TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAKBALIK

  • Slides: 32
Download presentation
TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAKBALIK

TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAKBALIK

Ciri Transformator Uji • Perbandingan lilitan besar • Kapasitas k. VA kecil • Satu

Ciri Transformator Uji • Perbandingan lilitan besar • Kapasitas k. VA kecil • Satu phasa (kecuali keperluan khusus perlu 3 Phasa) • Salah satu ujung lilitan di ketanahkan • Perencanaan isolasi hanya diperhitungkan sampai tegangan uji maksimum. (Tidak diharapkan menerima Over. Voltage) • Konstruksi sedemikian sehingga gradien tegangan (d. V/dt) seragam dan osilasi dapat diabaikan

Konstruksi Transformator Uji • Pengoperasian singkat tidak ada masalah pendinginan trafo • Sistem Isolasi

Konstruksi Transformator Uji • Pengoperasian singkat tidak ada masalah pendinginan trafo • Sistem Isolasi Minyak • Inti umumnya Core Type • Lilitan berbentuk (50 -60 k. V – “Polylayer Polyline Wound Disc Winding” Lilitan Primer digulung di Inti, sedangkan lilitan sekundernya digulung di luar lilitan primernya. Distribusi tegangan tidak linier, jadi ditambahkan perisai statis)

Konstruksi Transformator Uji – Fortesque (100 k. V) Untuk mendapatkan isolasi yang ekonomis dan

Konstruksi Transformator Uji – Fortesque (100 k. V) Untuk mendapatkan isolasi yang ekonomis dan gradien tegangan yang seragam maka dililit cara Fortesque. Primer di dekat inti, lilitan sekunder menjauh membentuk kerucut. – Fischer Gulungan primer dililitkan dekat inti, sedangkan gulungan sekunder dililtkan berturut 2 diluarnya sehingg tegang tertinggi yang terjauh dari inti.

Transformator Kaskade • Alasan : Tegangan Maksimum ekonomis adalah 1600 k. V • Transformator

Transformator Kaskade • Alasan : Tegangan Maksimum ekonomis adalah 1600 k. V • Transformator dipasangkan secara seri. • Mempunyai 3 Lilitan – Primer (tegangan rendah) – Sekunder (tegangan tinggi) – Tersier (tegangan rendah dengan diatas tegangan tinggi, untuk supply ke trafo tingkat berikutnya)

Transformator Kaskade (Lanj. ) • Untuk 3 tingkat : – Trafo I : Daya

Transformator Kaskade (Lanj. ) • Untuk 3 tingkat : – Trafo I : Daya 300% – Trafo II: Daya 200% – Trafo III: Daya 100 %

Karateristik Transformator Uji • Karena lilitan banyak Perbandingan kumparan besar Distributed Capacitance besar Arus

Karateristik Transformator Uji • Karena lilitan banyak Perbandingan kumparan besar Distributed Capacitance besar Arus pemuat (excitasi) besar Arus Leading Tegangan menjadi naik/tinggi Tidak sesuai perbandingan lilitan. Mengatasi : Membuat sela udara di dalam inti dan membesarkan arus • Distributed Capacitance besar Reaktansi besar Resonansi (Lihat Tabel). Jika bentuk gelombang tidak sempurna Distorsi. Mengatasi : – Pembangkit gelombang sinus – Meredam resonansi atau dengan filter

Tabel Frekuensi Resonansi Tegangan Kapasitas Frekuensi Sekunder Pada Resonansi (k. VA) Transformator (Hertz) (k.

Tabel Frekuensi Resonansi Tegangan Kapasitas Frekuensi Sekunder Pada Resonansi (k. VA) Transformator (Hertz) (k. V) Catatan 500 315 255 Sebuah terminal dibumikan dengan 6 buah isolator gantung paralel 150 2 340 220 Kedua terminal tidak dibumikan Sebuah terminal dibumikan 77(P. T. ) 0. 2 1250 750 Kedua terminal tidak dibumikan Sebuah terminal dibumikan 40 4 1000 Edua terminal tidak dibumikan

Cara Mengatur Tegangan Uji • Tegangan harus dapat diatur kontinyu dari nol sampai tegangan

Cara Mengatur Tegangan Uji • Tegangan harus dapat diatur kontinyu dari nol sampai tegangan nominal • Pengaturan tegangan dengan cara : – Digunakan Induction Voltage Regulator (IVR) – Tahanan atau Reaktor Variabel – Pembagi Tegangan (Resistor Devider) – Pembangkit Gelombang Sinus

Pokok-Pokok Pengujian ditentukan oleh Spesimen Umumnya pengujian secara lengkap meliputi: 1. 2. 3. 4.

