Metode perlindungan transformator dan lingkup perlindungan

Metode proteksi transformator yang umum digunakan

Kondisi kerja abnormal transformator terutama meliputi beban berlebih, arus berlebih akibat hubung singkat eksternal, tegangan berlebih titik netral akibat hubung singkat pentanahan eksternal, penurunan level minyak akibat kebocoran pada tangki, atau peningkatan suhu akibat kegagalan sistem pendingin, dll. Selain itu, transformator berkapasitas besar, karena kepadatan fluks magnetik kerja nominalnya yang tinggi, berbanding lurus dengan rasio tegangan-frekuensi, dan dapat menyebabkan gangguan eksitasi berlebih pada transformator saat beroperasi dalam kondisi tegangan berlebih atau frekuensi rendah. Mengingat situasi di atas, transformator besar umumnya menerapkan metode proteksi berikut:

1. Proteksi gas: melindungi dari hubung singkat internal transformator dan kegagalan penurunan level minyak.

2. Proteksi diferensial, proteksi pemutusan arus cepat: melindungi dari hubung singkat antarfasa pada setiap belitan transformator atau kabel penghubung, hubung singkat pentanahan pada sistem arus tanah besar, serta hubung singkat antarlilitan pada belitan.

3. Proteksi arus berlebih: melindungi dari hubung singkat antarfasa eksternal, dan berfungsi sebagai proteksi cadangan untuk proteksi gas dan proteksi diferensial (atau proteksi pemutusan arus cepat).

4. Proteksi arus urutan nol: melindungi dari hubung singkat pentanahan satu fasa eksternal pada sistem arus tanah besar.

5. Proteksi beban berlebih: melindungi dari beban berlebih simetris, hanya memberikan sinyal.

6. Proteksi eksitasi berlebih: Melindungi transformator dari eksitasi berlebih agar tidak melebihi batas yang diizinkan.

Transformator umumnya menggunakan metode proteksi 1: proteksi gas

Proteksi gas transformator merespons berbagai gangguan dan penurunan level minyak di dalam tangki transformator. Transformator terendam minyak berkapasitas 0,8MVA ke atas dan transformator terendam minyak berkapasitas 0,4MVA ke atas di bengkel harus dilengkapi dengan proteksi gas. Ketika gangguan di dalam tangki minyak menghasilkan gas ringan atau level minyak turun, sinyal harus diaktifkan secara instan; ketika sejumlah besar gas dihasilkan, pemutus sirkuit di setiap sisi transformator harus diaktifkan. Perangkat pengatur tekanan pada transformator terendam minyak dengan pengaturan beban juga harus dilengkapi dengan proteksi gas.

Metode proteksi yang umum digunakan pada transformator 2: proteksi diferensial longitudinal atau proteksi pemutusan cepat arus

Proteksi diferensial longitudinal atau proteksi pemutusan cepat arus untuk merespons kabel penghubung, bushing, dan gangguan hubung singkat internal transformator. Proteksi ini bekerja secara instan untuk memutuskan pemutus sirkuit di setiap sisi transformator.

1. Untuk transformator pabrik di bawah 6,3MVA dan transformator yang beroperasi paralel, serta transformator cadangan pabrik di bawah 10MVA dan transformator yang beroperasi mandiri, ketika waktu proteksi cadangan lebih dari 0,5 detik, proteksi pemutusan cepat arus harus dipasang.

2. Untuk transformator kerja pabrik berkapasitas 6,3MVA ke atas dan transformator yang beroperasi paralel, transformator cadangan pabrik berkapasitas 10MVA ke atas dan transformator yang beroperasi mandiri, serta transformator berkapasitas 2MVA ke atas dengan sensitivitas proteksi pemutusan cepat arus yang tidak memenuhi persyaratan, harus dipasang proteksi diferensial longitudinal.

3. Untuk transformator dengan tegangan sisi tinggi 330kV ke atas, dapat dipasang proteksi diferensial longitudinal ganda.

4. Untuk unit generator-transformator, ketika terdapat pemutus sirkuit antara generator dan transformator, generator dilengkapi dengan proteksi diferensial longitudinal terpisah. Ketika tidak ada pemutus sirkuit antara generator dan transformator, generator dan kelompok transformator berkapasitas 100MVA ke bawah menggunakan proteksi diferensial longitudinal bersama; generator di atas 100MVA selain menggunakan proteksi diferensial longitudinal bersama dengan transformator, juga harus dilengkapi dengan proteksi diferensial longitudinal terpisah. Untuk kelompok generator-transformator berkapasitas 200~300MVA, dapat ditambahkan proteksi diferensial longitudinal terpisah pada transformator, yaitu proteksi cepat ganda.

Respons terhadap hubung singkat fase-ke-fase eksternal transformator dan untuk proteksi cadangan arus lebih dari proteksi gas dan proteksi diferensial longitudinal (atau proteksi pemutusan cepat arus), proteksi arus lebih dengan start tegangan rendah, proteksi arus lebih dengan start tegangan majemuk, proteksi arus urutan negatif dan proteksi impedansi, setelah aksi proteksi, harus bekerja pada pemutusan dengan batas waktu.

