Di Dalam Power Transformer: Setiap Komponen yang Perlu Anda Ketahui

Saat Anda bekerja dengan transformator daya cukup lama, Anda menyadari bahwa itu bukan hanya sebuah kotak berat yang diletakkan di atas landasan beton. Mereka adalah sistem yang dirakit dengan hati-hati yang terdiri dari lusinan bagian individual, masing-masing dengan tugas tertentu. Jika Anda pernah bertanya-tanya apa yang sebenarnya ada di dalam tangki baja berisi minyak atau bagaimana unit tipe kering dapat bertahan tanpa cairan apa pun, inilah tur sederhananya.

Pertama-tama saya akan fokus pada tipe terendam oli (yang paling umum Anda lihat di gardu induk atau tiang listrik), kemudian dengan cepat membahas perbedaan trafo tipe kering.

Inti mutlak – bagian magnetis dan listrik

Tidak peduli ukurannya, setiap trafo dimulai dengan dua hal yang sama: inti dan belitan. Inti dibuat dari lembaran tipis baja silikon yang ditumpuk menjadi satu. Satu-satunya tugasnya adalah membawa fluks magnet. Anggap saja sebagai kerangka yang memungkinkan transfer energi.

Di sekitar inti tersebut, Anda akan menemukan belitan – biasanya kumparan tembaga atau aluminium. Satu set untuk tegangan tinggi, satu lagi untuk tegangan rendah. Ini adalah 'kabel' sebenarnya tempat arus mengalir. Di antara inti dan belitan, dan juga di antara lapisan belitan yang berbeda, terdapat potongan insulasi (papan press, kertas, atau bahan sintetis). Tanpa mereka, listrik akan melonjak ke tempat yang tidak semestinya.

Terakhir, kabel internal menghubungkan berbagai bagian belitan dan membawa jalur listrik ke busing (yang akan kita bahas nanti). Kabel-kabel tersebut dirutekan dan diisolasi dengan hati-hati, karena di dalam tangki semuanya dikemas rapat.

Minyak isolasi dan sistem pendingin

Dalam sebuah trafo berisi oli , seluruh rakitan inti dan koil terendam dalam oli trafo. Minyak ini bukanlah bahan bakar; ini adalah minyak mineral murni yang melakukan tiga hal: mengisolasi, mendinginkan, dan membantu memadamkan api internal. Anda bisa menyebutnya sebagai sumber kehidupan unit ini.

Tangki itu sendiri menyatukan semuanya – minyak, inti, belitan, dan kabel. Namun tangki baja biasa tidak mengeluarkan panas dengan cukup cepat. Itu sebabnya Anda melihat panel berusuk atau radiator yang dibaut di bagian luar. Beberapa unit yang lebih besar menggunakan pendingin udara paksa atau pendingin oli paksa, namun idenya tetap sama: menghilangkan panas yang dihasilkan oleh belitan dan inti.

Saat minyak memanas, ia mengembang. Untuk menangani pemuaian tersebut tanpa merusak tangki, terdapat konservator (banyak orang menyebutnya tangki pengawet minyak atau sekadar 'bantal minyak') yang dipasang di atas tangki utama. Ia bernapas masuk dan keluar seiring perubahan volume oli, menjaga tangki utama tetap penuh setiap saat.

Keamanan dan perlindungan

Transformers dapat hidup selama beberapa dekade, tetapi mereka membutuhkan anjing penjaga. Yang paling terkenal adalah relai Buchholz (relai gas). Itu terletak di pipa antara tangki utama dan konservator. Jika kesalahan kecil menghasilkan gelembung gas, relai akan menjebaknya dan mengirimkan alarm. Jika kesalahan besar menyebabkan lonjakan oli secara tiba-tiba, relai akan langsung memutus pemutus.

Udara luar yang masuk ke konservator membawa uap air dan debu. Di sinilah fungsi alat pernafasan silika gel – tabung transparan berisi gel biru atau oranye yang menyerap kelembapan dari udara yang masuk. Saat gel berubah menjadi merah muda atau putih, Anda tahu itu sudah jenuh.

