STANDAR SPESIFIKASI TRAFO 20 KV

Trafo 20 kV merupakan komponen vital dalam sistem distribusi daya yang digunakan untuk menurunkan atau menaikkan level tegangan.

Dalam kebanyakan kasus, trafo 20 kV menurunkan tegangan dari 20 kV (tegangan menengah) ke level tegangan yang lebih rendah, seperti 400/230V, untuk didistribusikan ke konsumen perumahan, komersial, atau industri. Spesifikasi teknis trafo 20 kV bergantung pada berbagai faktor, termasuk kapasitasnya, penggunaan, dan kondisi lingkungan.

Spesifikasi Teknis Trafo 20 kV

Spesifikasi teknis trafo 20 kV sangat tergantung pada aplikasi spesifik dan kebutuhan, namun secara umum mencakup:

1. Kapasitas Daya (Power Rating):

   • Kapasitas daya trafo dinyatakan dalam kVA atau MVA (kilovolt-ampere atau megavolt-ampere).
   • Kapasitas daya tipikal untuk trafo 20 kV dapat berkisar antara 25 kVA hingga beberapa MVA, tergantung pada aplikasi.

2. Tegangan Primer dan Sekunder:

   • Tegangan Primer: Trafo ini biasanya memiliki tegangan masuk (tegangan primer) sebesar 20 kV (20.000 V).
   • Tegangan Sekunder: Tegangan keluar (tegangan sekunder) tergantung pada kebutuhan, misalnya 400/230 V untuk distribusi tegangan rendah di konsumen atau tegangan menengah lainnya untuk aplikasi industri.

3. Arus Pengenal (Rated Current):

   • Arus pengenal trafo adalah arus maksimum yang dapat ditangani oleh trafo pada kapasitas penuhnya tanpa melebihi batas suhu atau tegangan.
   • Arus primer dan sekunder bergantung pada kapasitas daya dan tegangan sekunder.

4. Jenis Pendinginan:

   • ONAN (Oil Natural Air Natural): Minyak di dalam trafo digunakan sebagai media pendingin alami, dan panas disebarkan melalui radiator.
   • OFAF (Oil Forced Air Forced): Minyak dan udara dipaksa untuk bersirkulasi menggunakan pompa dan kipas untuk meningkatkan pendinginan, umumnya untuk trafo dengan kapasitas besar.

5. Frekuensi Operasi:

   • Frekuensi operasi trafo ini biasanya adalah 50 Hz atau 60 Hz, tergantung pada jaringan listrik di negara tersebut.

6. Tipe Inti (Core Type):

   • Core Type: Inti trafo biasanya terbuat dari baja silikon untuk meminimalkan rugi-rugi besi (iron losses).
   • Shell Type: Untuk aplikasi khusus, jenis trafo ini menggunakan desain inti yang lebih kompleks untuk distribusi medan magnet yang lebih baik.

7. Rugi-Rugi Trafo:

   • Rugi-Rugi Tembaga (Copper Losses): Rugi-rugi yang terjadi akibat hambatan dari lilitan kawat tembaga pada gulungan.
   • Rugi-Rugi Besi (Iron Losses): Rugi-rugi yang terjadi akibat pembalikan magnetik pada inti baja.

8. Rasio Transformasi:

   • Rasio transformasi ditentukan oleh perbandingan antara tegangan primer dan sekunder, misalnya untuk trafo 20 kV/400 V, rasio transformasi adalah 20.000/400.

9. Isolasi:

   • Sistem isolasi pada trafo 20 kV menggunakan bahan isolasi berkualitas tinggi, seperti kertas dan minyak, untuk mencegah terjadinya hubung singkat.
   • Tegangan Tembus (Impulse Withstand Voltage): Trafo harus mampu menahan lonjakan tegangan tertentu tanpa mengalami kerusakan pada sistem isolasinya.

10. Pelarut Isolasi:

    • Sebagian besar trafo distribusi dan daya menggunakan minyak mineral sebagai pelarut isolasi, yang juga berfungsi untuk pendinginan.

11. Bahan Gulungan (Winding Material):

    • Gulungan trafo biasanya terbuat dari tembaga atau aluminium.
    • Tembaga lebih umum karena memiliki konduktivitas yang lebih baik, namun aluminium bisa menjadi pilihan lebih ekonomis.

