Pengujian Tangen Delta Trafo dan BushingKasus khusus Tangen Delta Negatif

AbstrakIsolasi trafo merupakan bagian yang kritis pada trafo tenaga, pemburukan atau kegagalan isolasi dapat menyebabkan kegagalan operasi atau bahkan kerusakan trafo. Salah satu metode untuk mengetahui kondisi isolasi adalah dengan melakukan pengujian tangen delta. Pengujian tangen delta trafo dapat dilakukan dengan beberapa mode yaitu GST, UST, GSTg, sedangkan untuk bushing ditambahkan mode Hot Collar untuk mengetahui adanya perubahan kekuatan mekanisnya. Hasil uji tangen delta pada umumnya bernilai positif, tetapi pada beberapa pengujian ditemukan anomali hasil uji negatif, hal ini karena terjadi kebocoran pada isolasi, fenomena ini dapat dijelaskan dengan teori rangkaian listrik. Selain itu pada makalah ini juga dipaparkan beberapa contoh kasus pengujian tangen delta yang hasilnya negatif serta solusinya.

I. PendahuluanTrafo tenaga merupakan peralatan utama dalam sistem penyaluran tenaga listrik,

salah satu bagian paling kritis dari trafo tenaga adalah isolasi trafo. Isolasi trafo berupa isolasi kertas, minyak, dan keramik. Seiring dengan usia operasi trafo maka kondisi isolasi dapat mengalami pemburukan, hal ini dapat disebabkan karena tegangan lebih, suhu operasi yang tinggi, hotspot, korona, kontaminasi, kerusakan mekanis maupun kelembapan. Pemburukan atau kegagalan isolasi dapat menyebabkan kegagalan operasi atau bahkan kerusakan trafo, oleh karena itu sangat diperlukan untuk mengetahui proses pemburukan pada isolasi sehingga kegagalan trafo dalam beroperasi dapat dihindarkan. Salah satu metode untuk mengetahui proses pemburukan isolasi adalah dengan pengujian tangen delta. Pada beberapa kasus pengujian diperoleh hasil uji negatif, hal ini dapat membingungkan dalam interpretasi hasil uji. Dalam makalah ini dicoba dijelaskan fenomena ini dengan analisa, studi kasus dan tindak lanjutnya.

II. Prinsip Dasar Isolasi trafo merupakan bahan dielektrik yang berfungsi untuk memisahkan dua

bagian yang bertegangan, misalnya antara kumparan dengan tangki trafo. Berikut ini gambar isolasi pada kumparan dan inti trafo.

Gambar 1. Isolasi pada kumparan dan inti trafo

Trafo dengan isolasinya ini dapat dimodelkan sebagai rangkaian kapasitor yang pararel dengan resistor.

Gambar 2. Rangkaian ekivalen trafo dan isolasinya

Kapasitor yang sempurna apabila dicatu tegangan bolak balik maka arusnya akan tertinggal sebesar 90 derajat terhadap tegangannya, tetapi karena adanya disipasi daya (dimodelkan sebagai resistor R) maka beda sudut antara arus dan tegangannya lebih kecil dari 90 derajat. Berikut ini diagram vektornya.

Gambar 3. Diagram vektor tegangan terhadap arus

Daya yang terdisipasi pada resistor dapat dinyatakan dengan :PD = Ir2.R = V. I cos Ø = V.I sin δ = V. ω .C .V. sin δ/cos δ

PD = V2 . ω .C . tan δTan δ menyatakan faktor rugi – rugi daya, besaran inilah yang menjadi indikasi

besarnya daya yang terdisipasi, semakin besar nilai tangen delta maka semakin besar daya yang terdisipasi yang berarti kualitas isolasi semakin buruk.

III. Prosedur PengujianPengujian tangen delta trafo dapat menggunakan beberapa alat antara lain tettex

dan alat uji tangen delta megger 2000. Langkah awal sebelum melakukan pengujian adalah bebaskan trafo dari tegangan dengan melepas sambungan ke busbar, kemudian pasang pentanahan temporer pada trafo agar proses pengujian berjalan aman.Bersihkan bushing dan hubung singkat antar terminal primer, sekunder dan tersier dengan menggunakan bare konduktor atau kabel lurus. Berikut ini rangkaian untuk pengujian trafo tiga fasa.

Gambar 4. Rangkaian pengujian tangen delta

Berikut ini dijelaskan langkah – langkah pelaksanaan pengujian dengan salah satu alat uji yaitu alat uji tangen delta megger 2000.1. Pasang kabel grounding ke peralatan dan pastikan sistem grounding telah benar.2. Sambung peralatan dan kabel konektor sesuai dengan fungsi masing –masing3. Periksa dan pastikan semua kabel telah terpasang dengan baik.4. Nyalakan tombol ”POWER” ke posisi ”ON”.5. Periksa lampu open ground apakah masih menyala terus, yang berarti koneksi

ground perlu di check ulang6. Setelah lampu ground padam, tekan menu pengukuran sesuai dengan konfigurasi

pada specimen yang akan diuji (GST, UST atau GST No Guard).7. Tekan kedua safety lock dan posisikan potensio HV ke posisi minimum.8. Tekan tombol HV ON (Warna putih).9. Putar potensio HV sesuai dengan tegangan yang diinginkan (searah jarum jam).10. Setelah tegangan sesuai dengan yang diinginkan, tekan tombol ”MEASURE”,

tunggu beberapa saat hasil pengukuran akan terlihat pada display. 11. Hasil yang ada dapat disimpan atau langsung dicetak pada printer yang telah

disediakan. 12. Untuk mendownload kekomputer, dapat mempergunakan Data Key yang ada.13. Data pada komputer dapat langsung dikonversi ke kodisi suhu 20°C.

Setelah dilakukan pengujian catat hasil yang diperoleh pada blanko yang tersedia.Untuk mengukur specimen dapat dilakukan perubahan pada mode pengukuran,

berikut ini mode yang dapat dipilih dengan injeksi tegangan tinggi disisi primer (tegangan tinggi).

Tabel 1. Mode pengujian untuk trafo dua kumparan

Tabel 2. Mode pengujian untuk trafo tiga kumparan

Pada bushing terdapat fasilitas untuk pengujian tangen delta yaitu center tap, berikut ini gambar rangkaian pengujian tangen delta untuk bushing.

