Belitan Tersier Pada Transformator Daya

Bahas tersier trafo dong, baik di 150/20 kV atau IBT. Kenapa ada delta diantara star-star?

Ragiel Slamed, GI Lumajang

Untuk memahami kenapa pada trafo daya terdapat belitan tersier dan bagaimana prinsip kerjanya, kita harus paham dulu mengenai konfigurasi star-star pada trafo.

Konfigurasi star-star merupakan salah satu konfigurasi koneksi belitan antara sisi primer dengan sisi sekunder yang paling sering dijumpai pada trafo daya tiga fasa. Hal tersebut dikarenakan konfigurasi star-star memiliki keunggulan diantaranya, sirkuit primer dan sekunder tidak terjadi pergeseran phasa. Ini merupakan fitur penting pada trafo untuk sistem interkoneksi pada trafo IBT dan juga pada trafo distribusi yang menghubungkan dua jaringan. Kelebihan lainnya yang sudah umum diketahui adalah adanya fasilitas titik netral yang berfungsi sebagai grounding dan juga untuk supply transient atau arus sementara beban tidak seimbang dari sisi sekunder.

Ada kelebihan, pasti juga ada kekurangan. Nah, pada trafo dengan konfigurasi star-star juga memiliki kekurangan yang cukup kritikal. Pada kondisi beban seimbang, jumlah vektor arus pada setiap fasa akan nol di titik netral. Akan menjadi masalah jika trafo dibebani dengan beban tidak seimbang dan beban non linier. Beban non linier ini merupakan beban yang berupa rangkaian elektronika daya dan beban penyearah atau rectifier. Apabila trafo dibebani dengan kondisi seperti itu maka akan menyebabkan munculnya gelombang harmonisa ke-3 yang mengalir melalui belitan inti trafo.

Apa itu harmonisa?

Harmonisa merupakan suatu komponen gelombang dengan frekuensi sebesar kelipatan dari frekuensi dasar yang dalah kasus ini adalah frekuensi 50 Hz. Seperti yang kita singgung di paragraf atas, kemunculan harmonisa pada power system salah satunya dipicu oleh sejumlah besar beban perangkat elektronika, penggunaan komponen solid state untuk konverter AC-DC dan penggunaan rectifier skala besar. Beban non linier tersebut akan menghasilkan arus dalam bentuk pulsa pendek den termodulasi dengan gelombang sinusiodail 50 Hz dari sistem tenaga listrik.

Pembebanan yang menghasilkan harmonisa akan menyebabkan distorsi pada gelombang dasar karena gelombang harmonisa akan termodulasi dengan gelombang fasa 50 Hz seperti yang ditampilkan pada gambar di atas.

Apa efek gelombang harmonisa?

Efek dari gelombang harmisa pada sisis beban akan berdampak buruk pada setiap perangkat yang membutuhkan kehalusan bentuk gelombang supply seperti motor listrik. Bisa motor listrik terpengaruh oleh harmonisa, maka dapat menyebabkan overheat pada motor sehingga memicu kerusakan insulasi dan kerusakan pada kumparan motor.

Sementara pada trafo daya itu sendiri, efek dari harmonisa dapat menyebabkan losses yang tinggi pada belitan utama dan pada core besi sehingga memicu overheating dan memicu percepatan degradasi pada sistem insulasi trafo dan berujung pada trafo break down.

Belitan tersier

Pada trado yang terkoneksi secara star-star, belitan primer dengan belitan sekunder terhubung secara floating melalui titik netral dan terminasi bushing sehingga saat netral menyuplai arus pada kondisi beban tidak seimbang maka akan menyebabkan belitan utama menjadi tidak stabil ditambah pada kondisi beban non linier, terjadi propagasi harmonisa pada belitan utama.

Untuk mengatasi hal tersebut, ditambahkan belitan ke tiga diantara belitan star primer dengan sekunder yang disebut belitan tersier. Belitan tersier memiliki fungsi untuk menyediakan jalur sirkulasi harmonisa pada belitan utama trafo.

Dengan penambahan belitan tersier ini juga dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan di koneksi netral star-star saat kondisi beban tidak seimbang.

Demikian penjelasan singkat mengenai belitan tersier pada trafo daya. Semoga bermanfaat. Sekali lagi, apabila ada penjelasan yang kurang tepat atau keliru atau barangkali ada yang mau didiskusikan bisa ditulis di kolom komentar atau bisa juga kirim ke email saya yang ada di page contact.

Special thanks to Mas Ragiel buat pertanyaannya.

Referensi

• IEEE Guide for the Application of Tertiaty and Stabilizing Windings in Power Transformer. IEEE Power and Energy Society. 2017
• Wye/Wye Transformers & Tertiary Windings. Pacific Crest Transformers. 2013
• Electrical Engineer\’s Reference\’ Book-D.J Allan. Elsevier Science. 2002