unit 7

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

UNIT 10: PENGUBAH KUASA

10.1 PENGENALAN
Pengubah merupakan alat static arus ulangalik yang digunakan untuk mengalih kuasa elektrik dari satu litar
ke litar yang lain dengan mengubah voltan dan arus tetapi tanpa mengubah frekuensinya.
Prinsip kerja pengubah ialah, kuasa boleh dipindahkan secara efektif melalui induksi magnetic dari satu
gelong lilitan kepada yang lain dengan daya magnetic yang dihasilkan oleh arus ulangalik. Apabila arus
ulangalik ini dihidupkan ke lilitan utama, arus yang mengalir pada satu arah dan kemudian sebaliknya.
Medan magnetic yang dihasilkan mengelilingi seluruh litar magnetic dan menghasilkan voltan ke litar utama
dan pendua kerana kedua-dua litar ini disambungkan dengan medan magnetic yang sama.
Voltan yang dihasilkan di satu lilitan di litar utama dan lilitan pendua adalah sama dan di arah yang sama.
Voltan yang dihasilkan di lilitan pendua adalah bergantung kepada voltan yang di masukkan pada lilitan
utama dan bilangan lilitan di lilitan pendua. Oleh kerana voltan di lilitan utama dan lilitan pendua berubah,
arus di lilitan pendua juga turut berubah.
Kuasa (VA) = Voltan x Arus

Unit 10 -1

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.2 IDEAL DAN PRAKTIKAL PENGUBAH KUASA

10.2.1 Nisbah Perubahan Bagi Alatubah (Transformer)

Kehilangan (losses) sesebuah alatubah tetap wujud dalam berbagai bentuk. Bagi maksud pengiraan nisbah
alatubah, kita menganggapkan alatubah tidak mengalami sebarang kehilangan atau alatubah yang unggul
iaitu bekalan 100% di belitan utama akan dipindahkan kebelitan sekunder dan seterusnya ke beban.

Ip Is Vp Voltan Primer
Vs Voltan Sekunder
Vp Ep
Np Np Belitan Primer

Es Vs Ns Belitan Sekunder
Ep d.g.e. Primer yang teraruh

Ns Es d.g.e. Sekunder yang teraruh

Ip Arus Primer

Is Arus Sekunder

RAJAH PENGGUNAAN SIMBOL PADA ALATUBAH

Persamaan dari keterangan di atas ialah Kuasa di belitan Primer (EP IP) = Kuasa di belitan
Sekunder (ES IS)

Nisbah lilitan primer = Voltan primer
Bilangan Lilitan primer

= VP
NP

Nisbah lilitan sekunder = Voltan sekunder
Bilangan Lilitan sekunder

= VS
NS

VP = VS
NP NS

VP = NP
VS NS

Unit 10 -2

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Contoh 1

Sebuah alatubah mempunyai sebanyak 480 lilitan pada primer dan 24 lilitan pada
sekunder.Berapakah nilai voltan terminal pada gelung kedua apabila gelung pertama
dibekalkan240 Volt

VP = NP
VS NS

VS = VP x NS
NP

= 240 x 24
480

= 12 Volt

Contoh 2

Sebuah alatubah mempunyai 1000 lilitan primer (NP) dan 250 lilitan sekunder (NS) disambungkan
ke bekalan 240V arus ulangalik. Kirakan voltan sekunder (VS) dan nilai voltan di setiap lilitan.

VP = NP
VS NS

VS = VP x NS
NP

= 240 x 250
1,000

= 60 Volt

Voltan di setiap lilitan = VP = 240 = 0.24V
NP 1,000

Atau

= VS = 60 = 0.24V
NS 250

Unit 10 -3

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Contoh 3
Sebuah alatubah mempunyai nisbah voltan pada 11,000 : 415 dengan lilitan sekunder 300 lilitan.
Kirakan bilangan lilitan primer (NP).

VP = NP
VS NS
NP = VP x NS

VS
= 11,000 x 300

415
= 7950 lilit

Jika tidak terdapat sebarang kehilangan kuasa dalam sebuah alatubah maka:
Kuasa Masuk = Kuasa Keluar

Jika kuasa tidak diambil kira :-
VP x IP = VS x IS

Apabila diubah dalam bentuk nisbah kita akan dapati :-

10.2.2 Kehilangan Dan Kecekapan Pengubah

Secara praktikalnya, tidak semua kuasa yang dibekalkan ke pengubah berjaya disalurkan ke beban.
Sebahagian daripada kuasa ini akan ‘hilang’ pada teras dan belitan-belitan pengubah. Bergantung kepada
penggunaan, kehilangan pada pengubah biasanya dalam lingkungan 1% hingga 5%.

Terdapat 3 jenis kehilangan (losses) yang biasa berlaku didalam pengubah iaitu:
(1) Kehilangan kuprum/tembaga, PCU(copper)
(2) Kehilangan arus pusar (eddy current)
(3) Kehilangan histerisis

Unit 10 -4

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Kehilangan kuprum/tembaga, PCU(copper)
Belitan utama dan sekunder pengubah dililit dengan menggunakan dawai kuprum. Kehilangan kuprum
adalah kehilangan kuasa yang berlaku didalam kedua-dua belitan ini. Dawai kuprum dipilih adalah kerana
ciri-cirinya yang mempunyai rintangan yang rendah. Kehilangan kuprum boleh dikira menggunakan formula:

Kehilangan kuprum, Pcu  I 2R(watt)
Dimana, R ialah rintangan dawai belitan.
Apabila pengubah tidak mempunyai beban: tiada sebarang arus yang akan mengalir didalam belitan
sekunder. Maka, jumlah arus yang mengalir dalam belitan utama juga adalah sangat kecil. Dengan itu,
kehilangan kuprum (I2R) akan menjadi terlalu kecil dan diabaikan.