Gambar 5. Rangkaian pengujian tangen delta bushing Tegangan melalui tes tap memungkinkan untuk menguji isolasi bushing dimana tes tap itu di tempatkan di bushing sehingga tidak memutuskan lead dari bushing. Isolasi utama adalah inti kondensor antara pusat konduktor dan lapisan tap. Tes ini dilakukan dalam test mode UST yang mengeliminir kerugian pergi ke ground bagian dari bushing. Metode UST hanya mengukur bushing dan tidak secara berarti dipengaruhi oleh kondisi eksternal untuk bushing.Cara mengukur tandel bushing.

1. Sambungkan kabel tegangan tinggi dari alat ukur ke terminal konduktor bushing. Jika bushing yang diuji terpasang pada transformator, jumper semua bushing dari kumparan yang sama. Juga jumper bushing dari gulungan lain dan dihubungkan ketanah. Pastikan konektor tegangan tinggi membentang jauh dari bushing yang diuji untuk menghindari kontak dengan porselen bushing.

2. Sambungkan kabel tegangan rendah dari alat uji. Tap tes banyak jenisnya sehingga diperlukan alat atau adaptor khusus. Beberapa tap uji terdiri dari miniatur bushing dimana konduktornya akan disambungkan ke ground melalui tutup Tes tap.

3. Rumah Tap mungkin mengandung sejumlah kecil minyak atau compound. Harus diperhatikan saat melepas tutup rumah Test tap untuk untuk menghindari tumpahnya minyak. Pastikan minyak diganti setelah pengujian selesai.

Procedure Pengukuran tandel Bushing.1. Pengujian faktor daya (tandel) sangat sensitif terhadap kondisi cuaca. Pengujian harus

dilakukan dalam kondisi yang menguntungkan bila memungkinkan.2. Uji insulasi utama c1 biasanya dilakukan pada 10kV dalam test mode UST. Selalu

merujuk pada rating name plat seperti tegangan dari bushing yang diuji. Jika 10kV melebihi rating dari bushing, maka atur tegangan sama atau sedikit di bawah rating tegangan.

3. Lanjutkan ukur semua bushing dan mencatat hasilnya.4. Identifikasi setiap set pembacaan dengan nomor seri bushing. Catat produsen, jenis

atau model lainnya dan peringkat rancang. Terutama harus diperhatikan mencatat kapasitansi c1 dan nilai-nilai faktor daya yang ada dipapan nama. Perhatikan koneksi tes khusus atau kondisi tidak biasa.

5. Catatan tegangan tes yang sebenarnya, saat ini, Watts, faktor daya dan kapasitansi.6. Catatan suhu lingkungan dan kelembaban relatif dan indikasi umum kondisi cuaca

pada saat ujian.7. Koreksi faktor daya bacaan hingga 20 ° C. Jika bushing dipasang pada transformator,

gunakan rata-rata suhu minyak atas dan ambien.Untuk pengujian bushing ini ada beberapa mode yang bisa digunakan antara lain :

Mode GST, pengukuran ini dilakukan dengan melepas bushing dari hubungan dengan peralatan lain atau bushing harus diputus sambungan dengan kumparan trafo. Pengukuran ini dilakukan dengan meng energize konduktor bushing dan meng tanahkan flangenya. Temperature sekitarnya sangat besar pengaruhnya terhadap nilai kapasitansi (power factor), sehingga perlu pembanding dengan hasil ukur pada temperature tertentu (20 C).

Mode GSTg, pengukuran dengan mode GST dapat juga dilakukan dengan cara memberi tegangan tertentu pada CT ( Center Tap ) dan input LV disambungkan pada konduktor maka akan diketahui nilai GST (C2) yaitu bagian yang paling dekat dengan flange dan bagian bawah terminal.

Mode UST, pengujian ini digunakan pada bushing yang tersambung dengan beberapa peralatan lain yang berada didalam atau diluar trafo dimana perlengkapan tersebut tidak berpengaruh terhadap tap kapasitansi, tap power factor dan atau flange bushing yang dapat dipisahkan dengan tangki yang diketanahkan.

Hot Collar, pengukuran ini sangat efektif untuk mengetahui lokasi keretakan pada porcelain, pemburukan atau kontaminasi pada permukaan bushing seperti lapisan tipis compound, cairan atau sisa compound yang menempel pada bushing. Berikut ini rangkain pengujian dengan metode hot collar :

Gambar 6. Rangkaian pengujian hot collar Rekomendasi dari Doble untuk pengujian Hot Collar ini adalah power dissipasi kurang dari 0.1 watt dengan tegangan uji 10 kV, dan untuk pengujian beberapa bushing yang setipe maka arus pengujian sama. Apabila diperoleh disipasi daya naik maka mungkin terjadi kontaminasi pada bushing. Sedangkan bila arus

mengalami penurunan maka kemungkinan penyebabnya adanya void pada bushing atau tingkat minyak bushing terlalu rendah.hasil pengujianInterpretasi kapasitansi dan pengukuran faktor disipasi pada bushing diperlukan pengetahuan tentang konstruksi bushing karena setiap jenis bushing memiliki karakteristik sendiri yang aneh.Misalnya, peningkatan faktor disipasi dalam bushing yang diisi minyak mungkin menunjukkan bahwa minyak terkontaminasi, sedangkan peningkatan baik faktor disipasi dan kapasitansi menunjukkan bahwa kontaminasi karena air masuk ke Bushing.Untuk jenis bushing kondensor yang memiliki lapisan yang dihubung singkat, nilai kapasitansi akan meningkat, sedangkan nilai faktor disipasi mungkin sama dibandingkan dengan tes sebelumnya.Kecuali untuk tujuan khusus menyelidiki kebocoran permukaan, permukaan insulasi bushing harus bersih dan kering untuk mencegah kebocoran yang mengalir di permukaan akan mempengaruhi hasil pengukuran.Efek dari kebocoran yang mengalir dipermukaan dapat dieliminasi pada saat pengukuran dengan metode uji UST.Kurva koreksi suhu untuk setiap desain bushing harus hati-hati ditetapkan pada saat pengukuran dan semua pengukuran suhu harus dikoreksi ke suhu dasar, biasanya 20 ° C.Pedoman umum untuk mengevaluasi kondisi C1 dan hasil uji faktor disipasi adalah sebagai berikut:Pengukuran suhu harus didasarkan pada suhu di permukaan bushing. Suhu udara juga harus dicatat. Ketika pengujian bushing dengan metode Grounding spesimen test (GST), permukaan bushing harus pada suhu di atas titik embun untuk menghindari kondensasi uap air.▪ ▪ Nilai tan delta hasil ukur lebih besar sampai dua kali tan delta pada nameplate

maka -- bushing diterima▪ ▪ Nilai tan delta hasil ukur lebih besar antara dua kali hingga sampai 3 kali tan

delta pada nameplate - memantau bushing dengan cermat▪ ▪ Di atas 3 kali dari tan delta pada nameplate- ganti bushing