Pokok-Pokok Pengujian ditentukan oleh Spesimen Umumnya pengujian secara lengkap meliputi: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Pengujian Ketahanan Dalam Udara Pengujian Ketahana Dalam Minyak Pengujian Ketahan Untuk Tiap Lapisan (isolator) Pengujian Lompatan (api) dalam suasana kering Pengujian Lompatan (api) dalam suasana basah Pengujian tembus (puncture) atau kegagalan (breakdown)

Pokok pengujian umumnya diterapkan pada alat konvensional : 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Pokok pengujian umumnya diterapkan pada alat konvensional : 1. 2. 3. 4. 5. 6. Mesin Trafo Isolator Kawat dan Kabel Pemisah (DS - Disconnecting Switch) Dll. Alat-alat khusus memerlukan pengujian khusus juga.

Faktor Koreksi Situasi Udara • Kondisi udara saat diuji tidak standar • Tabel normalisasi

Faktor Koreksi Situasi Udara • Kondisi udara saat diuji tidak standar • Tabel normalisasi selalu dinyatakan dalam standar kondisi tertentu. (JIS, JEC, IEC, VDE, BS, IEEE, etc) • Perlu koreksi agar dapat dibandingkan.

Kondisi Udara Standar Menurut JIS C 3801 dan JEC Standard 106 Kondisi Standar adalah:

Kondisi Udara Standar Menurut JIS C 3801 dan JEC Standard 106 Kondisi Standar adalah: – Tekanan Barometer : 760 mm Hg (1013 mbar) – Suhu Keliling : 20 C – Kelembaban Mutlak : 11 gram/m 3

Koreksi Terhadap Tekanan & Suhu VB b. B 273 + 20 0. 386 b.

Koreksi Terhadap Tekanan & Suhu VB b. B 273 + 20 0. 386 b. B VS = ------- ; d = ------ = ------d 760 273+ t. B 273+t. B VS=Tegangan lompatan pada keadaan standar VB=Tegangan lompatan yang diukur pada keadaan sebenarnya b. B=Tekanan udara pada waktu pengujian (mm. Hg) t. B =Suhu sekeliling pada waktu pengujian ( C) k = Faktor koreksi (bisa dicari dari grafik)

Koreksi terhadap Kelembaban VS=k. H VB VS=Tegangan lompatan pada keadaan standar VB=Tegangan lompatan yang

Koreksi terhadap Kelembaban VS=k. H VB VS=Tegangan lompatan pada keadaan standar VB=Tegangan lompatan yang diukur pada keadaan sebenarnya k. H = Faktor koreksi (bisa dicari dari grafik) Catatan : Lengkung A, B, C, D, E dan F didasarkan pengalaman di Jepang Lengkung G dan H adalah menurut IEC

Grafik Koreksi

Grafik Koreksi

Jika di gabung maka perumusan menjadi : k. H VS = VB -----d Menurut

Jika di gabung maka perumusan menjadi : k. H VS = VB -----d Menurut J. Kucera bentuk umum menjadi : k. H VS = VB (-----) n ; k. D n= faktor Sela (dari Tabel) Bila tegangan lompatan berbanding lurus dengan lebar sela, maka n=1. Ini terjadi pada lebar sela kecil ( 1 m)

b. B Jika n=1; k. D = d = 0. 289 ----- ; hanya

b. B Jika n=1; k. D = d = 0. 289 ----- ; hanya untuk 0. 9 d 1. 1 273+t B Dimana : b. B = tekanan udara dalam m. Bar Besar k. D dapat dilihat pada tabel dibawah ini Kerapatan Udara Relatif Faktor Koreksi (k. D) 0. 70 0. 72 0. 75 0. 77 0. 80 0. 82 0. 85 0. 86 0. 90 0. 91 0. 95 1. 00 1. 05 1. 00

Pengujian suasana Basah • Tujuan : Meniru kondisi hujan • Konstruksi : Pipa mendatar