Faktor yang Harus Diperhatikan dalam Spesifikasi Trafo 20 kV

1. Kapasitas Daya: Pastikan kapasitas trafo sesuai dengan beban yang akan disuplai untuk mencegah overloading yang bisa menyebabkan kerusakan pada trafo.
2. Jenis Pendinginan: Pemilihan metode pendinginan harus disesuaikan dengan kondisi operasi dan lingkungan sekitar.
3. Isolasi Tegangan: Penting untuk memastikan trafo memiliki isolasi yang memadai untuk menahan tegangan lonjakan yang mungkin terjadi dalam operasi, terutama di daerah yang rawan petir.
4. Efisiensi dan Rugi-Rugi: Pilih trafo dengan efisiensi yang baik untuk mengurangi rugi-rugi energi, yang dapat menghasilkan penghematan biaya dalam jangka panjang.
5. Suhu Operasi: Pastikan trafo memiliki kapasitas untuk beroperasi dalam kisaran suhu lingkungan tertentu. Jika suhu lingkungan tinggi, pastikan trafo memiliki sistem pendinginan yang cukup.
6. Proteksi Trafo: Sistem proteksi seperti relay diferensial dan relay arus lebih harus dipasang untuk melindungi trafo dari kerusakan akibat hubung singkat atau beban lebih.

Kesimpulan

Spesifikasi trafo 20 kV mencakup berbagai aspek seperti kapasitas daya, tegangan primer-sekunder, jenis pendinginan, frekuensi, dan bahan gulungan. Dalam pemilihan trafo, penting untuk memperhatikan faktor-faktor seperti efisiensi, proteksi, dan kapasitas sesuai kebutuhan aplikasi. Trafo harus dirancang untuk mengakomodasi kondisi operasional dan lingkungan yang spesifik.

Tambahan Spesifikasi  Teknis Trafo 20 kV

Arus Terukur:

·         Arus terukur bergantung pada peringkat daya dan level tegangan (primer dan sekunder). o Arus terukur untuk sisi primer dapat dihitung menggunakan rumus:

·         Misalnya, untuk transformator 1 MVA, 20 kV:

                       

Jenis Inti:

·         Transformator Jenis Inti: Inti magnetik terbuat dari lembaran baja silikon berpermeabilitas tinggi yang dilaminasi untuk mengurangi rugi-rugi inti (rugi-rugi besi).

·         Transformator Jenis Cangkang: Kurang umum pada transformator distribusi, jenis ini melibatkan lilitan yang dikelilingi oleh inti.

 Impedansi:

·         Impedansi transformator memengaruhi regulasi tegangan dan tingkat kesalahan. Impedansi ini dinyatakan sebagai persentase dari tegangan nominal.

·         Impedansi transformator yang umum mungkin berkisar antara 4-10%. Impedansi yang lebih tinggi dapat membatasi arus gangguan tetapi juga dapat menyebabkan penurunan tegangan di bawah beban.

Rugi-rugi Transformator:

·         Rugi-rugi Tembaga: Rugi-rugi ini terjadi karena resistansi pada belitan dan bergantung pada arus beban. Beban yang lebih tinggi menyebabkan rugi-rugi tembaga yang lebih tinggi.

·         Rugi-rugi Inti (Rugi-rugi Besi): Rugi-rugi ini terjadi karena magnetisasi bahan inti dan ada selama transformator diberi energi, bahkan jika tidak ada beban.

 

9. Sistem Isolasi:

·         Kelas Isolasi: Bahan isolasi dan peringkat termalnya sangat penting dalam menentukan suhu operasi maksimum.

·         Tegangan Tahan Impuls (Impuls Petir): Isolasi harus tahan terhadap tegangan berlebih dari petir atau peristiwa peralihan. Trafo 20 kV biasanya mampu menahan tegangan impuls hingga 125 kV.

10. Rentang Tapping:

·         Tapping (Pengubah Tap): Banyak trafo memiliki pengubah tap yang memungkinkan tegangan keluaran disesuaikan beberapa persen untuk mengakomodasi fluktuasi tegangan masukan.