Pedoman umum untuk mengevaluasi data kapasitansi C1 adalah sebagai berikut:▪ ▪ kapasitansi C1 hasil ukur + / -5% dibandingkan C1 nameplate maka - bushing

diterima▪ ▪ kapasitansi C1 berubah dari + / -5% menjadi + / -10% - Monitor bushing

cermat▪ ▪ kapasitansi C1 berubah dari + / -10% atau lebih besar - ganti bushing

Perubahan data pengujian C1 biasanya masalah pencemaran akibat masuknya air, kontaminasi minyak atau kerusakan dan hubung singkat antar lapisan kondensor bushing.

IV. Interpretasi Hasil Uji Tangen DeltaFaktor disipasi (Faktor daya) isolasi peralatan tipikalIEEE 62-1995 menyatakan, "faktor daya menghasilkan hasil dari tes rutin untuk keseluruhan peralatan instalasi tegangan tinggi, baik pada peralatan yang lebih tua memberikan informasi mengenai kondisi umum insulasi terhadap ground dan isolasi

interwinding transformator dan reaktor. Sedangkan faktor daya untuk transformator yang tua akan dijelaskan bila hasil ukur tan delta adalah :

<0,5% (20 ° C) kondisi baik {good), jika faktor daya antara 0,5% dan 1,0% (20 ° C) dapat diterima, namun faktor daya> 1.0% (20 ° C) harus diselidiki. "

Table 2.2 : IEEE 62-1995 power factor values

Berdasarkan literatur Doble untuk trafo baru dapat dinyatakan dalam kondisi baik bila nilai hasil uji tangen delta kurang dari 0.5 % sedangkan trafo yang sudah beroperasi berdasarkan standar ANSI C 57.12.90, interpretasi hasil uji tangen deltanya sebagai berikut :

V. Kasus khusus: Tangen Delta NegatifTangen delta negatif seringkali dianggap sebagai suatu hasil uji yang aneh.

Pengukuran negatif ini dapat terjadi dalam pengujian trafo atau bushing ketika menggunakan mode UST atau GST-Guard. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan model matematika dan rangkaian listrik.

Dalam sebuah rangkaian paralel seperti pada gambar 7, setiap elemen (Z1 dan Z2) mendapatkan tegangan yang sama dalam amplitudo dan fasanya. Sehingga arus hanya bergantung pada impedansi elemen.

Gambar 7. Rangkaian listrik sederhana

Pada rangkaian seri seperti ditunjukkan pada gambar 7, tegangan yang melintasi setiap elemen dapat berbeda dalam amplitudo dan fasanya apabila kedua elemen tersebut berbeda sifat dasarnya (resistor, kapasitor atau induktor). Tegangan melintasi Z2 adalah V2 dan dalam fungsi dari 2 elemen Z1 dan Z2 .

Setiap impedansi elemen Z dapat terdiri dari komponen resistif R atau reaktif X (induktansi Xl dan kapasitansi Xc) dan dapat diwakilkan dengan sebuah vektor dalam diagram vektor, lihat gambar 8. Resistansi merupakan sebuah bilangan real dan sefasa dengan tegangan. Kedua tipe komponen reaktif adalah suatu bilangan kompleks dengan pergeseran fasa 90 derajat terhadap tegangan tetapi berlawanan diantaranya :

Gambar 8. Diagram vektor impedansi

Apabila elemen lain ZG paralel dengan Z2 seperti terlihat dalam gambar 9 maka tegangan V2 dan arus I2 dalam fungsi tiga elemen menjadi lebih kompleks seperti yang diperlihatkan dalam persamaan 9.b dan 9.c. Bagaimanapun juga perbedaan matematis satu-satunya dari model sebelumnya ialah term Z1Z2//Zg.

Gambar 9. Rangkaian listrik yang lebih kompleks

Pada sistem isolasi elemen Z1 dan Z2 umumnya kapasitif Xc, dan elemen Zg (jalur paralel) umumnya resistif Rg. Gambar rangkaian dan persamaannya menjadi :

Gambar 10. Rangkaian ekivalen sistem isolasi

Dari persamaan diatas kita dapat menyimpulkan beberapa hal berikut :1. Pergeseran sudut fasa terhadap nilai real negatif I2 diakibatkan adanya

Xc1Xc2/RG.2. Dalam sebuah sistem isolasi, Xc1+Xc2 mewakilkan total impedansi sistem isolasi

(Xc). 3. Apabila konstruksi sistem isolasi diketahui, kita dapat menggunakan istilah

Xc1Xc2/RG dan XC untuk menginterpretasikan faktor daya yang menurun.4. V2 berbeda sudut fasa dengan VT sebesar delta dikarenakan term (Xc1Xc2/RG).

Watt loss yang diukur melalui Xc2 adalah negatif hanya ketika tegangan uji VT digunakan sebagai acuan untuk pengukuran arus (-R), saat tegangan yang

melintasi Xc2 benar-benar V2. Apabila V2 digunakan sebagai acuan maka arus akan bernilai positif (r). Sehingga secara fisis tiada watt ( Watt Loss ) negatif

Gambar 11.Diagram vektor pergeseran V2 terhadap VT

5. Lokasi kebocoran jalur ke ground akan menentukan tingkat pengaruh dalam sistem isolasi. Jika terjadi pada ujung sistem isolasi, baik Xc1 maupun Xc2 akan menjadi sangat kecil sehingga hasil Xc1 dan Xc2 juga akan menjadi sangat kecil. Hasil tersebut akan meningkat secara bertahap tatkala lokasi berpindah maju ke tengah. Hasil maksimum menjadi (Xc 2 /4) pada pertengahan sistem isolasi dan menurun ketika lokasi berpindah lebih jauh kearah ujung lainnya. Hal ini berarti bahwa jalur bocor ke ground akan memiliki :

a. Suatu pengaruh minimum pada setiap ujung sistem isolasi dan.b. Suatu pengaruh maksimum pada pertengahan sistem isolasi (Xc/2).