Kehilangan arus pusar (eddy current)
Fluks magnet yang berubah-ubah didalam teras pengubah akan mengaruh voltan pada sebarang pengalir
yang berada dikawasan medan tersebut. Oleh kerana teras itu sendiri merupakan bahan pengalir, maka
fluks magnet barubah bukan sahaja mengaruh voltan didalam belitan pengubah, malah didalam teras juga.
Voltan yang teraruh didalam teras pengubah ini akan menyebabkan wujudkan arus yang berpusar didalam
teras tersebut. Arus ini dikenali sebagai arus pusar. Kehilangan kuasa berlaku disebabkan arus pusar ini dan
dikenali sebagai “Kehilangan arus pusar”.
Kehilangan arus pusar dapat dikurangkan dengan cara: meninggikan rintangan laluan yang dilalui oleh arus
pusar. Lihat rajah 5. Ini boleh dilakukan dengan membina teras yang berlapis-lapis dengan setiap lapisan
teras ditebatkan menggunakan lapisan varnis

Unit 10 -5

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Rajah: Arus Pusar
Kehilangan histerisis
Kehilangan histerisis berlaku akibat dari kesan kemagnetan baki. Kemagnetan baki adalah fenomena dimana
kemagnetan sesuatu bahan itu akan terus kekal walaupun sesudah daya kemagnetan dikeluarkan.
Setiap kali arus utama bertukar arah (ulang-alik), kekutuban teras pengubah akan menyongsang. Setiap kali
kekutuban teras pengubah menyongsang, sedikit tenaga akan digunakan. Tenaga ini digunakan untuk
‘memadam’ kemagnetan baki pada kekutuban teras bagi kitar yang seterusnya.
Kesan daripada itu, maka teras akan menjadi panas, seterusnya akan berlaku kehilangan. Kehilangan
histerisis ini akan berlaku pada setiap separuh kitar. Perubahan separuh kitar ke separuh kitar yang lain
memerlukan teras untuk memagnet semula dalam arah yang berlawanan.
Kehilangan histerisis dikurangkan dengan mengambil/memilih bahan teras yang mempunyai kesan histerisis
yang rendah. Biasanya, setiap bahan yang digunakan sebagai teras mempunyai spesifikasi tertentu
termasuklah kesan histerisis yang dimilikinya. Diantara bahan yang mempunyai kesan histerisi yang rendah
ialah keluli silikon.

Unit 10 -6

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.3 JENIS DAN BINAAN PENGUBAH

10.3.1 JENIS-JENIS ALATUBAH (TYPES OF TRANSFORMER)

1. Alatubah kuasa
Alat ubah yang berfungsi sebagai meningkat atau menurunkan voltan dimana gelung primer dan
gelung sekunder yang menentukannya. Pada umumnya alat ubah ini menurun kan voltan-voltan
dari kadar 132kV/66kV, 33kV/6.6kV, 33kV/11kV, 11kV/0.433kV dan
0.240kV/50V/30V/24V/12V/9V/8V dan 6V.

2. Alatubah arus
Alat ubah arus pula berfungsi semata-mata menurunkan arus untuk mengendalikan dan
menyukat arus yang akan ditunjukan oleh meter-meter serta memberi fungsi kepada alat-alat
pelindung seperti geganti-geganti earth fault, beban lampau dan sebagainya. Nisbah alatubah
pada bahagian primer berubah-berubah bergantung kepada beban yang terpasang manakala
pada bahagian sekunder adalan 5A. contoh-contoh nisbah alatubah arus yang biasa digunakan
seperti 400/5A, 800/5A, 1000/5A dan sebagainya.

3. Alatubah potensi
Alat ubah ini berfungsi sebaagai menurunkan voltan tetapi voltan yang diturunkan untuk
mengendalikan litar-litar atau mengukur voltan pada meter-meter papan suis voltan tinggi.
Biasanya voltan yang diturunkan sebanyak 11,000V/110V iaitu voltan kendalian jangka voltan
tinggi. Ianya mengandungi minyak seperti alat ubah kuasa penghantaran tidak seperti alat ubah
arus atau alat ubah kuasa voltan lebih rendah yang tidak direndamkan didalam minyak.

4. Alatubah auto
Alat ubah auto biasanya terdapat dan dijanakan untuk mengedalikan motor aruhan atau pada
mana-mana yang difikirkan perlu. Alat ubah ini bertindak sebagai mengurangkan voltan bagi starting
motor-motor aruhan elektrik dimana ia mengurangkan kepada 75 % dari voltan kendalian sebelum
ia berfungsi pada voltan penuh.

5. Booster
Booster sebenarnya bukanlah sebagai alat ubah tetapi ianya boleh dikategorikan sebagai alat
ubah yang mana ia berfungsi sebagai menstabilkan voltan atau sebagai voltage regulator dimana
ianya biasa digunakan pada tempat-tempat pendalaman yang menghadapi kejatuhan voltan rendah.
Booster dipasang di kawasan yang jauh dari pencawang pembahagian dan agak mustahil bagi
pembekal membina sebuah pencawang dimana jumlah pengguna yang tidak besar.

