is), maka kurva yang lebih cepat memberikan respons adalah EI, kemudian VI dan terakhir SI. Sebelum kita membahas lebih jauh, kita ingat lagi formula untuk ketiga kurva tersebut yang pernah dibahas pada Standar IDMT untuk Relay Overcurrent (Arus lebih) sbb :


Dari postingan sebelumnya  , telah diketahui bahwa Is merupakan arus yang disetting, I adalah arus yang terukur dan TMS adalah waktu perkalian yang disetting.
Perbangingan ketiga kurva tersebut (SI-VI-EI) dan Defenite pada sebuah aplikasi adalah sebagai berikut :
Misalkan apabila pada suatu sistim kita ingin membatasi arus gangguan yang masuk kesuatu jaringan sebesar 2000 A, dengan waktu tidak lebih dari 5 detik , maka masing-masing kurva akan memberikan respon untuk proteksi sbb :
- Defenite time
I = 2000 A ; s = 5 det
Maka alat proteksi akan bekerja pada saat arus gangguan terdeteksi diatas 2000 A setelah lamanya gangguan tersebut melebehi waktu 5 detik.

- Curva Inverse (SI - VI - EI)
I = 2000 A ; s = 5 det
Bila waktu 5 det dijadikan sebagai nilai TMS dan Is = 2000 A , maka berdasarkan formula untuk SI pada tabel charcteristic relay diatas didapat waktu kerja alat proteksi sebagai berikut  :

Arus (I)
I/Is
Waktu (t)
SI
Waktu (t)
VI
Waktu (t)
EI
2000
1
-
-
-
2100
1.05
717
1350
3902
2500
1.25
156.5
270
711
3000
1.5
85.97
135
320
5000
2.5
37.84
45
76.19
10000
5
21.39
16.87
16.66
15000
7.5
17.02
10.38
7.23
20000
10
14.85
7.5
4.04
25000
12.5
13.51
5.87
2.57

Dari tabel diatas, terlihat bahwa waktu beroperasinya relay ketika arus yang lewat pada masing-masing kurva berbeda. Ketika arus gangguan yang terukur masih dibawah kelipatan 5x dari arus settingan (kolom I/Is), kurva SI lebih cepat merepon waktu untuk mengoperakasikan alat proteksi dibanding VI dan EI.
Namun ketika arus gangguan besarnya sudah diatas 5 x arus setingan, maka respon kurva EI menjadi lebih epat, disusul VI dan kemudian SI yagn terakhir.
Jika dibandingkan dengan kurva Defenite , maka respon kurva tersebut lebih cepat dibandingkan dengan SI,VI dan EI. Dengan memperhatikan karkateristik ini, biasanya penerapan untuk Defenite Time (DT) digunakan pada arus gangguan hubungan singkat, karena bila arus settingan terlewati, stelah beberapa detik akan emngamankan jaringan. Sedangkan untuk kurva Invers (SI-VI dan EI) digunakan pada proteksi untuk Overload.

Dari tabel diatas, pengaturan nilai Iset dan TMS harus dihitung betul sehingga tidak terjadi kesalahan dalam melindungi peralatan terhadap arus gangguan.