6. Nilai resistansi RG dari jalur bocor ke ground akan menentukan apakah jalur tersebut dapat memiliki pengaruh atau tidak:

a. Apabila RG jauh lebih besar daripada (Xc/2), maka jalur bocor ke ground memiliki pengaruh yang kecil pada sistem isolasi tanpa memperhatikan lokasinya.

b. Namun apabila nilai RG sangat rendah (betul-betul terjadi hubung singkat), jalur bocor ke ground dapat memiliki suatu pengaruh dimanapun dalam sistem isolasi.

c. Diantara 2 kasus ekstrim (a dan b), pengaruh tingkat jalur bocor ke ground bergantung pada nilai relatif (Xc1Xc2/RG) membandingkan total impedansi sistem isolasi (Xc). Nilai negatif yang lebih tinggi mengindikasikan bahwa jalur bocor ke ground memiliki pengaruh yang lebih tinggi.

Dengan menggunakan prinsip dasar diatas dapat dijelaskan timbulnya hasil pengujian tangen delta negatif. Berikut ini beberapa studi kasus hasil uji tangen delta negatif dari Doble dan analisanya.

1. Percobaan dengan kapasitorDengan menggunakan rangkaian 10 kapasitor TTR terhubung seri dengan resistor

terparalel ke ground untuk mensimulasi jalur bocor ke ground seperti ditunjukkan dalam gambar 12. Percobaan ini membantu untuk memvisualisasi pengaruh term (Xc1Xc2/RG), dan fenomena pengukuran negatif.

Gambar 12.Simulasi jalur bocor dengan kapasitorHasil uji ini secara jelas menunjukkan bagaimana jalur paralel yang terbaca meter

mempengaruhi data uji isolasi : pada lokasi dan resistansi jalur paralel. Berdasarkan lokasi, jalur paralel memiliki sebuah pengaruh yang minimum pada setiap ujung (node 1 dan 11) dan suatu pengaruh maksimum pada pertengahan (node 6). Diantara 2 titik tersebut, faktor daya berubah sesuai dengan (Xc1Xc2/RG) seperti ditunjukkan dalam gambar. Berkenaan dengan resistansi jalur paralel,menentukan tingkat pengaruh : resistansi yang lebih rendah memiliki pengaruh yang lebih tinggi.

2. Pengukuran kapasitor.Menggantungkan sebuah kapasitor di udara untuk pengujian seperti ditunjukkan

dalam gambar 13 dapat menghasilkan penurunan faktor daya.

Gambar 13. Rangkaian pengujianPosisi gantung titik tengah membagi kapasitansi dalam 2 nilai setara yang

memaksimalkan term Xc1Xc2/RG. Lebih jauh ini merupakan suatu posisi yang ideal untuk mendapatkan rugi daya negatif ketika penggantung menjadi lebih konduktif dan terjadi efek kopling.

3. Pengukuran bushing.Berikut ini hasil pengujian pada sebuah bushing yang diperoleh tangen delta

neagitf.

Setelah bushing dilepas, ditemukan plester pengikat lapisan isolasi terakhir terlepas dan terhubung dengan permukaan bagian dalam dari flange bushing, seperti terlihat dalam gambar 14. Adanya kontaminasi di permukaan plester menciptakan sebuah jalur bocor ke ground.

Gambar 14. Permasalahan internal pada bushing

4. Pengukuran trafo 2 belitan.

Konstruksi kumparan pembalut membagi sistem isolasi CHL dalam 3 bagian, lihat gambar 15 :1. CHa adalah isolasi dari konduktor kumparan tegangan tinggi ke permukaan isolasi

padat;2. Ca adalah celah udara dari permukaan isolasi solid tegangan tinggi ke tegangan

rendah. Elemen ini memiliki rugi daya yang sangat rendah dan kapasitansi terkecil, sehingga mendominasi rangkaian;

3. CLa adalah isolasi dari konduktor kumparan tegangan rendah ke permukaan isolasi padat.Ketika permukaan-permukaan isolasi padat terkontaminasi, contoh kondensasi

bercampur dengan kotoran, konduktivitas permukaan akan meningkat. Hal ini akan

menambah elemen keempat yang mana umumnya elemen-elemen resistif (RHg atau RLg) dan memparalel rangkaian CHL ke ground.

Gambar 15. Kasus pada trafo 2 belitan

5. Pengukuran trafo 3 belitan.

Trafo ini memiliki 3 belitan (HV, LV dan Tersier) dan 2 lengan. Belitan LV dan tersier secara fisis berada dalam lengan yang berbeda. Belitan HV terbagi dalam 2 disekeliling setiap lengan dalam jalan ketika uji CLT dilakukan, belitan HV menjadi belitan pertengahan diantara belitan LV dan tersier seperti ditunjukkan dalam gambar 16. Konfigurasi ini menghasilkan rugi daya yang rendah atau faktor daya negatif dalam uji UST.

Gambar 16. Kasus pada trafo 3 belitanTindak lanjut apabila diperoleh hasil pengujian tangen delta negatif adalah :

1. Lakukan pengecekan ulang rangkaian uji (contoh kasus: pengujian di GITET Mandirancan.)

2. Apabila rangkaian uji dan alat uji telah dicek, dan tidak ada masalah maka kemungkinan penyebab timbulnya tan delta negatif antara lain :

a. Adanya kontaminasi diisolasi à bersihkan isolasi, filter minyak isolasi.b. Terjadi deteriorisasi isolasi, sehingga muncul jalur kebocoran pada isolasi.

Bila dibiarkan akan menimbulkan partial discharge dan dapat menyebabkan kerusakan permanen pada peralatan.

Transformator daya mempunyai satu kumparan (auto trafo), dua kumparan, tiga kumparan atau lebih. Pengukuran dimulai dengan menghubung singkat terminal bushing secara baik dan terbebas dari benda apa saja yang menempel pada bushing.Untuk lebih jelasnya diperhatikan keneksi alat tan del dengan obyek yang akan diukur.