Unit 10 -7

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.3.2 BINAAN ALATUBAH (TRANSFORMER CONSTRUCTION)
Teras alatubah dibuat daripada besi (iron lamination). Setiap lapisan dicantum membentuk teras. Gelung-
gelung yang diperbuat dari dawai tembaga berpenebat dililit disekeliling teras tersebut.
Alatubah mempunyai litar biasa magnetic yang membuat pertalian antara gelung pertama dengan gelung
kedua . Pembinaan alatubah berdasarkan pada bagaimana teras dibuat mengikut gelung-gelung tembaga .
Terdapat dua jenis secara am teras alatubah iaitu:-

1. Jenis teras ( core type )
2. Jenis shell ( shell type )

ALATUBAH JENIS TERAS (CORE TYPE)

CORE-TYPE LAMINATIONS

Unit 10 -8

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

ALATUBAH JENIS SHELL
SHELL-TYPE LAMINATIONS

BINAAN TERAS BERLAMINA

Unit 10 -9

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

EDDY CURRENT YANG BERLAKU PADA DUA TERAS YANG BERBEZA

KEADAAN FLUX MENGALIR PADA TERAS YANG BERBEZA

KEADAAN BELITAN PRIMER DAN SEKUNDER PADA TERAS

Bagi pembinaan teras alatubah 3 fasa adalah sama dengan kebanyakan teras yang digunakan bagi alatubah
1 fasa. Alatubah 3 fasa boleh didapati dengan menggunakan 3 alatubah 1 fasa yang biasanya dibuat pada
satu teras dan dipasang 3 gelung primer dan 3 gelung sekunder di atas satu teras magnet .

Unit 10 -10

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

ALATUBAH TIGA FASA JENIS TERAS
ALATUBAH TIGA FASA JENIS SHELL

Unit 10 -11

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

KEDUDUKAN BELITAN PRIMER DAN SEKUNDER

BAHAGIAN BINAAN ALATUBAH

Unit 10 -12

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Terdapat juga jenis binaan berbentuk bulat dan ianya dipanggil jenis ‘ toroidal ‘

PENEBAT
LITAR SEKUNDER
TERAS PENEBAT
BINAAN ALATUBAH ARUS TOROIDAL

ALATUBAH ARUS TOROIDAL

BINAAN ALATUBAH ARUS TOROIDAL

Unit 10 -13

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.3.3 Komponen-Komponen Utama Yang Terdapat Pada Alatubah Kuasa
Apakah nama komponen asas Alatubah Kuasa?
berikut adalah komponen asas dan fungsi alatubah kuasa yang biasanya terdapat di sesebuah pencawang.
Walaupun tidak semua alatubah kuasa sama, tetapi bahagian-bahagian berikut adalah yang biasa terdapat
pada alatubah dan pembinaannya juga adalah berbeza.

Unit 10 -14

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

KOMPONEN ASAS ALATUBAH
1. Tangki Alatubah (Transformer Tank)

Bahagian yang memegang dan menutupi gelung alatubah dan menempatkan minyak yang
digunakan sebagai penyejuk dan penebat alatubah. Tangki alatubah bestilah diperbuat dari
bahan yang kedap udara bagi mengelakkan pencemaran dari atmosfera.
2. Sesendal Voltan Tinggi (High Voltage Bushing)
Terminal penamat bagi belitan voltan tinggi dan berfungsi sebagai penebat dari tangki
alatubah. Jarak sesendal (bushing) adalah bergantung kepada nilai voltan alatubah
tersebut.

3. Sesendal Voltan Rendah (Low Voltage Bushing)
Seperti sesendal voltan tinggi, adalah merupakan terminal penamat bagi belitan voltan
rendah dan berfungsi sebagai penebat dari tangki alatubah. Sesendal voltan rendah ini
mudah dibezakan kerana saiznya yang lebih kecil berbanding sesendal voltan tinggi.

Unit 10 -15

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

4. Sirip Penyejuk / Radiator (Cooling Fins / Radiator)
Dalam usaha alatubah melepaskan haba, minyak dan sirip penyejuk / radiator yang melekat
pada tangki alatubah digunakan bagi tujuan penyejukan. Suhu merupakan salah satu faktor
bagi keupayaan sesebuah alatubah. Oleh itu makenisma yang baik diperlukan dalam
sistem penyejukan untuk prestasi yang lebih baik dan kecekapan yang lebih tinggi.

5. Kipas Penyejuk (cooling fans)
Biasanya berada bersama sirip penyejukan. Kipas penyejukan digunakan samada dikawal
menggunakan masa atau mengawal suhu kepanasan gegelung atau minyak alatubah.
Kipas penyejukan juga membantu meningkatkan keupayaan alatubah ketika suhu alatubah
tersebut meningkat dan kipas penyejukan beroperasi secara otomatik.

6. Tangki Konservator (Conservator Tank)
Satu pemeliharaan sistem minyak di mana minyak dalam tangki utama adalah terhindar dari
atmosfera. Ia adalah ruang untuk menyimpan minyak. Ianya menentukan paras minyak
tangki utama. Tangki konservator memastikan tangki utama dipenuhi minyak dan juga
mengurangkan luas permukaan minyak bertemu dengan udara dan menyediakan ruang
untuk minyak mengembang apabila panas.

Unit 10 -16

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

7. Sistem Terminal Bumi (System Ground Terminal)
Sistem terminal bumi dalam alatubah kuasa biasanya diadakan apabila jenis sambungan
belitan pengubah mempunyai wye di dalamnya. Terminal ini boleh didapati dalam talian
dengan terminal utama pengubah.

8. Injap Pengering Minyak (Drain Valve)
Biasanya ditemui di bahagian bawah tangki pengubah. Ia merupakan saluran dimana
minyak dikeluarkan semasa menukar atau menggantikan minyak lama dengan minyak baru
.

Unit 10 -17

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

9. Dehydrating Breather
Didalam breather diisikan dengan gel silica ke paras tengah dan dibawahnya diisikan
dengan aliran alatubah. Breather bertugas sebagai system pernafasan alatubah . Apabila
minyak didalam tangki panas dan mengembang, udara dari alatubah akan keluar
melaluinya dan semasa minyak menyejuk, udara akan masuk melalui breather.
Gel silica didalam breather ialah untuk mengeringkan udara lembap yang melaluinya dan
masuk ke dalam alatubah. Begitu juga dengan kegunaan minyak iaitu berfungsi sebagai
medium yang menghalang udara yang mengandungi air dan habuk memasuki ke dalam
tangki utama alatubah. Warna gas silica gel akan bertukar dari biru ke merah samar
setelah beberapa lama digunakan kerana udara mengandungi lembapan. Penukaran warna
akan bermula daripada bahagian bawah ke atas .

