Pembangkitan Dan Pengukuran Tegangan Tinggi Bolak-Balik

pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi bolak-balik MUKHLISAH YUNUS 23215005

Parameter karakteristik tegangan tinggi bolak-balik

Bentuk u(t) untuk tegangan tinggi bolak – balik sering menyimpang dari bentuk sinus Dalam teknik tegangan tinggi : Nilai puncak  dan nilai efektif Uef

Untuk pengujian tegangan tinggi

didefinisikan sebgai tegangan uji Untuk sinusoidal murni = Urms

Rangkaian-rangkaian trafo uji Trafo Uji: Perbandingan belitan trafo jauh lebih besar dari trafo daya kVA kecil Tegangan tinggi bolak balik  salah satu belitan ujung tegangan tinggi trafo dibumikan Tegangan tinggi searah dan pulsa  belitan trafo tidak dibumikan

Rangkaian-rangkaian trafo uji Terpaan elektrik pada isolasi

Gambar 1. Rangkaian trafo uji satu tingkat a) Terisolasi pada satu kutub b) terisolasi dua kutub H = belitan tegangan tinggi F = inti besi E = belitan eksitasi

Rangkaian-rangkaian trafo uji  Dengan pertimbangan teknis dan ekonomis maka digunakan:  Kaskade: beberapa trafo dengan menghubungkan belitan

tegangan tinggi secara seri

Gambar 2. Kaskade trafo uji tiga tingkat Belitan eksitasi E dari tingkat yang lebih tinggi disulang oleh belitan gandeng K

Konstruksi trafo uji Untuk trafo uji dengan tegangan 100 kV

banyak menggunakan isolasi resin epoksi Untuk trafo uji dengan tegangan di atas 100 kV menggunakan minyak sebagai isolasi dan balok pemisah Trafo uji dibuat menyerupai trafo daya agar memudahkan pendinginan isolasi Umumnya isolasi yang digunakan adalah isolasi minyak dan kertas yang diresapi minyak

Konstruksi trafo uji

 Belitan tegangan tinggi tertanam dalam resin

epoksi

Konstruksi trafo uji

 Bentuk trafo uji dengan isolasi

minyak:

Belitan jenis tegangan 1.Konstruksi tangki 

a) Desain tangki b) selubung isolasi Gambar Trafo uji isolasi minyak

tinggi jenis mantel Konstruksi

2. Beltan tegangan rendah 3. Inti besi 4. Alas 5. Jepitan tegangan tinggi 6. Bushing 7. Tangki logam 8. Selubung isolasi

Konstruksi trafo uji Konstruksi jenis tangki

Konstruksi jenis mantel  Bagian aktif ditempatkan dalam tabung

isolasi  Bagian aktif (inti dan kumparan)

ditempatkan dalam wadah logam  memperbaiki proses pendinginan  Kerugian: penggunaan bushing

yang besar dan mahal untuk tegangan kerja yang tinggi

 Kekurangan: Menggunakan banyak

minyak  memperlambat proses pendinginan  Mampu membuang sedikit panas 

diperlukan sirkulasi pendingin dan perangkat penukar panas untuk kapasitas beban besar  Kelebihan: tidak menggunakan bushing  Elektroda tegangan tinggi dengan

radius kelengkungan besar mudah dipasang

Konstruksi trafo uji

Kaskade 2 tingkat: •Inti bersama (F) lebih aktif •Tegangan-tegangan keluaran dengan membumikan terminal tegangan tinggi

Kinerja trafo uji Trafo uji (terutama bentuk kaskade) dapat

mewakili suatu jaringan yang dapat berisolasi

Rk + jωLk : Impedansi hubung singkat C = Ci +Ca : Kapasitansi total U1 : tegangan sekunder yang dihasilkan oleh *berlaku juga untuk susunan transformasi tegangan primer kaskade

Pembangkitan tegangan tinggi dengan rangkaian resonansi Resonansi seri pada trafo uji dengan beban

kapasitif dapat meningkatkan tegangan pada sisi sekunder Proses tersebut dapat digunakan untuk membangkitkan tegangan uji bolak –balik Rangkaian resonansi sangat sesuai terutama untuk beban kapasitif yang besar misalnya kabel tegangan tinggi Kelebihan rangkaian resonansi seri adalah tegangan keluaran hampir sinusoidal dan, Kompensasi daya reaktif dapat terpenuhi

Pengukuran tegangan puncak dengan sela bola

•Jika tegangan yang diharapkan melebihi tegangan tembus statis  sela percik akan tembus (μs) •Puncak tegangan jaringan dapat dianggap konstan  •Tegangan tembus gas selalu terjadi pada puncak tegangan bolak balik frekuensi rendah

Pengukuran tegangan puncak dengan sela bola Sela bola jarang digunakan untuk mengukur tegangan di atas 1 MV karena memerlukan ruangan yang luas serta mahal

Pengukuran tegangan puncak menggunakan kapasitor ukur

I  u(t)  mengalir melalui kapasitor tegangan tinggi C  menuju bumi melalui dua penyearah V1 dan V2 yang

Pengukuran nilai puncak dengan pembagi tegangan kapasitif

Cm (kapasitor ukur) dimuati hingga bertegangan  nilai puncak dari u(t) Resistor Rm membuang muatan Cm mengatasi penurunan tegangan yang diharapkan

Pengukuran nilai puncak dengan pembagi tegangan kapasitif  Beberapa rangkaian penyearah untuk

mengukur puncak tegangan tinggi bolak balik telah banyak dikembangkan.  Lebih menguntungkan dari metode ChubbFortesque karena nilai terukur tidak tergantung pada frekuensi  Pengukuran dengan banyak puncak tegangan dalam setiap setengah periode diperbolehkan

Pengukuran nilai efektif dengan meter-Volt elektrostatik Medan listrik menghasilkan gaya F(t)  mempersempit

sela elektroda s. Gaya tarik dapat dihitung dari perubahan energi medan listrik:

Nilai gaya rata-rata F hubungan linier antara F dan nilai

efektif kuadrat dari tegangan

Pengukuran nilai efektif dengan meter-Volt elektrostatik

Gambar Meter- Volt Elektrostatik a) Dengan pengukuran elektrode (Hueter) b) dengan pengukuran segmen elektroda (Strake dan Schroder)

Ciri: 1. Resistansi dalam sangat tinggi 2. Kapasitansi sangat kecil sesuai untuk mengukur tegangan tinggi secara langsung dengan frekuensi

Pengukuran dengan trafo tegangan  Mengukur nilai sesaat tegangan tinggi bolakbalik secara teliti Mengukur besar tegangan terhadap bumi Jarang Gambar Rangkaian dasar trafo tegangan digunakan untuk a) Trafo tegangan induktif b) trafo tegangan penggunaan kapasitif 1 = Belitan primer •Trafo induktif  Mahal diatas 100 kV di 2 = Belitan sekunder •Trafo kapasitif  beban kapasitif besar dalam 3 = Inti besi terhadap sumber tegangan laboratorium C1, C2 = Kapasitor pembagi L = induktor resonansi W = trafo penyesuai

•Trafo teganga induktif dan kapasitif  untuk pengukuran tegangan menengah yang sangat teliti di dalam laboratorium

TERIMA KASIH