6. Transformator dua kumparan.Tegangan Uji pada sisi HV maka notasinya adalah dimulai dengan huruf H sebagai sisi tegangan tinggi dan huruf L sebagai sisi tegangan sekunder (low voltage) dan huruf T untuk sisi tertier.

1. Cara mengukur CH+CHL ( GST-Ground )Dimana terukur pada alat tandel adalah penjumlahan arus bocor dari kumparan LV dan arus yang melewati koneksi ground.

2. Cara mengukur CH (GSTg)untuk mengukur CH atau CHG diperlukan hanya arus yang mengalir pada ground maka kabel pengukuran dipindahkan ke GUARD sehingga tidak melalui meter pengukuran.

3. Cara mengukur CHL (UST)CHL artinya mengukur arus dari kumparan HV yang melalui LV sedangkan arus grounding tidak diukur.

Jika sudah selesai pada sisi HV dilanjutkan pada sisi LV dmana notasi dimulai dengan huruf L.

4. Cara mengukur CL+CHL (GST-Ground)

Dimana terukur pada alat tandel adalah penjumlahan arus bocor dari kumparan HV dan arus yang melewati koneksi ground.

5. Cara mengukur CL (GSTg)untuk mengukur CL atau CLG diperlukan hanya arus yang mengalir pada ground maka kabel pengukuran dipindahkan ke GUARD sehingga tidak melalui meter pengukuran.

6. Cara mengukur CLH (UST)CLH artinya mengukur arus dari kumparan LV yang melalui HV sedangkan arus grounding tidak diukur

7. Transformator tiga kumparan.Terdiri dari HV, LV dan TV atau HV, LV1 dan LV2 untuk itu rangkaian pengujianya adalah sbb:

1. A. Cara mengukur CH+CHL (GST Blue/ground Blue dan Guard Red).Arus yang diukur adalah dari HV ke LV (menggunakan kabel biru/blue) ditambah arus yang melewati grounding sedangan arus dari HV ke TV tidak diukur atau di guard,

B. Cara mengukur CH+CHT (GST Red/ground+Red dan Guard Blue).Cara yang sama hanya beda dimana HV ke TV ditambah grounding diukur sedangkan HV ke LV tidak diukur atau di guard.

2. Cara mengukur CH (GSTg Red & Blue)Arus yang diukur hanya arus dari HV yang melalui grounding sedangkan arus yang melalui LV dan TV di guard.

3. A. Cara mengukur CHL (UST Blue).yang diukur adalah arus HV ke LV sedangan TV dan ground di guard.

B. Cara mengukur CHT (UST Red).yang diukur adalah arus HV ke TV sedangan LV dan ground di guard

4. Cara ukur GST-ground (CLH+CL)Jika sudah selesai dilanjutkan dengan memindahkan tegangan tinggi ke sisi LV dan kabel biru atau salah satu dipindah ke HV. Cara yang sama diukur GST-ground.

A. Cara mengukur CLH+CL (GST Blue/ground Blue dan Guard Red).Arus yang diukur adalah dari LV ke HV (menggunakan kabel biru/blue) ditambah arus yang melewati grounding sedangan arus dari LV ke TV tidak diukur atau di guard,

B. Cara mengukur CLT+CL (GST Red/ground+Red dan Guard Blue).Cara yang sama hanya beda dimana LV ke TV ditambah grounding diukur sedangkan LV ke HV tidak diukur atau di guard.

5. Cara mengukur CL (GSTg).

Arus yang diukur hanya arus dari LV yang melalui grounding sedangkan arus yang melalui HV dan TV di guard.

6. Cara mengukur CLT (UST-Red) dan (UST-Blue).A. Cara mengukur CLH (UST Red).

Yang diukur adalah arus LV ke HV sedangan TV dan ground di guard.

B. Cara mengukur CLT (UST blue).yang diukur adalah arus LV ke TV sedangan HV dan ground di guard

7. Cara ukur GST-ground (CTH+CT)Jika sudah selesai dilanjutkan dengan memindahkan tegangan tinggi ke sisi TV dan kabel Merah atau salah satu dipindah ke LV. Cara yang sama diukur GST-ground.

A. Cara mengukur CTH+CT (GST Blue/ground Blue dan Guard Red).Arus yang diukur adalah dari TV ke HV (menggunakan kabel biru/blue) ditambah arus yang melewati grounding sedangan arus dari TV ke LV tidak diukur atau di guard,

B. Cara mengukur CTL+CT (GST Red/ground+Red dan Guard Blue).Cara yang sama hanya beda dimana TV ke LV ditambah grounding diukur sedangkan TV ke HV tidak diukur atau di guard.

8. Cara mengukur CT (GSTg).Arus yang diukur hanya arus dari TV yang melalui grounding sedangkan arus yang melalui HV dan LV di guard.

9. Cara mengukur CLT (UST-Red) dan (UST-Blue).A. Cara mengukur CLH (UST Red).

Yang diukur adalah arus LV ke HV sedangan TV dan ground di guard.

B. Cara mengukur CLT (UST blue).yang diukur adalah arus LV ke TV sedangan HV dan ground di guard

10. Cara mengukur CH+CL+CT (GST-ground)Terakhir adalah mengukur semua komponen trafo terhadap tangki atau ground.

11. Mengukur Tan Δ Auto Transformer

Sebagai auto trafo atau trafo hemat hanya mempunyai satu kumparan dengan sadapan di kumparan menjadi seperti trafo dengan dua atau tiga tegangan yang berbeda.Pengukuran tangen delta pada auto trafo setelah bushing bebas dari konduktor maka dihubung singkat HV+LV+N0 juga tertier TV.Pada saat tegangan uji disambungkan ke sisi HV maka mode pengukurannya adalah sbb:

A. Cara pengujian CH (GSTg) Yang diukur adalah arus dari HV+LV ke ground dan sisi TV di sambung ke Guard.

B. Cara pengujian CHT (UST).Yang diukur adalah arus dari HV ke TV saja.

C. Cara pengujian CT (GSTg)Yang diukur adalah arus dari TV ke ground dan sisi HV+LV di sambung ke Guard.

12. Signifikansi kapasitansi dan faktor disipasi

Perubahan kapasitansi dari suatu insulasi dari kondisi normal menjadi kondisi abnormal disebabkan adanya lapisan kelembaban, sirkuit pendek, atau sirkuit terbuka di jaringan kapasitansi. Faktor disipasi pengukuran menunjukkan kondisi berikut dalam isolasi berbagai peralatan listrik:Interpretasi yang benar dari nilai kapasitansi dan faktor disipasi tes biasanya membutuhkan pengetahuan tentang konstruksi bushing dan karakteristik jenis isolasi yang digunakan.a. Kerusakan kimia karena waktu dan temperatur, termasuk kasus-kasus

tertentu kerusakan akut yang disebabkan oleh overheating lokal.b. Kontaminasi oleh air, endapan karbon, minyak buruk, kotoran dan

bahan kimia lainnya.c. Kebocoran parah melalui celah-celah dari atas permukaan.d. Ionisasi.Interpretasi terhadap pengukuran biasanya didasarkan pada pengalaman, rekomendasi dari produsen peralatan yang sedang diuji, dan dengan memperhatikan perbedaan-perbedaan ini:Antara pengukuran pada unit yang sama setelah interval berurutan waktu yang.1. Antara pengukuran pada duplikat unit atau bagian yang sama dari satu

unit, diuji di bawah kondisi yang sama sekitar waktu yang sama, misalnya, beberapa transformer identik baik satu fasa dari tiga fase transformator yang diuji secara terpisah.

2. Antara pengukuran yang dilakukan pada tegangan uji yang berbeda pada satu bagian dari unit, peningkatan kemiringan (tip-up) dari faktor disipasi dibandingkan kurva tegangan pada tegangan yang diberikan merupakan indikasi ionisasi dimulai pada tegangan itu.

Peningkatan faktor disipasi atas nilai khas mungkin menunjukkan kondisi seperti yang diberikan dalam paragraf sebelumnya, salah satu yang mungkin umum atau karena sudah menjadi karakternya.Jika faktor disipasi bervariasi secara signifikan dengan tegangan bawah hingga menemukan beberapa tegangan di bawah ini yang secara substansial konstan, maka ionisasi ditunjukkan.Jika tegangan extinction di bawah tingkat operasi, maka ionisasi dapat berlanjut dalam operasi dengan akibatnya.adalah terjadi kerusakan Beberapa peningkatan kapasitansi (peningkatan arus pengisian) juga dapat diamati di atas tegangan extinction karena arus pendek dari berbagai void akibat proses ionisasi.Peningkatan faktor disipasi disertai dalam kasus yang parah mungkin peningkatan kapasitansi biasanya menunjukkan kelembaban yang berlebihan dalam isolasi. Peningkatan faktor disipasi sendiri dapat disebabkan oleh kerusakan termal atau oleh kontaminasi selain air.

13. Permitivitas dan DF% bahan isolasi tipikalNilai umum dari permitivitas (dielektrik konstan) k pada 50/60 Hz daftar faktor disipasi dari beberapa jenis bahan isolasi (juga air dan es) diberikan dalam Tabel 2.3.

Arus Excitasi: adalah arus rms yang disuplai ke transformator dengan sumber listrik pada frekuensi tertentu yang diperlukan untuk membangun tegangan tertentu di terminal tertentu dari transformator sementara tidak ada arus beban mengalir ke setiap gulungan dari transformator Definisi yang lebih umum adalah arus yang mengalir ketika transformator diberi energi dengan sumber tegangan ac di bawah kondisi tanpa beban. Ukuran saat bertegangan dapat disebut sebagai kerugian tanpa beban dan uji eksitasi saat ini, tes saat menarik atau tes sirkuit terbuka, masing-masing didefinisikan di bawah.Arus excitasi menciptakan fluks magnet di inti, dan fluks pada gilirannya menginduksi tegangan di kumparan berupa energi yang melawan tegangan yang diinduksikan. Akibatnya, arus excitasi kecil, biasanya hanya beberapa persen dari nilai arus dari lilitan beban. Arus excitasi dari transformator terdiri dari tiga komponen :

1. Bagian magnet (Im) diperlukan untuk membangun medan magnet dalam inti transformator. Hal ini sering disebut sebagai arus magnetizing.

2. Sebuah bagian resistif (Ir) diminta untuk menyediakan semua kerugian dalam transformator tanpa beban.

3. Bagian kapasitif (Ic) diperlukan untuk membangun medan listrik dalam isolasi transformator.

Komponen-komponen ini didefinisikan di bawah ini dan dibahas lebih lanjut dalam pembahasan parameter rangkaian ekuivalen.

Uji kondisi tanpa beban (no load) dan uji arus eksitasi:Tes ini biasanya digunakan di pabrik untuk tujuan kontrol kualitas. Uji eksitasi Transformator dengan tegangan nominal tiga fasa pada frekuensi pengenal. Instrumen biasanya ditempatkan di sisi tegangan rendah (LV) dengan kumparan lain terbuka tanpa beban. Nilai arus kerugian dan watt diukur. Diukur adalah arus eksitasi yang dinyatakan sebagai persen nilai arus pada basis KVA ditentukan. Pengukuran ini dilakukan pada posisi nominal detc dan posisi netral dari LTC, jika ada.

Uji arus Excitasi: Ini adalah tes phase-tunggal yang diperkenalkan di Amerika Utara sebagai alat diagnostik pada tahun 1967 dan proses ini sudah menjadi bagian dari tes isolasi standar di lapangan. Tahap uji coba Single-excitasi sangat berguna dalam menemukan masalah seperti cacat dalam struktur inti magnetik, kegagalan isolasi sehingga terjadi turn-to-turn short, atau masalah pada perangkat tap sadapan. Kondisi ini mengakibatkan perubahan relucktansi efektif dari sirkuit magnetik, yang dapat berdampak pada saat ini diperlukan untuk membangkitkan fluks pada inti besi.Uji Excitasi dengan cara pengukuran sederhana sehingga arus dan watt losses setiap phase, dari terminal sisi tegangan tinggi transformator, dengan dari terminal gulungan lain dibiarkan mengambang (dengan pengecualian ground netral). Pengukuran lapangan dilakukan pada nilai frekuensi dan biasanya dibuat pada tegangan hingga 10 kV. Transformator Tiga fase diuji dengan menggunakan tegangan tes bertahap dan bergantian pada phase satu per satu.