Unit 10 -18

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

DEHYDRATING BREATHER
10. Suhu Minyak / Tolok Tekanan (Oil Temperature / Pressure gauges)

Alat untuk merunjukkan paras minyak di tangki konservator. Ruang berupa silinder yang diisi
dengan minyak alatubah dimana suhu minyak ditangki dapat diukur. Ia juga digunakan
untuk memantau ciri-ciri dalaman pengubah terutama belitan itu. Tolok ini membantu
mengetahui tahap suhu dan tekanan di dalam alatubah (minyak & belitan). Ia juga sebagai
penggera apabila tahap tertentu dicapai yang boleh menjadi berbahaya kepada belitan
pengubah.

11. Sesendal Alatubah Arus (Bushing Current Transformers)
Pembinaan alatubah moden hari ini, ia disertakan sekali dengan alatubah arus (current
transformer). Ini biasanya ditemui di sekitar terminal alatubah yang digunakan untuk tujuan
pemeteran (metering) dan geganti (relaying). Terminal bushing current transformer berada
di dalam panel kawalan yang berada pada alatubah.

Indoor current transformers bushing

12. Panel Kawalan (Control Panel)
Merupakan kotak kawalan terminal alatubah (transformer’s monitoring devices terminals)
dan peranti tambahan (auxiliary devices) temasuk terminal bushing current transformer dan
terminal cooling fan. Panel kawalan ini digunakan apabila bilik kawalan jauh diperlukan.

Unit 10 -19

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

13. Suis Penukar Tap (Tap Changer)
Suis Penukar Tap adalah alat yang dipasang pada alatubah kuasa bagi pengaturan voltan
keluaran ke tahap yang dikehendaki. Ini biasanya dicapai dengan menukar nisbah alatubah
pada sistem dengan mengubah bilangan lilitan di dalam alatubah. Adalah menjadi
kewajipan Pihak berkuasa bekalan kepada pelanggan untuk mengekalkan voltan bekalan
dengan had tertentu.
Suis Penukar Tap menawarkan kawalan yang berubah-ubah untuk menyimpan voltan
bekalan dalam had ini. Kira-kira 96% daripada semua transformer kuasa hari ini atas
10MVA menggabungkan di pengurup paip beban sebagai satu cara peraturan voltan.
Penukar tap ini biasanya dipasang pada belitan voltan tinggi dengan nilai piawai ± 2.5% & ±
5%. Meninggi ataupun merendahkan voltan yang keluar dari alatubah. Terdapat dua jenis
iaitu on load tap changer dan off load tap changer.

Unit 10 -20

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

ON LOAD TAP CHANGER

OFF LOAD TAP CHANGER 24kV 150A – 400A
14. Buchholz Relay

Buchholz relay adalah alat keselamatan yang dipasang pada alatubah kuasa yang
direndam minyak sebagai penebat dan penyejuk, dilengkapi dengan takungan minyak luar
dipanggil konservator. Buchholz relay digunakan sebagai peranti pelindung yang sensitif
kepada kesan kegagalan dielektrik.
Jika arka terbentuk, pengumpulan gas akan terhasil dengan banyak dan cepat. Minyak
akan mengalir dengan cepat ke konservator. Aliran minyak ini akan menyebabkan suis
beroperasi dimana suis tersebut terletak di laluan minyak yang mengalir ke konservator.
Suis ini biasanya beroperasi sebagai pemutus litar.

Unit 10 -21

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

RAJAH KEDUDUKAN BUCHHOLZ RELAY PADA ALATUBAH
Operasi Buchholz Relay boleh digerakkan tanpa apa-apa kesalahan dalam alatubah.
Sebagai contoh, apabila minyak ditambah ke dalam tangki alatubah, udara boleh
bercampur bersama-sama dengan minyak. Udara terkumpul di bawah penutup geganti dan
akan menyebabkan Buchholz Relay beroperasi dengan sendirinya. Oleh itu kunci
mekanikal dipasang dalam geganti supaya pergerakan suis raksa dapat dikawal apabila
minyak ditambah dalam alatubah. Kunci mekanikal juga membantu untuk mengelakkan
pergerakan yang tidak perlu semasa pengangkutan Buchholz Relay.
Apungan suis raksa yang lebih rendah juga akan menyebabkan Buchholz Relay beroperasi
dengan sendirinya bukan kerana kerosakan atau kesalahan pada bahagian dalam
alatubah.

PEMASANGAN BUCHHOLZ RELAY PADA ALATUBAH

Unit 10 -22

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

GAMBARAJAH DALAM BUCHHOLZ RELAY

10.3.4 Konsep Asas Transformer
1. Dry-Type Transformers:
• Vacuum Pressure Impregnated
• Vacuum Pressure Encapsulated
• Cast Resin Encapsulated
• Glass Fibre re-inforced Resin Encapsulated
2. Liquid/Oil Immersed Transformers:
• Hermetically Sealed (Sealed Type)
• Breathing Type

PENGUBAH JENIS BERISI MINYAK
Penebat jenis minyak / cecair mempunyai tebatan berkualiti tinggi dan digunakan untuk dua
tujuan:

 Menebat gegelung untuk membantu menghilangkan haba yang dihasilkan oleh rintangan belitan
dan arus pusar (eddy currents) dalam teras dan bahagian-bahagian lain daripada besi.

 Jika haba ini tidak dibuang pengubah akan beroperasi pada suhu yang terlalu tinggi, yang
seterusnya, akan merosakkan atau memusnahkan penebat pada gegelung.

