Pendahuluan
Pada Frequency Response Analysis (FRA) mekanikal konstruksi dan belitan pada transformator atau trafo menjadi subjek pembahasan. Gaya elektromagnetik yang kuat yang dihasilkan dari kegagalan short-circuit pada sistem kelistrikan dapat menyebabkan deformation (perubahan bentuk) pada belitan trafo dan konstruksi mekanik. Deformasi pada konstruksi mekanik trafo menyebabkan perubahan nilai RLC dan konsekuensinya respon dari frekuensi belitan trafo berubah. Dengan mengukur respon frekuensi pada belitan trafo pada range frekuensi yang luas, kerusakan pada belitan dan inti magnet pada trafo dapat didiagnosa.
Gb 1 belitan trafo
FRA merupakan metode perbandingan, mengevaluasi kondisi trafo dengan membandingan data yang sudah didapat dengan referensi trafo yang sama dalam kondisi yang baik. Ada dua metode yang digunakan untuk menganalisa kondisi mekanikal pada trafo, yaitu Sweep Frequency Response Analysis SFRA yaitu dengan menginjeksikan tegangan AC dengan frekuensi yang dapat diatur yang dihubungkan ke tiap-tiap fase HV dan LV pada kondisi open circuit. Metode kedua yaitu Impulse Frequency Response Analysis IFRA yaitu dengan menginjeksikan sebuah impuls ke tiap-tiap fasa HV dan LV dengan kondisi open circuit. Pada pembahasan ini akan membahas pada metode SFRA menggunakan FRAnalyzer Sweep Frequency Response Analyzer
FRAnalyzer Sweep Frequency Response Analyzer
FRAnalyzer atau Sweep Frequency Response Analyzer digunakan untuk mendignosa inti dan belitan pada trafo.
Gb 2 FRAnalyzer
Gb 3 FRAnalyser tool
Dengan konsep hardware yang dikontrol menggunakan software yang berjalan pada sebuah komputer membuat FRAnalyzer menjadi solusi yang efisien dan fleksibel untuk mendiagnosa belitan dan inti magnetic pada trafo.
Gb 4 Hardware dan software FRAnalyzer yang di kendalikan komputer
Terlihat pada Gb 5 tegangan sinusoidal dengan amplitude yang konstan dan variable discrete frequency diaplikasikan pada belitan selama pengujian. Hasilnya frekuensi pada sinyal input meningkat. Amplitude dan fase pada sinyal output terukur lagi. Frekuensi dan output ke input ratio amplitude dan beda fase antara sinyal input dan output dievaluasi.
Gb 5 Sweep Frequency Response Analysis
FRAnalyzer mengukur respon frekuensi pada belitan trafo pada range frekuensi yang lebar dan membandingkannya dengan kondisi yang baik. Dari respon perubahan frekuensi, beberapa tipe kerusakan yang berbeda pada belitan trafo dan inti magnetic dapat didiagnosa, termasuk:
- deformasi pada coil secara axial maupun radial
- fault core ke ground
- winding rusak sebagian
- hoop bucking
- kerusakan pada clamp
- short pada belitan dan belitan yang terbuka
- derformasi pada core trafo
dengan menggunakan FRAnalyzer kita dapat mengukur magnitude dan fase, impedansi dan admitansi respon dari frekuensi pada belitan transformator
Proses pengukuran
Terdapat beberapa tahap proses pengukuran pada FRAnalyzer. FRAnalyzer Terdiri dari tiga kabel output yaitu kabel warna kuning sebagai output, kabel warna biru sebagai input, kabel warna merah sebagai input, Proses pengukuran yaitu:
- Melakukan kalibrasi alat
- Proses pengukuran pertama: open circuit, kabel warna merah dan kuning dihubungkan menjadi satu dan diletakkan pada sisi common/netral pada trafo sedangkan kabel warna biru dihubungkan ke tiap fasa HV dan ground yang menempel pada kabel warna biru dihubungkan ke bodi trafo di sisi bushing.
Gb 6 open sirkuit HV (R-S) (H1(biru) – H2)
- Proses pengukuran kedua: short circuit, kabel warna merah dan kuning tetap dihubungkan menjadi satu, sedangkan kabel warna biru dihubungkan ke tiap fasa HV dan ground yang menempel pada kabel warna biru dihubungkan ke bodi trafo di sisi bushing sedangkan sisi LV di short circuit.
Gb short sirkuit HV (R-S) (H1(biru) – H2)
- Proses pengukuran ketiga: sisi HV di open circuit sedangkan sisi LV diukur dengan menggunakan dua kabel, yaitu kabel merah dan kuning yang dijadikan dan kabel warna biru dengan proses pengukuran R dan S, R dan T, S dan T
- Proses pengukuran keempat: sisi HV di short circuit sedangkan sisi LV diukur dengan menggunakan dua kabel, yaitu kabel merah dan kuning yang dijadikan dan kabel warna biru dengan proses pengukuran R dan S, R dan T, S dan T
Keterangan pada alat H0 : Neutral/ground, H1: R, H2:S, H3: T (untuk sisi HV) sedangkan X1:R, X2:S, X3:T (untuk sisi LV)
Gb 7 Proses pemasangan kabel pada bushing sisi HV
Contoh hasil pengukuran
Gb 8 LV winding (open circuit) : X1X2 dan X2X3