Pada saat ukur arus excitasi alatnya selalu trip (over current) untuk setiap fasa maka berdasarkan pengalaman dari DOBLE menjelaskan:

V. SURGE ARRESTER

Tujuan :Pengukuran rugia-daya adalah satu metoda mengevaluasi integritas dari satu LA (lighning Arrester) dan pencegahan potensial bahaya kegagalan. Test ini mengungkapkan kondisi akibat operasional dan lingkungan pada LA yg dapat mempengaruhi syarat-syarat fungsi LA tsb, seperti: kehadiran embun, deposit garam, karat, porselin retak, terbukanya resistor paralel, unsur-unsur pengionisasi awal yg mengakibatkan cacat, dan rusaknya gap.

Cara meng koneksi LA dengan Alat ukurDirekomendasikan testing terhadap unit LA secara individual pada unit LA yg merupakan tumpukan penangkap. Sebuah unit LA tunggal diuji di gudang penyimpanan sebelum diinstall atau pengujian setelah datang dari pabrik dimana spesimen tak dibumikan normal maka mode uji adalah (UST); untuk pengujian dengan mode (GST), jika LA telah terpasang diatas struktur di switch yard. • pengujian di laksanakan,setelah dilepas koneksi dengan paralatan lain.• Hubungkan suatu kabel massa dari test pada baja struktur LA (grounding)• Ketika menghubungkan tegangan tinggi, dipastikan bahwa kabel tegangan tinggi terisolasi

dengan peralatn disekitarnya pada jarak yang aman.Prosedur pengujianSelalu amati keselamatan ketika melakukan test. Pengujian Faktor daya adalah sangat dipengaruhi kondisi cuaca. walau demikian Test LA harus dapat dilakukan pada kondisi kapanpun tetapi memungkinkan. bersihkan isolator sehingga tidak ada sesuatu yang mempengaruhi hasil atau proses pengukuran. pengukuran terhadap LA harus selalu dilakukan tegangan yang sama dengan tegangan operasi atau pada tegangan

yang direkomendasikan karena unsur-unsur nonlinier mungkin saja mempengaruhi unit LA tsb. Kecuali kondisi spesifik akibat diketahui ada kebocoran arusdidalam LA atau dipermukaan isolastor untuk itu LA harus bersih dan kering. Peringatan: LA mempunyai tekanan maka perhatian terhadap perubahan tekanan sangat diperlukan pada saat pengujian LA. Prosedur pengujianSelalu amati keselamatan ketika melakukan test. Pengujian Faktor daya adalah sangat dipengaruhi kondisi cuaca. walau demikian Test LA harus dapat dilakukan pada kondisi kapanpun tetapi memungkinkan. bersihkan isolator sehingga tidak ada sesuatu yang mempengaruhi hasil atau proses pengukuran. pengukuran terhadap LA harus selalu dilakukan tegangan yang sama dengan tegangan operasi atau pada tegangan yang direkomendasikan karena unsur-unsur nonlinier mungkin saja mempengaruhi unit LA tsb. Kecuali kondisi spesifik akibat diketahui ada kebocoran arusdidalam LA atau dipermukaan isolastor untuk itu LA harus bersih dan kering. Peringatan: LA mempunyai tekanan maka perhatian terhadap perubahan tekanan sangat diperlukan pada saat pengujian LA.

Prosedur Pengujian.Untuk semua pengujian faktor daya, lebih banyak informasi merekam pada saat dilakukannya pengujian akan memastikan perbandingan terbaik [dari] hasil di test rutin yang berikutnya. Data pengujian harus dibandingkan dengan pabrik atau data papan nama jika tersedia. Jika tidak ada data adalah tersedia, membandingkan hasil percobaan ke/pada test utama/lebih dulu di atas/terhadap penangkap dan hasil sama test serupa di atas/terhadap penangkap serupa. Informasi tambahan berikut harus direkam di atas/terhadap formulir/bentuk pengujian.• Mencatat seluruh informasi papan nama LA.• Mengidentifikasikan setiap kejadian dan menganalisa.• Catatan tentang syarat-syarat khusus test.• Catatan aktual tegangan pengujian, arus, watts, faktor daya dan kapasitansi.

Mengoreksi arus dan watts kepada satu tegangan pengujian yang standar 2.5kV atau 10kV.

• LA sering dinilai atas dasar kerugian watts. Untuk memperoleh sejenisnya 10 mV kerugian watts dari satu pengukuran terhadap kapasitansi dan faktor daya, melakukan kalkulasi jika test berikut menjadi ditetapkan tidak menampilkan hasilnya.Kerugian Watt = CpF x %DF x 377 x 10-6 (untuk 60 Hz)Kerugian Watt = CpF x %DF x 314 x 10-6 (untuk 50 Hz)Dimana: CpF = kapasitansi di/dalam pikofarad

%DF = persen pengusiran (faktor daya)• Suhu lingkungan catatan dan kelembaban relatif serta satu indikasi umum

kondisi cuaca pada saat dilakukannya test.

Berdasarkan referensi LA bahwa kerugian dapat diukur dengan mode UST mungkin saja lebih rendah jika LA diuji mode GST hal karena bocor arus tidak mempengaruhi hasil pengukuran mode UST.Lebih tinggi dari kerugian normal bisa terjadi karena kotoran atau embun di dalam dan permukaan luar porselin, porselin retak/pecah, deposito garam dan pencemaran secara umum. Lebih rendah dari kerugian normal bisa menjadi indikasi berubahnya

nilai resistor atau unsur-unsur mengionisasi sehingga terjadi cacat pada komponen LA tsb. Kerugian arrester sangat dipengaruhi factor

Tegangan Uji.

Rangkaian Uji.LA terdiri satu unit dan dua unit.

Mode Uji

Terminal dibuka

LA terdiri dari 3 unit.

LA terdiri dari 5 unit

Analisa hasil ukur dissipasi factor LA.

