Perpustakaan Digital ITB

Transformator merupakan peralatan utama pada jaringan ketenagalistrikan yang memegang peranan penting karena kegagalan transformator dapat menyebabkan kelangsungan penyaluran listrik terganggu. Salah satu kegagalan transformator adalah tembus insulasi pada belitan yang dipicu oleh tegangan lebih. Survei yang dilakukan Cigre melaporkan kegagalan akibat tembus insulasi mencapai 37% dari total kegagalan transformator sedangkan berdasarkan lokasi kerusakan didominasi oleh kerusakan pada belitan sebesar 43%. Survei tersebut mengkonfirmasi data kerusakan transformator distribusi yang terjadi di PLN UID Jawa Timur dimana kerusakan akibat tembus pada insulasi belitan mendominasi sekitar 54%. Kegagalan transformator akibat tegangan lebih bahkan masih terjadi pada transformator yang sudah dilindungi oleh arrester. Pada kondisi tersebut, salah satu faktor yang dicurigai sebagai penyebab kegagalan adalah fenomena tegangan lebih resonansi. Berdasarkan studi literatur dari penelitian yang pernah dilakukan, kerusakan berulang pada transformator disebabkan oleh tegangan lebih akibat resonansi yang terjadi ketika frekuensi gelombang datang sama dengan frekuensi natural dari transformator. Untuk mengetahui potensi terjadinya resonansi pada transformator perlu dilakukan pemetaan terhadap karakteristik frekuensi natural dari transformator dan spektrum frekuensi dari gelombang datang pada terminal transformator. Pengukuran karakteristik frekuensi natural dilakukan pada empat jenis belitan yang umum digunakan pada transformator tenaga, yaitu layer, partially interleaved disc, closing disc dan intershield disc, dengan tambahan sepuluh lokasi sadapan untuk menganalisis pergeseran frekuensi natural di dalam belitan. Untuk mengetahui spektrum frekuensi gelombang datang pada terminal transformator, dilakukan simulasi menggunakan perangkat lunak ATP untuk menganalisis pengaruh kecuraman petir, lokasi sambaran dan jaringan sistem tenaga listrik terhadap frekuensi spektrum. Berdasarkan evaluasi spektrum frekuensi gelombang datang yang dilakukan, interval frekuensi yang menjadi perhatian berada pada kisaran hingga 150 kHz. Berdasarkan evaluasi karakteristik frekuensi di dalam belitan, terjadi pergeseran frekuensi natural di dalam belitan transformator yang memicu terjadinya fenomena inter-resonansi. Inter-resonansi adalah interaksi beberapa titik resonansi yang menghasilkan karakteristik nonlinier dari distribusi tegangan di dalam belitan. Inter-resonansi ini sangat berdampak pada ketidaklinieran distribusi tegangan di dalam belitan. Berdasarkan hasil evaluasi karakteristik frekuensi dari transformator, frekuensi hingga 8,5 kHz lebih banyak dipengaruhi oleh inti dan lebih sedikit dipengaruhi oleh belitan. Sedangkan rentang frekuensi di atas 20 kHz dipengaruhi oleh jenis belitan. Belitan tipe closing disc lebih berisiko dibandingkan jenis belitan lainnya yang ditunjukkan dengan terjadinya inter-resonansi di bawah 150 kHz dan kemiringan kurva frekuensi resonansi kedua terhadap jumlah disc bernilai negatif.