Terdapat dua kumpulan utama minyak / cecair digunakan dalam pengubah, contohnya:
• Minyak Mineral
• Inhibited
• Un-inhitibed
• Nonflammable Liquids
• Synthetic Esters
• Silicon oil

Unit 10 -23

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Minyak mineral adalah penebat cecair bukan toksid. Ia digunakan dalam pelbagai jenis peralatan elektrik
voltan tinggi, seperti pemutus litar, suis dan transformer. Minyak mineral mesti disimpan di dalam bekas
kedap udara untuk mengelakkan pembetukan enapcemar. Enap cemar ini akan wujud di bahagian bawah
tangki dan melambatkan pemindahan haba semulajadi. Juga minyak mineral jika dibiarkan terdedah kepada
udara, ia akan kehilangan daya tebatan.

Unit 10 -24

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Rajah: Bahagian-bahagian transformer
10.4 AKSESORI ALAT PENGUBAH
10.4.1 Tolok Paras Minyak (Oil level guage)

Terletak pada tangki konserverter dan fungsinya sebagai penunjuk paras minyak didalam pengubah. Tolok
paras minyak yang paling mudah mengandungi cermin kecil yang bersekala dimana paras minyak boleh
dilitan dengan jelas. Bagi pengubah yang besar, sebuah pelampung kecil digunakan yang disambung untuk
menggerakkan sebuah rotor magnet daripada lengan penyambung dan giar. Magnet stator terletak
dibahagian luar satentang dengan rotor magnet serta terasing daripada tangki konserverter dengan plat
logan bukan magnet kedap udara dan minyak. Penunjuk diletakkan pada magnet stator bagi menunjukkan
paras minyak. Tolok paras minyak ini mempunyai satu suis mikro dimana apabila paras minyak jatuh kesifar,
suis akan tertutup serta membunyikan loceng amaran.
10.4.2 Tolok Suhu
Untuk melindungi pengubah daripada kesan suhu lampau disamping membenarkan nya beroperasi pada
beban maksima pada kadar suhu operasi yang selamat, kebanyakan pengubah dilengkapi dengan penunjuk
terma yang menunjukkan dengan jelas suhu operasi pengubah tersebut. Ianya terdiri daripada alat
jangkasuhu biasa untuk mengesan suhu minyak.
10.4.3 Tolok Suhu Minyak

Unit 10 -25

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Terdiri daripada bebuli alkohol yang direndam didalam minyak pengubah dan disambungkan kepada alat
penunjuk melalui tiub mudahlentur. Haba didalam minyak akan memanaskan alkohol saterusnya
memindahkan tekanan melalui tiub kepada alat penunjuk. Sasetengah tolok mempunyai dua penunjuk
untuk menunjukkan suhu maksima tercapai dan satu lagi penunjuk suhu biasa. Kadangkala dilengkapkan lagi
dengan suis mikro untuk menghidupkan kipas, pam atau membunyikan amaran.

10.4.4 Tolok Suhu Lilitan
Bagi memaparkan suhu lilitan pengubah, tolok Bourdon digunakan disambung melalui tiub kapilari kepada
alat penunjuk. Satu pengubah arus dipasangkan pada bahagian kemasukan bekalan pengubah kuasa.
Pengubah arus ini dapat mengaruhkan arus setara dengan arus primer. Arus ini kemudian nya dialirkan
melalui gelung pemanas menyelubungi alat pengesan suhu. Haba yang dihasilkan setara dengan haba yang
terhasil didalam lilitan pengubah kuasa.
10.4.5 Injap Pelepas Tekanan (Pressure relief valve)

Sebarang kerusakan besar yang terjadi didalam pengubah akan menghasilkan pemelowapan dan gas
bertekanan tinggi. Jika tekanan gas ini tidak dikeluarkan, kemusnahan yang lebih serius akan berlaku. Jadi
injap pelepas tekanan berfungsi untuk melepaskan tekanan tinggi gas yang terjadi supaya kerusakan yang
lebih serius dapat dielakkan.
10.4.6 Geganti Buchholz

Unit 10 -26

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Jika berlaku kerusakan pada pengubah, gelembung gas akan segera terhasil. Kadar pengeluaran gelembung
gas ini bergantung kepada tahap kerusakan yang terjadi.
Geganti Buchholz dipasang pada paip penyambung yang menghubungkan tangki utama dengan tangki
konserverter bagi mangesan gelembung gelembung gas yang terhasil. Geganti Buchholz mengandungi dua
elemen pengesan iaitu suis apung yang mengesan kejatuhan paras minyak pada dua takat yang berlainan.

Kerusakan kecil yang berlaku didalam pengubah akan menghasilkan gas gas yang timbul dipermukaan
daripada tangki utama ketangki konserverter. Gas gas tersebut akan terperangkap didalam ruang Buchholz,
paras minyak akan jatuh saterusnya suis apung dibahagian atas akan beroperasi membunyikan amaran yang
tersambung pada litar luar. Geganti Buchholz boleh beroperasi melalui salah satu daripada 3 perkara berikut
:
1. Udara masuk ketika mengisi minyak atau kegagalan mekanikal sistem minyak.
2. Gas terhasil ketika pecah tebatan minyak.
3. Gas terhasil oleh kemusnahan bahan tebatan.
Contoh gas boleh diambil untuk dianalisa bagi mengetahui tahap kerusakan yang berlaku didalam alat
pengubah. Gas yang dihasilkan ialah hiderogen, acetylene dan karbon monoksida pada kadar nisbah yang
menentukan tahap kerusakan yang terjadi iaitu :
1. Sekiranya gas yang terhasil ialah hiderogen dengan kandungan kurang daripada 2% karbon monoksida,

kerusakan yang terjadi hanya melibatkan minyak penebat.
2. Sekiranya gas yang terhasil ialah hiderogen dengan kandungan 20% karbon monoksida, kerusakan yang

terjadi melibatkan minyak dan bahan tebatan.
Sekiranya berlaku kerusakan yang lebih besar (serius) pada pengubah, pusuan gas akan terhasil kearah
tangki konserverter. Ini menyebabkan kedua dua suis akan beroperasi secara serentak membunyikan
amaran serta memutuskan bekalan masuk.

