Pengujian Impuls Petir pada Transformator Daya 15 MVA

1. Pendahuluan

Pengujian impuls petir adalah jenis dielektrik wajib dan pengujian rutin yang membuktikan transformator daya dapat menahan lonjakan tegangan berkekuatan tinggi dan curam yang disebabkan oleh sambaran petir dan operasi peralihan pada sistem transmisi overhead. Untuk trafo daya 15 MVA, sistem insulasi harus diverifikasi terhadap Basic Impulse Level (BIL) yang ditentukan, dimana untuk unit ini adalah puncak 170 kV. Artikel ini menjelaskan pengaturan pengujian, bentuk gelombang yang diterapkan, interpretasi Osilogram yang direkam, dan kriteria penerimaan yang digunakan untuk memastikan integritas insulasi belitan.

2. Rating Transformator dan Tegangan Uji

Perangkat yang diuji adalah transformator step-down tiga fase berpendingin oli yang direndam dalam oli. Data papan nama utama dan tegangan uji dielektrik terkait dirangkum di bawah ini. BIL 170 kV diterapkan sebagai impuls petir gelombang penuh, sedangkan nilai impuls switching dan ketahanan frekuensi daya mengkonfirmasi koordinasi isolasi keseluruhan.

Tabel 1 - Peringkat papan nama dan tegangan uji dielektrik untuk transformator 15 MVA.

3. Standar Objektif dan Berlaku

Tujuannya adalah untuk menunjukkan bahwa isolasi transformator dapat menahan BIL yang ditentukan tanpa kerusakan, dan untuk mendeteksi kelemahan isolasi internal. Pengujian dilakukan sesuai dengan IEC 60076-3 (Transformator daya - Tingkat isolasi, uji dielektrik) dan IEC 60060-1 (Teknik uji tegangan tinggi). Sistem pengukuran impuls digital mencatat tegangan dan arus transien melalui netral, menghasilkan Osilogram yang digunakan untuk evaluasi.

4. Tes Pengaturan dan Sirkuit

Impuls dihasilkan oleh generator Marx multi-tahap 600 kV / 20 kJ dan dialirkan ke terminal tegangan tinggi (HV). Netral dibumikan melalui shunt arus induktansi rendah, dan belitan LV dihubung pendek dan dibumikan. Pembagi tegangan kapasitif teredam mengirimkan sinyal tegangan ke perekam digital. Pengaturan penting adalah:

Generator impuls: Marx 8 tahap, resistor pembentuk muka gelombang yang menghasilkan gelombang standar 1,2/50 µs.

Pembagi tegangan: pembagi kapasitif teredam, dikalibrasi sesuai IEC 60060-2.

Pengukuran arus: shunt induktansi rendah pada netral untuk perekaman arus transien.

Perekaman: perekam digital, laju pengambilan sampel lebih besar dari atau sama dengan 100 MS/s, untuk pengambilan waktu depan yang akurat.

Urutan: satu gelombang terkalibrasi, kemudian tiga gelombang penuh pada 170 kV, polaritas negatif.

5. Bentuk dan Parameter Gelombang Impuls

Impuls petir standar mempunyai waktu depan virtual sebesar 1,2 µs dan nilai waktu hingga setengahnya sebesar 50 µs (disebut 1,2/50 µs). Osilogram yang direkam harus dianalisis untuk nilai puncak, waktu depan, dan waktu hingga setengah nilai. Penyimpangan seperti overshoot, osilasi, atau gelombang ekor yang terdistorsi dapat mengindikasikan resonansi belitan atau kerusakan sebagian.

Nilai puncak: 170 kV ± 3 % toleransi diperbolehkan.

Waktu depan T1: 1,2 µs ± 30 %.

Waktu hingga setengah nilai T2: 50 µs ± 20 %.

Polaritas: negatif (seperti yang ditentukan oleh standar).

6. Interpretasi Osilogram

Osilogram adalah bukti utama integritas insulasi. Trafo yang sehat menghasilkan gelombang tegangan dengan puncak tunggal yang halus dan jejak arus netral yang sesuai yang terdiri dari lonjakan kapasitif awal yang tajam diikuti oleh osilasi yang rendah dan membusuk. Perbandingan dilakukan terhadap gelombang referensi tegangan rendah (biasanya 50–75% dari BIL penuh). Tanda tangan berikut dievaluasi:

*Catatan normal - bentuk gelombang tidak berubah dari referensi; tidak ada jatuhnya tegangan secara tiba-tiba.

*Kerusakan isolasi belitan - penurunan tegangan tiba-tiba atau gelombang terpotong diikuti oleh arus berkelanjutan yang tinggi.

*Pelepasan sebagian / gangguan belokan ke belokan - distorsi ekor dan peningkatan osilasi frekuensi tinggi.

*Gelombang bergeser atau teredam - kemungkinan gangguan impedansi seri atau shunt; memerlukan investigasi.

7. Kriteria Penerimaan

Pengujian ini dianggap berhasil bila ketiga gelombang penuh pada 170 kV tidak menunjukkan bukti kerusakan. Bentuk Osilogram saat ini harus identik dengan rekaman referensi, terlepas dari skala amplitudo yang diharapkan. Setiap perubahan yang melebihi toleransi kebisingan, baik pada tegangan atau jejak arus, memerlukan pengulangan pengujian dan, jika dikonfirmasi, inspeksi internal belitan.

Pengujian impuls petir pada BIL 170 kV memberikan verifikasi yang menentukan terhadap kekuatan isolasi transformator 15 MVA. Dengan menggabungkan kontrol bentuk gelombang yang ketat dengan analisis cermat terhadap rekaman Osilogram, produsen dan perusahaan utilitas dapat memastikan bahwa transformator dapat menahan tegangan lebih petir saat digunakan dan memenuhi persyaratan IEC 60076-3.