SUMBER TEGANGAN TINGGI ARUS AC

TEKNIK TEGANGAN TINGGI

Addo Suryo 062.13.027Andrew Jussac 062.13.029

Rio Afdhala 062.13.019Thesar Pramanda 062.13.033

78

CIRI CIRI TRANSFORMATOR UJI

• Perbandingan lilitan besar• Kapasitas kVA 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 OverVoltage)

• Konstruksi sedemikian sehingga gradien tegangan (dV/dt) seragam dan osilasi dapat diabaikan

KONSTRUKSI TRANSFORMATOR UJI

• Pengoperasian singkat tidak ada masalah pendinginan trafo

• Sistem Isolasi Minyak• Inti umumnya Core Type• Lilitan berbentuk (50-60 kV

- “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 kV) Untuk mendapatkan isolasi yang ekonomis dan gradien

tegangan yang seragam maka dililit cara Fortesque. Primer di dekat inti, lilitan sekunder menjauh membentuk kerucut.

• FischerGulungan primer dililitkan dekat inti, sedangkan gulungan

sekunder dililtkan berturut2 diluarnya sehingg tegang tertinggi yang terjauh dari inti.

(A) Fortesque (B) Fischer

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 Sekunder

Pada Transformator

(kV)

Kapasitas(kVA)

Frekuensi Resonansi

(Hertz)

Catatan

500 300 315255

Sebuah terminal dibumikan dengan 6 buah isolator gantung paralel

150 2 340220

Kedua terminal tidak dibumikanSebuah terminal dibumikan

77(P.T.) 0.2 1250750

Kedua terminal tidak dibumikanSebuah terminal dibumikan

40 4 1000 Edua terminal tidak dibumikan

Pengujian yang lengkap, meliputi kondisi :Pengujian ketahanan dalam udara

Pengujian ketahanan dalam minyak

Pengujian ketahanan tiap lapisan isolator

Pengujian lompatan (api) suasana kering

Pengujian lompatan (api) suasana basah

Pengujian kegagalan (breakdown)

POKOK-POKOK PENGUJIAN

Pokok pengujian umumnya diterapkan pada alat-alat konvensional :

1. Mesin2. Trafo3. Isolator4. Kawat dan Kabel5. Pemisah (DS - Disconnecting Switch)6. Dll.

Alat-alat khusus memerlukan pengujian khusus juga.

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 C3801 dan JEC Standard 106 Kondisi Standar adalah:• Tekanan Barometer : 760 mm Hg (1013 mbar)• Suhu Keliling : 20 C• Kelembaban Mutlak : 11 gram/m3

PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI AC

TRAFO CASCADE

• Alasan : Tegangan Maksimum ekonomis adalah 1600 kV• 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)

TRAFO CASCADE

TRAFO CASCADE (2)

13

V

13

V

V

23

V

T 3Iso las i

T 2T 1

23

V

Untuk 3 tingkat :- Trafo I : Daya 300% - Trafo II: Daya 200%- Trafo III: Daya 100 %

• Faktor Isolasi Isolasi yg dibutuhkan lebih rendah dan murah

• Faktor Pemeliharaan Jika terjadi kerusakan, masih ada backup

• Fleksibilitas Memungkinkan memvariasi tegangan

• Faktor Mobilitas Mudah dipindahkan

• Faktor rugi-rugi koronaKorona pada trafo yang lebih besar, memiliki rugi yang lebih

besar

KENAPA CASCADE?

KONFIGURASI CASCADE

• Pemilihan kapasitas ditentukan oleh alat yang hendak diuji dan besar tegangan uji yang diperlukan

• Kekuatan isolasi suatu bahan berbanding lurus dengan nilai kapasitansi dari bahan tersebut

MENENTUKAN KAPASITAS TRAFO UJI

Berdasarkan rumus daya, maka :

MENENTUKAN BESAR TEGANGAN UJI

ALAT PENGUJI DAN SIRKUIT PENGUJIAN

• Trafo Uji (400V – 100kV; 20 kVA, 30 menit)Terdapat kumparan tersier pengukuran 100 V