VI. CAPACITOR* (sesuai kemampuan alat uji)

Tujuan

Capasitor yang maksud adalah kapasitor yang berfungsi sebagai pembagi tegangan (voltage divider) terpasang pada CVT (capacitor Voltage Transformer). Mempunyai pencabangan sehingga terbagi 2 (dua) unit capacitor yaitu C1 dan C2. Sebagai pembagi tegangan maka bila berubah nilai capasitansi maka akan terjadi stress tegangan yang cukup sehingga mengalir arus bocor yang besar maka terjadi panas dan kenaikan tekanan didalam kapasitor dan akhirnya pecah dan rusak yg tdk dapat diperbaiki kembali.CVT mempunyai fungsi ganda yaitu sebagai penurun tegangan (untuk pengkuran) dan sebagai modulator injeksi frekwensi komunikasi ke SUTT yang berfungsi sebagai transmisi audio dan data (PLC / Power Line Carrier) diberi tanda ‘CAR’ dan untuk tegangan diberi tanda ‘POT’.

Rangkaian pengukuran.

Melepas konektor pada terminal CVT dan rangkaian sisi sekunder (rekomemdasi) melepas terminal C2 ( CVT yg terminal C2 ada diluar), membersihkan isolator, melepas zekering (fuse) pada rangkaian sekunder. Perhatian khusu saklar yang ada sebagai fasilitas untuk dapat mengukur capasitansi semua bagian dari capacitor dan trafo tegangannya.Nilai capasitor biasanya berkisar antara 4000 pF s/d 7600 pF dengan prosen kesalahan nilai dari -5% - +10% tergantung dari jenis, tipe dan pabrikan. Jika terjadi hasil pengukuran ternyata melebih batasan prosen kesalahan dari jenis dan tipe CVT, berarti telah terjadi perubahan kapasitas CVT yang menjelaskan kondisinya sudah rusak dan CVT harus diganti.

Prosedur Pengujian.1. melepas koneksi ke jaringan.2. Jika tidak dilengkapi dengan PMS line, maka terminal atas di ketanahkan.3. Tutup saklar tanah S1 dan S2 yang terletak pada rumah (base box) CVT.4. Buka koneksi terminal ‘CARrier’ dan ‘POTential’ yang di terminal boks

sekunder. Dapat juga terminal ‘CARrier’ dan ‘POTential’ disambung bersama, atau terminal ‘POTential’ di ambangkan jika terminal ‘CARrier’ tersambung dan peralatan pembawa frekwensi ‘carrier equipment’. Jika “CARrier” di ground maka CVT hanya digunakan sebagai trafo tegangan saja.

untuk instalasi multi-unit, unit individual harus discharge dulu setiap unit secara terpisah sebelum koneksi pengujian adalah membuat.

5. Lepaskan koneksi ke terminal dari kapasitor sebagaimana diperlukan.6. Meneruskan koneksi pengujian dan ukur sebagai mana diuraikan di bawah. 7. Unit dengan terminal POTential dapat diakses adalah secara umum ditandai oleh

satu terminal terbuka diisi basebox.

Test Number 1

Mode test dengan tegangan uji 10 kV.

Dalam beberapa peristiwa mungkin saja lebih menyenangkan untuk memutuskan terminal (setelah ditanahkan) dari instalasi unit-tunggal. Di/dalam contoh (instance) itu, test mungkin saja dibuat sebagai berikut:

* Tegangan pengujian tidak ke melebihi tegangan terminal Auxiliary Capacitor. Jangan melebihi dari 2kV untuk CAR, kecuali jika diketahui rating tegangan lebih tinggi. Terminal POT adalah biasanya menilai 5kV atau di atas. Bagaimanapun, jika dengan ragu-ragu, berkonsultasi instruksi pabrikan membukukan penutup jenis spesifikkasi CVT.** Test 3 dan 3A adalah satu “alternatif” test adalah yang diperlukan hanya jika itu diinginkan untuk memperoleh kapasitansi dari kombinasi seri ini untuk menyamakan dengan satu nilai papan nama.

Analysis hasil pengukuran CVT.Faktor daya dari isolasi dan kapasitansi satu unit baru harus dapat dibandingkan dengan nilai papan nama, ketika ini adalah diberikan, atau ke untuk nilai kapasitansi unit lain dari pabrikan sama, jenis, dan rating. Unit dengan faktor daya dan/atau kapasitansi yang adalah yang manapun, baik lebih tinggi dari normal atau telah berubah secara signifikan dibandingkan hasil test sebelumnya harus dibebaskan dari operasi baik hasil uji rutin atau emergensi/segera, tergantung atas/ketika nilai memperoleh.Persen batas faktor daya tergantung pada bahan digunakan didalam konstruksi dari kapasitor. Kertas atau minyak yangtelah tua dari type kapasitor mempunyai faktor daya sebasar 0.25% ketika baru. Unit dengan faktor daya di atas 0.5% harus dibebaskan dari operasi (satu perkecualian menjadi beberapa General Electric lebih tua Company dengan Type tegangan operasi 46 kV C2 dan kapasitor C3 yang mungkin mempunyai “normal” faktor daya isolasinya di sekitar 2% ke/pada 3.5%). Kertas Lebih baruseperti kertas perak dengan jenis fluida sintetis mempunyai faktor daya urutan 0.1% ketika baru. Unit dari konstruksi baru ini dengan faktor daya di atas 0.2% harus menghubungi pabrikan untuk diskusi. Satu peningkatan dari nilai kapasitansi beberapa persen adalah satu indikasi dari kapasitor telah terjadi short-circuited pada isolasi, sehingga memerlukan bahwa unit harus dibebaskan dari operasi.

VII. Trafo Tegangan.

Combine CT-PT.

VIII. Pemutus Tenaga.

IV. KesimpulanDari pembahasan diatas maka dapat disimpulkan :

1. Pengujian tangen delta dapat digunakan untuk mengetahui proses pemburukan isolasi.

2. Untuk mengetahui terjadinya kerusakan mekanik pada bushing (retakan) dapat dilakukan pengujian hot collar.

3. Tangen delta negatif karena adanya jalur bocor dari isolasi keground. 4. Kebocoran ini dapat disebabkan kesalahan prosedur, kontaminasi pada isolasi atau

pemburukan isolasi.IV. Pustaka

1. Tim penyusun buku O&M Trafo, Panduan pemeliharaan trafo tenaga, 2003.2. Herpekik Hargono, Pengujian tangen delta bushing.3. Herpekik Hargono, Pengujian tangen delta trafo.4. Long Pong, Review negative power factor test result and case study analysis.

Doble engineering company. 20055. Tim penyusun IK, Instruksi kerja pengujian tangen delta dengan megger 2000.

2007