10.4.7 Kipas Penyejukan
Biasanya mengandungi 2 buah kipas yang dipasang secara langsung untuk menyejukkan sesabuah
pengubah.

10.4.8 Motor Pengepam Minyak

Unit 10 -27

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Bagi pengubah kuasa jenis OFAF atau OFAN, motor pam digunakan untuk mendapatkan pengaliran yang
lebih baik bagi minyak penyejukan. Pam tersebut beroperasi sepanjang masa sepanjang operasi alat
pengubah tersebut. Jika berlaku sebarang kerusakan pada motor, satu petunjuk yang dipasang akan
memberi tanda amaran.

10.5 PLAT NAMA PENGUBAH
Setiap alatubah mempunyai plat nama yang memaparkan spesifikasi model transformer untuk
operasi yang selamat dan untuk tujuan penyelenggaraan. Plat nama terdapat atau dilekatkan pada
bahagian badan transformer yang mudah dilihat dan tidak tersorok.
Maklumat asas yang ditunjukkan pada plat nama alatubah bergantung pada nilai KVA alatubah
seperti yang dinyatakan mengikut piawai (standard). Maklumat yang mengikut piawai biasanya
alatubah yang melebihi 500 kVA.
Ia menerangkan perkara-perkara yang tercatat pada plat nama alatubah kuasa seperti nama
pengeluar, nombor siri, tahun dibuat, kelas sistem penyejukan, nilai kVA, frekuensi, nilai voltan,
peratus galangan, berat dan sebagainya.

Unit 10 -28

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

CONTOH PLAT NAMA YANG TERDAPAT PADA ALATUBAH

Unit 10 -29

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

BEBERAPA CONTOH PLAT NAMA YANG TERDAPAT PADA ALATUBAH

Unit 10 -30

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

NAMEPLATE INFORMATION:
 Dry Type Transformer
 Class AA
 880KVA
 3 Phase
 60 Hertz
 150ºC Rise
 L.V. 208 (Delta) Primary, 10 KV BIL, 2443 Amps

 L.V. Tap 1 - 223 Volts
 L.V. Tap 2 - 208 Volts
 L.V. Tap 3 - 193 Volts
 H.V. 460Y/265 Secondary, 10 KV BIL, 1105 Amps
 Weight: 4700lbs.
 No.: A61425

Unit 10 -31

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Unit 10 -32

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Plat keterangan adalah penting bagi sesabuah Pengubah. Ianya menunjukkan dengan jelas spesifikasi
peralatan tersebut bagi tujuan operasi dan senggaraan supaya lebih selamat. Plat keterangan mengandungi

perkara perkara berikut :

i.. Kadar KVA iaitu kuasa maksima beban penuh yang dapat ditanggung oleh Pengubah
tersebut. Contohnya 1000KVA, 500KVA, 100KVA dll.

ii. Kadar Voltan iaitu kadar voltan masuk dan voltan keluar bagi sesuatu Pengubah.
Contohnya 11kV, 0.433kV.

iii. Kadar Arus Nilai arus yang mengalir melalui lilitan Pengubah.
iv. Frekuensi Saperti yang ditetapkan sama ada 50Hz atau 60Hz.

v. Fasa Sama ada sistem 3 fasa atau sistem 1 fasa.

vi. Lilitan Jenis lilitan sama ada Bintang atau Delta.

vii.Jenis Penyejukan Sistem penyejukan Pengubah sama ada semulajadi, tolakan atau keduanya.

viii.% Impedan Perbezaan diantara kadar voltan lilitan dan voltan terhasil pada sesuatu
beban dan faktor kuasa, voltan yang dibekal pada gelung satu lagi

(sekunder) pada nilai kadarnya.

ix. Kumpulan Vektor Dy11 (bagi Pengubah Pembahagian)

x. Berat teras Dinyatakan didalam kg atau metrik tan
xi. Berat minyak Didalam unit kg.

xii.Muatan minyak Didalam liter atau gelen.

xiii.Kenaikan suhu Perbezaan diantara suhu yang disukat dibahagian tertentu dengan suhu
maksima udara penyejukan.

xiv. Penukar tep Untuk mengubah tep Pengubah, 5 tep atau lebih.

Unit 10 -33

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.6 SISTEM PENYEJUKAN PENGUBAH KUASA

Kehilangan pada alatubah yang dibenarkan adalah sebanyak 1% daripada beban penuh. Kehilangan ini
adalah disebabkan haba suhu kepanasan pada belitan alatubah, teras dan minyak. Haba yang terhasil tadi
dapat disejukkan melalui tangki alatubah dan radiator ke atmosfera. Sistem penyejukan yang yang terdapat
pada alatubah membantu dalam mengekalkan kenaikan suhu dari pelbagai bahagian dalam had yang
dibenarkan.

Haba yang disebabkan kehilangan kuprum dan teras mestilah dikurangkan bagi menjaga jangka hayat dan
kecekapan pengubah. Oleh kerana pengubah tidak mempunyai bahagian berputar yang membolehkan
pengalir udaraan, ia sukar disejukkan berbanding mesin - mesin elektrik yang lain. Bagi alatubah yang kecil
(kurang dari 2KW) ia mungkin dapat disejukkan oleh udara biasa melalui permukaan luar pengubah. Tetapi
bagi pengubah besar cara ini tidak memadai. Cara tambahan lain perlu dilakukan agar haba itu dapat
dipindahkan luar daripada pengubah. Antaranya ialah dengan merendamkan alatubah itu ke dalam tangki
yang berisi minyak khas permukaan tangki ini mesti dibuat beralun atau mempunyai tiub – tiub tambahan.