• Induction Voltage Regulator 220 V, 20 kVA

• Pemutus Beban• Tahanan Pelindung

tahanan : 1 /Volt (100 kV 100 k) jarak : 0.7 – 1.1 cm/kV (100kV 1 meter)

V 1

SPES

MEN

YANG

DIU

JI

RG U LU N G A NT E R S IE R

P .T .60/0 ,1 K vK E LA S 0 ,2

V 2S E LA B O LA

T R A F OP E N G U JIA N0,4 /100 K v 20 K v a

P E M U T U S A NB E B A N

R O T O R S T A T O R

I. V . R

V 3

Gambar-8 (a)

ALAT PENGUJI DAN SIRKUIT PENGUJIAN

A

V

C

I V

V

C

V

C s

V

C

VC s

V

C O

..................C

CCC v V

..........................C

CC v V

...............................πfC2I V

oS

S

V : tegangan yang diukur oleh (static) Voltmeter

CS : Kapasitasi dari voltmeter harganya berubah bila penunjukan meter berubah

Gambar-9

(a) (b) (c)

Pers. 10

Pers. 11

Pers. 9

PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI BOLAK BALIK

1. Pembagi Kapasitor

2. Pembagi Tahanan

• Konstruksi : Seperti Pembagi Kapasitor• Kelemahan :

o Punya batas kemapuan membawa aruso Mempunyai kapasitansi sasar (stray cap)o Mempunyai induktansi sasar (stray ind)

(Perlu dipertimbangkan pada frekuensi tertentu)

• v=V(R1/(R1+R2))3. Voltmeter Elektrostatik

• Voltmeter yang lazim dipakai untuk pengukuran Tegangan Tinggi

• Prinsip : Kapasitor Plat sejajar, 1 tetap dan 1 bergerak.

Voltmeter Elektrostatik

V 1

V 2

P la t te tap

P la t be rgerak

F

....

2V2 V1A V2 V1 C

21 W

22

εo

.......A Co

meter.....Newton dQdC V 1/2

dQdWT

.....AF105 x 4,745

A 2F VVV

2)V(VA

d1dWF

2

21

2

221

εo

εo

Gambar-10

Pers. 12

Pers. 13

Pers. 15

Pers. 14

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 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 Lb C

Tr

Rn Ln Cn

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

T a li p enggan tung

E lektroda (p la t)be rge rak 1 - 3 m m

E lektroda (p la t) te tapC incin pen jaga(guard ring )

E lek trodabergerak

E lektroda te tap

O

M

Gambar-11

Gambar-12

d. Voltmeter puncak

V

P enyearahC1

C1 C

2

~V

IKHTISAR PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI AC

Alat yang dipakai Cara Pengukuran Gambar Rumus

Sela – bola Langsung V2 pada Gbr. 8 (a)

Voltmeter

langsung Dengan voltmeter elektrostatik

Gbr. 10

Gbr. 11

Tidak langsung

Dengan trafo V1 pada Gbr. 8 (a)

Dengan P.T. V3 pada Gbr. 8

Dengan pembagi C Gbr. 9 (b) dan (c)Pers. 10Pers. 11

Dengan pembagi R -

Ampermeter Tidak langsung Dengan pembagi C Gbr. 9 Pers. 9

Unknown. (21 Maret 2016). TEKNIK TEGANGAN TINGGI [online]. Akses :

http://bennyelektro-rooms.blogspot.co.id/2014/04/materi-teknik- tegangan-tinggi.html (URL)• Unknown. (21 Maret 2016). PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI

[online]. Akses : http://lazuardiinggil.blogspot.co.id/2013/10/pembangkitan-tegangan-tinggi-dc-hvdc.html (URL)• Unknown. (21 Maret 2016). TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN

DENGAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK [online]. Akses : https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0ahUKEwitgMrw6fTLAhVXB44KHQgNCNIQFggsMAI&url=http%3A%2F%2Ffaculty.petra.ac.id%2Fsteph%2FGMT8.ppt&usg=AFQjCNHP6yhfOnw_Z6HS4zmx1GPKkmahPw&bvm=bv.118443451,d.c2E&cad=rja (URL)

DAFTAR PUSTAKA