Jika terjadi tekanan berlebih (misalnya, korsleting yang menyebabkan oli menguap), katup pelepas tekanan akan terbuka selama sepersekian detik, lalu menutup kembali. Tanpa itu, tangki bisa terbelah.

Anda juga akan menemukan termometer (sering kali dengan pelat jam dan tabung kapiler) yang mengukur suhu tertinggi oli, dan terkadang simulator suhu berliku. Operator mengandalkan pembacaan ini untuk memutuskan apakah trafo kelebihan beban atau mengalami masalah pendinginan.

Beberapa transformator yang lebih besar dilengkapi dengan pemurni minyak – tangki kecil berisi bahan penyerap yang terus menerus menyaring air dan lumpur dari minyak. Ini tidak mencolok, tetapi memperpanjang masa pakai isolasi selama bertahun-tahun.

Tempat listrik masuk dan keluar – bushing dan banyak lagi

Petunjuk internal harus melewati dinding tangki untuk mencapai dunia luar. Itulah yang dilakukan bushing porselen atau komposit. Bentuknya seperti cangkir atau pilar isolator besar. Di dalam setiap busing, sebuah konduktor mengalir ke belitan, sementara badan porselen menjauhkan tegangan tinggi dari tangki yang diarde.

Di atas tangki, papan nama adalah satu-satunya sumber kebenaran yang dapat diandalkan – papan nama ini memberi tahu Anda peringkat MVA, voltase, grup koneksi (seperti Dyn11 atau Yyn0), impedansi, dan nomor seri. Jangan pernah mempercayai tanda yang dilukis dari sepuluh tahun yang lalu.

Untuk pemeliharaan, setiap tangki berisi oli memiliki setidaknya satu katup pembuangan oli di bagian bawah. Dan Anda akan selalu melihat lug grounding yang ditandai dengan jelas dilas ke tangki – di situlah Anda menghubungkan jaringan grounding stasiun untuk melindungi orang dari arus gangguan.

Pengubah tap – penyetelan tegangan

Kebanyakan transformator daya dilengkapi dengan tap changer. Ini adalah mekanisme sakelar yang terhubung ke belitan tegangan tinggi yang menambah atau mengurangi beberapa putaran. Ini sedikit menyesuaikan tegangan keluaran ketika tegangan jaringan masuk menyimpang. Pengubah keran tanpa energi (DETC) hanya dapat dioperasikan bila trafo benar-benar terputus dari daya. Pengubah tap on-load (OLTC) bekerja saat trafo hidup, namun jauh lebih kompleks, dengan kompartemen oli terpisah dan penggerak motor.

Catatan singkat tentang transformator tipe kering

Jika trafo berada di dalam ruangan (seperti di dalam gedung atau menara turbin angin), Anda sering menemukan unit tipe kering. Tidak ada minyak sama sekali. Inti dan belitan dicetak dalam resin epoksi atau dibungkus dengan beberapa lapisan insulasi dan kemudian dibiarkan terkena udara. Pendinginan terjadi secara alami atau dengan kipas internal.

Karena tidak ada oli, semua bagian yang berhubungan dengan oli hilang: tidak ada konservator, tidak ada relai Buchholz, tidak ada pernafasan silika gel, tidak ada katup pembuangan oli, dan tidak ada alat pembersih oli. Namun inti kelistrikannya – inti besi, belitan, insulasi internal, kabel, busing, papan nama, dan lug grounding – tetap sama persis. Pengubah keran, jika ada, juga merupakan desain tipe kering.

Jadi ketika ada yang bertanya 'apa yang ada di dalam trafo daya?', jawaban jujurnya adalah: tergantung jenisnya apakah terendam oli atau kering. Namun untuk pekerja jaringan yang berisi minyak, daftarnya panjang – dan setiap bagiannya, mulai dari paking terkecil hingga inti utama, mempunyai tujuan. Setelah dua dekade di lapangan, saya belajar bahwa melewatkan salah satu dari mereka akan menimbulkan masalah.