Bagi pengubah melebihi 500KW kaedah penyejukkan tambahan di buat dengan menggunakan air yang
dialirkan ke dalam tangki khas. Sekiranya ketiadaan air, bagas udara boleh digunakan untuk menyejukkan
pengubah disamping minyak. Terdapat pengubah yang menggabungkan kesemua kaedah penyejukkan
tersebut.

Sekiranya sesuatu alatubah itu bertambah saiz dan meningkat nilai kuasanya, kehilangan akan meningkat
dengan lebih cepat. Oleh itu pam sebagai tekanan digunakan bagi membolehkan minyak berputar
(circulated). Kombinasi berbagai cara digunakan untuk sistem penyejukan alatubah seperti semulajadi
(natural), dipaksa (forced), udara (air) dan minyak.

KAEDAH PENYEJUKAN ALATUBAH

Perbezaan sistem penyejukan alatubah adalah seperti berikut;

Sistem penyejukan menggunakan udara;
- Jenis menggunakan udara semulajadi (Air natural Type A.N.)
- Jenis menggunakan tekanan udara (Air Forced type A.F.)

Sistem penyejukan menggunakan alatubah yang direndam ke dalam minyak
- Minyak semulajadi dan udara semulajadi (Oil Natural Air Natural Type O.N.A.N.)
- Minyak semulajadi dan udara menggunakan tekanan (Oil Natural Air Forced Type O.N.A.F.)
- Minyak menggunakan tekanan dan udara semulajadi (Oil Forced Air Natural Type O.F.A.N.)
- Minyak dan udara menggunakan tekanan (Oil Forced Air Forced Type O.F.A.F.)

Sistem penyejukan menggunakan air dan direndam ke dalam minyak
- Minyak semulajadi dan air menggunakan tekanan (Oil Natural Water Forced O.N.W.F.)
- Minyak dan air menggunakan tekanan (Oil Forced Water Forced O.F.W.F.)

Sistem penyejukan Oil Natural Air Natural Transformer (O.N.A.N.)

Sistem ini merupakan sistem penyejukan yang paling mudah dan digunakan secara meluas untuk alatubah
sehingga 30MVA. Sistem O.N.A.N adalah aliran semulajadi perolakan minyak panas dan sejuk digunakan
untuk penyejukan.

Dalam proses perolakan, minyak panas mengalir ke bahagian atas tangki alatubah dan minyak sejuk mengalir
ke ruang kosong. Minyak panas akan melepaskan haba ke udara sekeliling melalui sistem perolakan
semulajadi.

Minyak di dalam tangki alatubah akan terus beredar (circulate) selagi alatubah mendapat bekalan elektrik dan
disambung ke beban. Tambahan pemasangan tiub-tiub atau radiator yang disambung ke tangki alatubah
bertujuan proses penyejukan lebih cepat dan dikenali sebagai radiator alatubah.

Unit 10 -34

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

ARAH ALIRAN MINYAK DI DALAM ALATUBAH

TANGKI YANG DIPASANG DENGAN TIUB DAN RADIATOR
BAGI SISTEM PENYEJUKAN JENIS O.N.A.N.
Unit 10 -35

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

Sistem penyejukan Oil Natural Air Forced Transformer (O.N.A.F.)
Pelepasan haba boleh dipercepatkan dengan menggunakan aliran udara secara paksa. Kaedah ini
menggunakan kipas yang dipasang pada tiub atau radiator yang meniup terus dengan kencang ke arah tiub
atau radiator tersebut bagi tujuan penyejukan. Kipas ini dipasang bersama thermostat untuk beroperasi
secara automatik apabila alatubah tersebut bertenaga dimana ia akan menghasilkan kepanasan dari teras
dan belitan. Kepanasan ini juga berlaku disebabkan keadaan beban yang banyak dan suhu persekitaran yang
panas. Dalam kaedah ini minyak beredar dalam tangki secara olakan biasa.

RAJAH MENUNJUKKAN SISTEM PENYEJUKAN JENIS O.N.A.F.
Sistem penyejukan Oil Forced Air Forced Transformer (O.F.A.F.)
Alatubah yang melebihi 60MVA menggunakan gabungan dua kaedah ini iaitu tekanan minyak dan tekanan
udara. Sistem penyejukan O.N.A.F. tidak cukup untuk menghilangkan kepanasan yang disebabkan
kehilangan sebanyak 1% iaitu lebik kurang 0.6MW. Dalam sistem penyejukan O.F.A.F. minyak dipaksa untuk
mengedarkan dalam gelung tertutup tangki pengubah dengan cara menggunakan pam minyak. Dalam sistem
ini kadar haba dalam minyak dapat dihilangkan dengan cepat.
Kelebihan utama sistem ini adalah ia lebih padat dan memerlukan ruang yang lebih kecil. Penyejukan jenis ini
disediakan untuk alatubah yang berkuasa tinggi dan boleh didapati di pencawang dan di stesen janakuasa

Unit 10 -36

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

RAJAH MENUNJUKKAN SISTEM PENYEJUKAN JENIS O.F.A.F.
Sistem penyejukan Oil Forced Water Forced Transformer (O.F.W.F.)
Dalam kaedah ini, di dalam heat exchanger berlaku letupan air, letupan air digunakan untuk menyejukkan
minyak. Tekanan minyak disimpan lebih tinggi daripada air supaya minyak bercampur dengan air dalam kes
kebocoran. Tetapi di dalam tangki air tidak bercampur dengan minyak kerana mempunyai tiub berasingan.
Untuk kaedah ini, pengubah yang bersaiz lebih kecil adalah mencukupi kerana ia tidak perlu untuk
menggunakan tiub air di dalam tangki pengubah. Kaedah ini adalah sesuai bagi transformer mempunyai lebih
daripada 30 MVA. Kaedah ini digunakan untuk transformer di stesen hidroelektrik yang mempunyai bekalan
air yang besar.