Pengujian suasana Basah • Tujuan : Meniru kondisi hujan • Konstruksi : Pipa mendatar dengan lubang (nozzle) dengan kemiringan tertentu ( ). Digerakkan dengan pompa. • Lompatan Api Basah dipengaruhi oleh: – Jumlah penyiraman permenit (JIS=3 mm/menit) – Resistivitas air (JIS=1000 Ohm cm) – Sudut Penyiraman (JIS 45 )

Alat dan Sirkuit Pengujian • Trafo Uji (400 V – 100 k. V; 20

Alat dan Sirkuit Pengujian • Trafo Uji (400 V – 100 k. V; 20 k. VA, 30 menit) Terdapat kump tersier pengukuran 100 V • Induction Voltage Regulator 220 V, 20 k. VA • Pemutus Beban • Tahanan Pelindung tahanan : 1 /Volt (100 k. V 100 k ) jarak : 0. 7 – 1. 1 cm/k. V (100 k. V 1 meter)

Pengukuran : Pembagi Kapasitor • Memasang Pembagi kapasitor dan menggunakan Voltmeter atau Ammeter •

Pengukuran : Pembagi Kapasitor • Memasang Pembagi kapasitor dan menggunakan Voltmeter atau Ammeter • V = I/(2 f. C) dengan Ammeter • V = v(C+CS)/C dengan Voltmeter CS = apasitas dari Voltmeter v =tegangan yang diukur oleh (static) Voltmeter • V = v(C+CS+CO)/C

Rangkaian Pembagi Tegangan Menggunakan Kapasitor C V I A C C V V Cs

Rangkaian Pembagi Tegangan Menggunakan Kapasitor C V I A C C V V Cs V v Co V Cs

Pengukuran : Pembagi Tahanan • Konstruksi : Seperti Pembagi Kapasitor • Kelemahan : –

Pengukuran : Pembagi Tahanan • Konstruksi : Seperti Pembagi Kapasitor • Kelemahan : – Punya batas kemapuan membawa arus – Mempunyai kapasitansi sasar (stray cap) – Mempunyai induktansi sasar (stray ind) (Perlu dipertimbangkan pada frekuensi tertentu) • v=V(R 1/(R 1+R 2))

Rangkaian Pembagi Tegangan Menggunakan Resistor R 2 V R 1 v

Rangkaian Pembagi Tegangan Menggunakan Resistor R 2 V R 1 v

Voltmeter Elektrostatik • Voltmeter yang lazim dipakai untuk pengukuran Tegangan Tinggi • Prinsip :

Voltmeter Elektrostatik • Voltmeter yang lazim dipakai untuk pengukuran Tegangan Tinggi • Prinsip : Kapasitor Plat sejajar, 1 tetap dan 1 bergerak. V 1 Plat tetap F Plat bergerak V 2

Pembangkitan Tegangan Tinggi Rangkaian Resonansi Seri • Latar Belakang : – Bahan Isolator yang

Pembangkitan Tegangan Tinggi Rangkaian Resonansi Seri • Latar Belakang : – Bahan Isolator yang diuji bersifat Capacitive (terutama pada pengukuran kabel) – Transformator uji bersifat inductive – Pada suatu saat rangkaian uji dan beban akan beresonansi (umumnya terjadi saat arus mencapai limitasi maksimum pada tegangan rendah) • Akibat : – Tegangan resonansi akan naik 20 kali. – Rangkaian akan meledak

 • Solusi : Seri Resonan Sirkuit – Dibuat rangkaian uji yang bisa diatur

• Solusi : Seri Resonan Sirkuit – Dibuat rangkaian uji yang bisa diatur besar induktansinya agar terjadi resonansi dengan beban yang bersifat kapasitip – Tegangan saat resonansi yang dipakai sebagai tegangan uji, jadi tegangan supply harus dikecilkan 20 kali • Rangkaian : La Tr Lb C Rn Ln Cn

 • Keuntungan: – Gelombang output dapat dipertahankan dalam bentuk sinus murni – Daya

• Keuntungan: – Gelombang output dapat dipertahankan dalam bentuk sinus murni – Daya yang suplai sangat kecil, antara 5% 10% dari daya pengujian – Tidak terjadi arus surja saat alat yang diuji mengalami breakdown, karena saat breakdown, kapasitansi benda uji berubah, dan sistem tidak lagi dalam resonansi, tegangan drop menjadi tegangan suplai – Dapat di kaskade-kan untuk tegangan lebih tinggi – Susunan sederhana dan kokoh