SISTEM PENDINGINAN TRANSFORMATOR

Pendahuluan

    Pada saat transformator dibebani, maka akan timbul panas akibat rugi-rugi pada inti transformator (rugi-rugi besi) dan rugi-rugi pada kumparan transformator (rugi-rugi tembaga). Apabila panas yang dihasilkan terlalu tinggi, maka dapat mengakibatkan kerusakan pada isolasi transformator (isolasi kertas) maupun kerusakan pada isolasi antar laminasi inti besi. Oleh karena itu, pembebanan transformator dibatasi oleh temperatur operasinya. Untuk mengurangi panas akibat rugi-rugi tersebut maka trafo dilengkapi dengan sistem pendingin

Jenis Sintem Pendingin

    Transformator dapat di bedakan berdasarkan sistem pendinginnya. sintem pendingin sendiri dapat dibedakan berdasarkan media pendingin serta mekanisme sirkulasi media pendinginnya. Menurut standard IEC 60076 – 2, pengkodean sistem pendinginan untuk transformator minyak (liquid-immersed transformer) terdiri dari empat huruf, yang dijelaskan sebagai berikut:

Huruf pertama: media pendingin internal, yang kontak langsung dengan kumparan:

 O         : mineral oil atau cairan isolasi sintetik dengan fire point ≤ 300 ^oC;

 K         : cairan isolasi dengan fire point ≥ 300 ^oC;

 L         : cairan isolasi dengan fire point yang tidak terukur.

Huruf kedua: mekanisme sirkulasi untuk media pendingin internal:

N         : aliran thermosiphon alamiah (natural) melalui peralatan pendingin dan didalam winding;

F          : sirkulasi paksa (forced) pada peralatan pendingin, aliran thermosiphon didalam winding;

D         : aliran paksa melalui peralatan pendingin, diarahkan (directed) dari peralatan pendingin ke                        sumber panas (minimal kumparan utama).

Huruf ketiga: media pendingin eksternal:

 A         : udara (air);

W        : air (water).

Huruf keempat: mekanisme sirkulasi untuk media pendingin eksternal:

N         : konveksi alamiah (natural);

F         : sirkulasi paksa (forced), dengan fan atau pompa.

sebagai contoh apabila transformator minyak di dinginkan dengan fan (kipas) dan minyak transformator mengalir secara natural melalui radiator maka kodenya adalah ONAF (Oil Natural Air Force).

Untuk transformator kering (dry type transformer), menurut standard IEC 60726, pendinginan transformator dibagi sebagai berikut:

Media pendingin;

A         : udara (air);

G         : Gas, misalnya nitrogen.

Mekanisme sirkulasi media pendingin;

N         : alamiah (natural);

F          : paksa (forced).

    Apabila transformator tidak tertutup rapat, maka kodenya hanya menggunakan dua huruf. Sedangkan bila tertutup maka kodenya sama seperti pada transformator minyak, dua huruf pertama untuk media pendingin dan mekanisme sirkulasi pada bagian internal dan dua huruf berikutnya untuk media pendingin dan mekanisme sirkulasi bagian eksternal transformator.        

Contohnya, system pendinginan pada suatu transformator yang tidak tertutup / tidak didalam enclosure, atau dalam enclosure udara dapat masuk bersirkulasi masuk kedalam secara alamiah (natural), maka kodenya adalah AN.

Contoh lain, apabila transformator tertutup rapat dalam enclosure dan diisi dengan nitrogen yang bersirkulasi natural, dan bagian luarnya di dinginkan lagi dengan udara yang dalirkan dengan fan, maka kodenya adalah GNAF (Gas Natural Air Force)

Komponen Sistem Pendingin

    Radiator

Berupa Sirip-sirip bergelombang dan di lalui munyak transformator, yang berfungsi untuk memperluas permukaan kontak dengan udara sehingga dapat bisa lebih cepat pelepasan panas secara alami dan cepat. Pada transformator minyak dengan sirkulasi minyak natural, minyak panas akan bergerak ke bagian atas transformator. Minyak tersebut kemudian masuk ke radiator, dan di dalam radiator minyak akan didinginkan baik secara alamiah maupun secara paksa dengan menggunakan fan. Minyak dari radiator kemudian turun ke bagian bawah radiator dan masuk lagi ke tangki transformator bagian bawah.

Pada transformator yang menggunakan air (water) sebagai pendingin bagian eksternal transformator, tidak menggunakan radiator tetapi menggunakan heat exchanger (penukar panas) khusus yang menggunakan sistem tube untuk memindahkan panas dari minyak ke air pendingin, air yang digunakan bukanlah air biasa namun telah melalui proses demineralisasi untuk mencegah adanya partikel2 yang tidak di inginkan atau dapat menyebabkan korosi pipa,sehingga air tersebut dapat digunakan 

Untuk menghindari masuknya air kedalam minyak transformator akibat kebocoran, tekanan minyak didalam heat exchanger dibuat lebih tinggi daripada tekanan air.

    Kipas Pendingin

Fan atau kipas pendingin pada radiator untuk mempercepat proses pendinginan minyak trafo di dalam radiator, kipas tersebut dapat di pasang secara horizontal maupun vertikal,fan menghembuskan udara dari bawah ke atas

    Pompa Sirkulasi

Pompa sirkulasi minyak transformator biasanya terletak di header bawah radiator. Pompa tersebut menyedot minyak dari radiator, kemudian minyak dialirkan ke bagian bawah tangki transformator. Dengan pompa tersebut pendinginan transformator bisa lebih cepatdan lebih efektif.

    Sistem Kontrol Pendingin

Pada transformator yang menggunakan pendinginan paksa (fan, pompa), biasanya dilengkapi dengan box sistem kontrol untuk mengatur operasi sistem pendingin tersebut.

Pada transformator yang memiliki sistem pendinginan bertingkat, misalnya ONAN/ONAF/OFAF, maka operasi dari fan dan pompa tidak secara bersamaan. Pada beban rendah, transformator beroperasi dengan ONAN, fan dan pompa tidak beroperasi. Ketika beban bertambah dan temperatur semakin tinggi, maka fan akan beroperasi. Dan apabila semakin tinggi lagi maka pompa minyak akan beroperasi. Fan dan pompa minyak tersebut beroperasi berdasarkan sensor temperatur kumparan transformator.

sistem pendingin dengan heat exchangeger

aliran minyak trafo