RAJAH MENUNJUKKAN SISTEM PENYEJUKAN JENIS O.F.W.F.
Unit 10 -37

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.7 PEMERIKSAAN DAN PENGUJIAN PENGUBAH

10.7.1 Penyelenggaraan rutin bagi pengubah jenis berisi minyak.

Minyak

Iaitu dengan memeriksa sebarang kebocoran minyak yang terjadi pada gasket, radiator, tangki konserverter,
paip dan injap. Jika berlaku kebocoran, sekeru pengikat hendaklah diketatkan atau gantikan gasket.

(i) Kebanyakan pengubah agihan 11kV adalah tanpa alat penunjuk suhu. Sekiranya ada, pastikan suhu
normal operasi pengubah tidak melebihi 90C. Jika melebihi suhu operasi, pemeriksaan lanjut
hendaklah dilakukan.

(ii) Kebocoran pada suis tep hendaklah dimaklumkan untuk diperbaiki segera.
(iii) Jika menggunakan alat jangkasuhu untuk menyukat suhu pengubah, tempoh masa antara 5 hingga

10 minit diperlukan sabelum bacaan diambil.
(iv) Pastikan minyak didalam tangki konserverter berada pada paras maksima.
(v) Contoh minyak hendaklah diambil serta disukat menurut piawaian British. Kekuatan dielektrik

minyak hendaklah melepasi kadar pecah tebat 30kV. Kadar keasidan 0.5mg KOH setiap gram
minyak. Bagi kadar yang melebihi 1.00mg KOH per gram, minyak tersebut hendaklah digantikan
serta merta. Bagi kandungan asid diantara 0.5 – 1.00mg, ujian hendaklah dilakukan sekali lagi
selepas tempoh 3 bulan.

Sesendal (bushing) -Sesendal pengubah hendaklah diperiksa serta dibersihkan.

Pernafasan (breather)

(i) Ruang pernafasan pengubah biasanya diisikan dengan gel silika. Warna asalnya biru, jika telah
bertukar warna, hendaklah digantikan

(ii) Pastikan gasket dalam keadaan baik.
(iii) Minyak, jika ada, pastikan berada pada parasnya.

Tangki Konserverter

(i) Pastikan minyak pada paras maksima. Mengisi minyak hendaklah secara perlahan untuk
mengelakkan daripada terjadinya buih.

(ii) Bersihkan kaca tolok minyak.

Plat Keterangan - Dibersihkan dan disapu sedikit gris supaya tidak berkarat.

Mengecat - Dimana perlu, pengubah boleh dicatkan.

Pengubah Tep - Menyimpan rekod posisi bagi pengubah tep.

Unit 10 -38

MES 3113 ELECRICAL INDUSTRIAL INSTALLATIO 2

10.7.2 UJIAN ELEKTRIK

Ujian Penebatan dan Ujian Keterusan - Kedua dua ujian ini dilakukan sabelum dan selepas melakukan
penyelenggaraan.

Ujian Penebatan Minyak - Contoh minyak diambil dan diuji pada alat penguji. Voltan tinggi dialirkan melalui
minyak sehingga berlaku pecah tebat. Lebih jelas lagi keterangan ujian adalah sebagaimana berikut :

Contoh Minyak - Berhati hati ketika mengambil contoh minyak, sebarang pencemaran boleh menghasilkan
keputusan yang tidak tepat. Alat pengumpul minyak, biasanya daripada bahan kaca, hendaklah sentiasa
bersih dicuci dengan menggunakan larutan asid kronik atau sabun dan air panas.

Sel Penguji (Test Cell) - Biasanya diperbuat daripada kaca atau plastik serta lutsinar. Ianya boleh mengisi
antara 300ml – 500ml minyak. Sel penguji hendaklah sentiasa bersih, ketika tidak digunakan alat tersebut
hendaklah diisikan dengan minyak dan jauhi daripada habuk.

Elektrod Penguji - Diperbuat daripada tembaga, loyang (brass), gangsa atau keluli tahan karat (stainless
steel). Berbentuk sefera (sphere) dengan ukuran garispusat 12.5mm – 13mm. Kedua dua elektrod
diletakkan secara melintang dengan jarak 2.5mm antara satu sama lain.

Cara Ujian

(i) Contoh minyak dituangkan kedalam sel penguji dengan perlahan lahan supaya tidak terjadi buih
buih udara.

(ii) Jalankan ujian dengan mengalirkan arus ulangalik pada kadar 2kV/s bermula daripada sifar sehingga
berlaku pecah tebat.

(iii) Voltan pecah tebat ialah voltan yang tercapai sehingga berlaku percikan api (arka) yang pertama
diantara kedua dua elektrod.

(iv) Ujian dilakukan sebanyak 6 kali dan direkodkan bacaan nya.
(v) Ujian pertama dilakukan selepas dipastikan tiada gelembung udara terhasil atau selepas 10 minit

contoh minyak diisi.
(vi) Ujian kedua hingga ke 6 dilakukan selepas minyak tersebut dikacau dengan rod kaca untuk

menghapuskan gelembung udara iaitu selepas 1 – 5 minit.
(vii) Kekuatan dielektrik minyak ialah purata dari 6 keputusan yang didapati tadi.

Voltan Pecah Tebat (Breakdown Voltage)

(i) Bagi minyak baru – sekurang kurangnya 30kV
(ii) Bagi minyak lama – sekurang kurangnya 14kV

Unit 10 -39