Metode proteksi umum transformator 3: Proteksi arus lebih

1. Proteksi arus lebih harus digunakan untuk transformator penurun tegangan.

2. Proteksi arus lebih dengan start tegangan majemuk cocok untuk transformator penaik tegangan, transformator penghubung sistem, dan transformator penurun tegangan yang persyaratan sensitivitas proteksi arus lebihnya tidak terpenuhi.

3. Proteksi arus lebih start arus urutan negatif dan tegangan rendah satu-fasa dapat digunakan untuk transformator penaik tegangan berkapasitas 63MVA ke atas.

4. Jika proteksi pada poin 2 dan 3 di atas tidak memenuhi persyaratan sensitivitas dan selektivitas, dapat digunakan proteksi impedansi.

Metode proteksi umum transformator 4: proteksi arus urutan nol

Proteksi arus urutan nol untuk gangguan hubung singkat tanah eksternal pada transformator dalam sistem dengan arus pentanahan besar. Pada sistem bertegangan 110kV ke atas dengan arus pentanahan besar, jika netral transformator mungkin ditanahkan, harus dipasang proteksi arus urutan nol untuk transformator penaik tegangan atau penurun tegangan pada sisi dua atau tiga sumber daya, sebagai proteksi cadangan untuk proteksi utama transformator, dan sebagai proteksi cadangan untuk elemen-elemen yang berdekatan.

Apa itu proteksi arus urutan nol

Perangkat yang menggunakan arus urutan nol yang dihasilkan saat terjadi pentanahan untuk membuat proteksi bekerja disebut proteksi arus urutan nol. Trafo arus urutan nol khusus digunakan pada saluran kabel untuk mencapai proteksi pentanahan. Trafo arus urutan nol dipasang pada kabel tiga-inti yang ditanahkan, dan relai arus dihubungkan ke kumparan sekunder trafo. Selama operasi normal atau tanpa gangguan tanah, karena jumlah vektor arus tiga-fasa kabel sama dengan nol, arus pada kumparan sekunder trafo urutan nol juga nol (hanya ada arus tak-seimbang kecil), sehingga relai arus tidak bekerja. Saat terjadi gangguan tanah, arus besar akan muncul pada kumparan sekunder trafo urutan nol, dan relai arus akan bekerja untuk mengirim sinyal atau memutus gangguan.

Metode proteksi transformator yang umum digunakan 5: proteksi beban lebih

Proteksi beban lebih untuk beban lebih simetris pada transformator reaktif.

Untuk transformator berkapasitas 400kVA ke atas, proteksi beban lebih harus dipasang sesuai dengan kemungkinan beban lebih saat sejumlah transformator dioperasikan secara paralel atau tunggal dan digunakan sebagai sumber daya cadangan untuk beban lain. Pada autotransformator dan transformator belitan ganda, perangkat proteksi harus mampu merespons kondisi beban lebih pada belitan bersama dan setiap sisi. Arus beban lebih transformator, dalam banyak kasus, bersifat tiga fase simetris, sehingga proteksi beban lebih hanya perlu dihubungkan ke satu fase arus, diimplementasikan dengan relai arus, dan diberi tunda tertentu pada sinyal. Saat memilih sisi tempat proteksi akan dipasang, pertimbangkan agar mencerminkan pembebanan berlebih pada semua belitan transformator. Di gardu induk tanpa petugas tugas rutin, proteksi beban lebih dapat beraksi untuk memutus atau melepas sebagian beban bila diperlukan.

Metode proteksi transformator 6: proteksi eksitasi berlebih

Proteksi eksitasi berlebih untuk eksitasi berlebih transformator.

Dalam desain transformator besar saat ini, untuk menghemat bahan, mengurangi biaya konstruksi, dan memperingan berat pengiriman, kerapatan fluks magnetik kerja nominal inti besi dirancang tinggi, sekitar 1,7~1,8 T, mendekati kerapatan saturasi (1,9~2 T), sehingga dalam kondisi tegangan lebih, mudah terjadi eksitasi berlebih. Selain itu, karena kurva magnetisasi relatif "keras", selama eksitasi berlebih, akibat saturasi inti, impedansi eksitasi menurun dan arus eksitasi meningkat cepat. Saat kerapatan fluks kerja mencapai 1,3~1,4 kali kerapatan normal, arus eksitasi dapat mencapai level arus pengenal. Selanjutnya, karena arus eksitasi berbentuk gelombang non-sinusoidal, mengandung banyak komponen harmonik tinggi, dan rugi arus eddy pada inti serta komponen logam lainnya sebanding dengan kuadrat frekuensi, dapat menyebabkan pemanasan berlebih serius pada inti, komponen logam, dan bahan isolasi. Suhu tinggi terlalu lama dapat merusak transformator. Oleh karena itu, transformator dengan sisi tegangan tinggi 500kV harus dilengkapi proteksi eksitasi berlebih.

Tujuan pemasangan proteksi eksitasi berlebih transformator adalah untuk mendeteksi eksitasi berlebih transformator, mengirim sinyal atau beraksi memutus tepat waktu, agar eksitasi berlebih transformator tidak melampaui batas yang diizinkan dan mencegah kerusakan transformator akibat eksitasi berlebih.

Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.

Lebih Banyak Penguji Transformator dari Kingrun