Pengujian Kegagalan Transformator Daya Menggunakan Teknik Sweep Frequency Response

Analysis

FARIDHA FITRIATI KHURNIA

1106011064

Referensi 1

• Novel method for detection of transformer winding faults using Sweep Frequency Response Analysis (Jashandeep Singh, Yog Raj Sood, Piush Verma, Raj Kumar Jarial; IEEE 2007)

• Menjelaskan dasar – dasar SFRA secara matematis menggunakan dasar rangkaian listrik RLC.

Referensi 2

• Study and Diagnosis the Failure of Power Transformers by Sweep Frequency Response Analysis (Amit Kumar, R.N Sharma, Sushil Chauhan, S.D Agnihotri; ICPEC 2013)

• Menjelaskan studi kasus pengujian trafo daya di India menggunakan teknik SFRA.

Pendahuluan

• Trafo daya merupakan salah satu perangkat yang paling mahal dalam sistem tenaga listrik. Kegagalan pada trafo daya membutuhkan biaya yang sangat besar dan kerusakan yang parah akan memberikan dampak ekonomi yang besar terhadap pengoperasian jaringan listrik.

Deformasi Winding

• Diakibatkan oleh kegagalan mekanis atau elektris.

• Kesalahan mekanis contohnya pergeseran winding, deformasi, winding rusak akibat vibrasi saat direlokasi.

• Kesalahan elektris contohnya short circuit saat tersambar petir.

• Deformasi mengakibatkan adanya perubahan pada indukansi dan kapasitansi dari winding.

Sweep Frequency Response Analysis

• SFRA merupakan suatu alat bantu yang digunakan untuk mendeteksi dan mendiagnosis kondisi fisik perangkat listrik khususnya trafo.

• SFRA mendeteksi adanya perubahan pada winding dan core baik secara elektris maupun mekanis yang mungkin diakibatkan oleh SC, sambaran petir, dan relokasi.

Prinsip Pengujian SFRA

• Prinsip SFRA berdasarkan fungsi alih rangkaian RLC kompleks yang memodelkan winding trafo.

Karena adanya pergesaran, nilai impedansi sistem akan berubah

Prinsip Pengujian SFRA

• Pada SFRA, tegangan input (Vi) dari sinyal generator dieksitasi ke ujung winding dan tegangan output (Vo) diukur pada ujung lainnya (winding yang lain dibuat open).

• Pengujian ini dianalisis dengan fungsi transfer yang dinyatakan H(s) = Y(s)/ X(s)

Tujuan SFRA

• Menjamin kualitas selama manufacturing.• Mengetahui kondisi mekanis trafo.• Mendeteksi pergeseran core dan winding.

Respons Frekuensi Induktif dan Kapasitif Ideal

Induktif Kapasitif

Semakin tinggi frekuensi maka respon akan semakin menurun

Semakin tinggi frekuensi maka respon akan semakin meningkat

Interpretasi Pengujian

• Membandingkan trafo uji dengan trafo lain dengan desain yang sama (sister unit).

• Perbandingan fasa dengan fasa hasil dari uji OC dan SC.

• Dari perbandingan akan diperoleh dua respon sinyal yang diplot dalam 1 grafik. Jika terdapat perbedaan antar sinyal pada rentang frekuensi tsb, maka ada kesalahan pada winding.

Analisis Pengujian

1. Low frequency response ( berpengaruh thd karakteristik magnetisasi dari trafo)

2. Medium frequency response ( mengindikasikan adanya perubahan axial saat frekuensi cenderung naik dan perubahan radial saat frekuensi cenderung turun)

3. High frequency response (mengindikasikan adanya kerusakan winding, ataupun grounding yang tidak baik)

Metode Pengujian

• Detail yang diperlukan saat pengujian

1. Nomor seri

2. posisi LTC dan DETC

3. Impedansi

4. Lokasi lead merah dan hitam

5. Bushing shorted, grounded

Tipe Sambungan

Studi Kasus 1

• Uji SFRA Dilakukan pada trafo 132/33 KV, 25/31,5 MVA No. S-86069 pada 9 Maret 2009 yang dibandingkan dengan hasil dari unit yang diinstal pada Anu Hamirpur 132/33 kV.

• Hasil yang diperoleh menunjukan tidak adanya deviasi. Artinya tidak terjadi rugi mutu geometris dari trafo.

Hasil Studi Kasus 1

Hasil Studi Kasus 1

Hasil Studi Kasus 1

Studi Kasus 2

• Pengujian SFRA dilakukan pada trafo 132/33 kV, 16 MVA no. B-25897 pada tanggal 17 Juni 2009.

• Dari hasil pengujian diketahui bahwa ada beberapa anomali pada pengoperasian trafo.

Hasil Studi Kasus 2

Hasil Studi Kasus 2

Hasil Studi Kasus 2

Kesimpulan

• SFRA berguna untuk mendiagnosis trafo yang tidak dapat dideteksi metode lainnya.

• Studi kasus pada dua trafo memperlihatkan bagaimana M5200 mendeteksi kegagalan mekanis atau perpindahan lilitan akibat hubung singkat, stress mekanis atau transportasi.

• Metode ini digunakan untuk memastikan performa trafo, mengurangi biaya perawatan, dan meningkatkan masa hidup trafo.