·         Tapping dapat manual atau otomatis (Pengubah Tap On-Load - OLTC) dan biasanya berkisar dari ±5% hingga ±15%.

11. Bahan Lilitan:

·         Lilitan Tembaga: Lebih umum pada trafo berkualitas tinggi karena konduktivitas dan kekuatan mekanis tembaga yang unggul.

·         Lilitan Aluminium: Terkadang digunakan sebagai alternatif yang hemat biaya, meskipun memiliki resistivitas yang lebih tinggi dan daya tahan mekanis yang sedikit lebih rendah daripada tembaga. 12. Media Isolasi:

·         Sebagian besar transformator 20 kV menggunakan minyak mineral sebagai media pendingin dan isolasi. Beberapa transformator yang lebih baru mungkin menggunakan minyak berbasis ester, yang lebih ramah lingkungan dan memiliki sifat keamanan kebakaran yang lebih baik.

13. Sistem Proteksi:

Transformator biasanya memiliki berbagai perangkat proteksi, seperti:

·         Relai Buchholz: Melindungi dari gangguan internal seperti akumulasi gas.

·         Proteksi Arus Lebih: Untuk mematikan transformator selama beban tinggi atau kondisi hubung singkat.

·         Proteksi Diferensial: Mendeteksi gangguan internal dengan membandingkan perbedaan antara arus masukan dan keluaran.

·         Relai Termal: Memantau suhu transformator untuk menghindari panas berlebih.

 

Keterangan Tambahan Pertimbangan untuk Spesifikasi Transformator 20 kV

Efisiensi dan Kerugian:

Trafo efisiensi tinggi meminimalkan kerugian tembaga dan inti, yang mengarah pada pengurangan biaya operasional dan penghematan energi yang lebih baik dalam jangka panjang.

Kemampuan Isolasi dan Tahan Impuls:

Di area yang rawan petir atau tempat lonjakan tegangan sering terjadi, pastikan sistem isolasi kuat dan mampu menahan tegangan impuls.

Persyaratan Pendinginan:

Pertimbangkan suhu sekitar dan metode pendinginan. Di iklim panas atau saat ruang terbatas, pendinginan paksa mungkin diperlukan untuk mempertahankan suhu operasional yang aman.

Kekuatan Hubungan Pendek:

Trafo perlu dirancang untuk menahan arus hubungan pendek, baik secara termal maupun mekanis. Kekuatan mekanis belitan dan rakitan inti sangat penting dalam menahan gaya yang dihasilkan selama hubungan pendek.

Pengubah Tap dan Pengaturan Tegangan:

Trafo di area dengan tegangan jaringan yang berfluktuasi mendapat manfaat dari memiliki pengubah tap, terutama pengubah tap on-load (OLTC) untuk menyesuaikan tegangan keluaran dalam kondisi beban dan pasokan yang bervariasi.

Harmonik:

Beban industri, seperti penggerak frekuensi variabel, dapat menimbulkan harmonik ke dalam sistem, yang dapat meningkatkan kerugian dan menyebabkan panas berlebih pada transformator. Transformator perlu berukuran dan dirancang untuk menangani distorsi harmonik.

Pertimbangan Lingkungan dan Keselamatan:

·         Jika transformator terletak di daerah padat penduduk atau bangunan, risiko kebakaran dan ledakan harus dikurangi dengan transformator khusus seperti transformator tipe kering atau menggunakan minyak isolasi tahan api (minyak berbasis ester).

·         Pertimbangan lingkungan juga dapat melibatkan pemilihan transformator dengan tingkat kebisingan minimal, terutama di daerah perkotaan.

 

Kesimpulan

Spesifikasi teknis transformator 20 kV mencakup pertimbangan seperti peringkat daya, metode pendinginan, bahan lilitan, sistem isolasi, dan level tegangan. Untuk kinerja optimal dan keandalan jangka panjang, perhatian harus diberikan pada efisiensi transformator, kapasitas beban, kekuatan hubung singkat, isolasi, dan sistem pendingin. Kondisi lingkungan, penanganan harmonik, dan mekanisme perlindungan juga harus menjadi pertimbangan utama dalam pemilihan dan pemeliharaan transformator 20 kV.