Suhu hot spot lilitan adalah nilai lokal, berbeda dari suhu minyak bagian atas maupun suhu rata-rata lilitan. Model termal memperkirakannya dari beban, suhu minyak, suhu lingkungan, dan parameter termal. Probe serat optik mengukur suhu di ujung sensor pada satu lokasi tertentu di dalam lilitan.
- Model menghasilkan estimasi kondisi termal dari data masukan; probe menghasilkan pengukuran di titik pemasangannya.
- Satu probe mengukur satu titik yang ditentukan. Pengukuran beberapa titik independen memerlukan beberapa probe.
- Posisi probe menentukan apakah pembacaan mewakili area kritis secara termal; probe tidak mencari titik terpanas secara otomatis.
- Pengukuran dan model saling melengkapi: data pengukuran membantu memeriksa dan menyempurnakan model.
Apa yang dimaksud suhu hot spot?
Hot spot adalah area terpanas pada lilitan dan berpengaruh pada penuaan isolasi kertas. Suhu minyak bagian atas menggambarkan minyak pada lokasi tertentu, sedangkan suhu rata-rata dapat menyamarkan puncak lokal. Ketepatan nilai hasil perhitungan bergantung pada kesesuaian parameter dan kondisi operasi dengan transformator yang dipantau.
| Besaran | Deskripsi | Cara memperoleh | Interpretasi |
|---|---|---|---|
| Suhu minyak lapisan atas | Minyak pada lokasi atas yang ditentukan | Sensor atau indikator di dalam minyak | Bukan suhu konduktor; selisih dari hot spot berubah-ubah. |
| Suhu rata-rata belitan | Suhu rata-rata konduktor | Metode resistansi saat pengujian | Meratakan puncak lokal. |
| Hot spot hasil perhitungan | Puncak termal belitan yang dimodelkan | Model dari beban, minyak, lingkungan, dan parameter | Berlaku jika masukan mewakili transformator tersebut. |
| Pembacaan probe | Suhu pada satu titik pemasangan | Probe fluoresensi di dalam belitan | Mewakili puncak hanya bila posisinya tepat. |
Cara model termal memperkirakan suhu
Perhitungan menggabungkan suhu lingkungan, kenaikan suhu minyak bagian atas, dan gradien suhu lilitan. Konstanta waktu, eksponen, serta kenaikan suhu nominal diambil dari pengujian atau nilai standar; perubahan tahap pendinginan mengubah parameter yang digunakan. Model dapat memberikan estimasi berkelanjutan saat data tersedia, termasuk pada transformator tanpa probe tertanam. Perbedaan kondisi aktual dari asumsi model akan muncul sebagai galat, misalnya ketika beban atau pendinginan berubah cepat.
Apa yang diukur probe serat optik tertanam?
Probe berbasis fluoresensi mengukur suhu pada ujungnya. Cahaya eksitasi mencapai material fluoresen, lalu instrumen mengubah waktu peluruhan sinyal menjadi suhu. Jalur optiknya tidak menghantarkan listrik. Sistem INNO menggunakan pengukuran titik, bukan pengukuran terdistribusi di sepanjang seluruh serat. Lokasi probe direncanakan saat desain dan pembuatan lilitan.
Pengukuran langsung dan estimasi model
| Aspek | Model termal | Probe serat optik tertanam |
|---|---|---|
| Dasar | Perhitungan dari beban, suhu minyak, lingkungan, dan parameter | Pengukuran optik pada lokasi fisik |
| Hasil | Kondisi termal yang diperkirakan | Suhu terukur di titik yang dipasangi probe |
| Cakupan | Perilaku yang direpresentasikan model | Satu titik tertentu per probe |
| Batas utama | Bergantung pada asumsi dan data masukan | Bergantung pada posisi dan jumlah probe |
Mengapa posisi probe menentukan arti pembacaan
Geometri lilitan, saluran pendingin, dan aliran minyak menentukan area yang berpotensi menjadi paling panas. Probe sebaiknya dipasang pada area yang diidentifikasi oleh analisis termal. Saat membandingkan hasil model dengan pengukuran, ingat bahwa probe membaca satu lokasi konduktor, sementara keluaran model biasanya mewakili hot spot ekuivalen.
Bukti lapangan: model dibandingkan dengan acuan serat optik
Studi tahun 2026 di Discover Artificial Intelligence mengevaluasi transformator step-up ONAF 100 MVA, 220 kV pada periode musim panas. Dalam lima hari evaluasi, model dinamis dasar menghasilkan MAE 8,35 °C; model fisik dengan pembobotan rugi harmonik menghasilkan 4,18 °C; model hibrida dengan koreksi residual menghasilkan 1,87 °C (RMSE 2,34 °C; R² 0,972). Nilai acuan adalah pembacaan tertinggi yang valid dari kanal serat yang tersedia. Hasil ini hanya berlaku untuk unit dan kondisi studi tersebut, bukan tolok ukur universal model IEC.
| Metode | MAE (°C) | RMSE (°C) | R² |
|---|---|---|---|
| Model termal dinamis IEC (baseline penulis) | 8,35 | 9,87 | – |
| Model fisik peka spektrum | 4,18 | – | – |
| Model hibrida fisika-data | 1,87 | 2,34 | 0,972 |
Apa yang ditunjukkan hasil
Rata-rata acuan serat optik adalah 76,69 °C, sedangkan baseline IEC 85,16 °C atau 8,47 °C lebih tinggi. Pada ambang 98 °C, model hibrida mendeteksi 12 dari 13 kejadian yang tercatat pada serat [2].
Apa yang tidak dapat disimpulkan
Hasil ini hanya berlaku untuk satu unit dan satu periode musim panas dengan perubahan beban fotovoltaik dan distorsi arus tinggi. Posisi probe dan data kalibrasi tidak dipublikasikan sehingga pengaruh lokasi pemasangan tidak dapat dipisahkan. Model hibrida juga memakai pengukuran serat untuk memperbarui parameter.
Menggunakan pengukuran dan model bersama
Desain termal menentukan lokasi probe, uji kenaikan suhu menjadi pembanding awal, lalu data operasi membantu membandingkan titik terukur dengan keluaran model pada beban nyata. Selisih yang berulang dapat menandakan parameter, status pendinginan, kandungan harmonik, atau posisi probe yang perlu ditinjau. Tanpa probe tertanam, model tetap menjadi sarana estimasi. Dengan probe, data menunjukkan titik yang dipantau; model melengkapi gambaran di antara titik tersebut.
Konfigurasi INNO untuk pengukuran lilitan
Spesifikasi yang dipublikasikan mencantumkan rentang −40 hingga +260 °C, resolusi 0,1 °C, dan akurasi ±1 °C untuk probe transformator terendam minyak; konfigurasi akhir bergantung pada probe dan instrumen yang kompatibel. Transmiter multikanal IF-C mendukung 1–64 kanal, waktu akuisisi di bawah 1 s, RS485/Modbus, keluaran analog opsional, dan dua relai alarm. Sistem pemantauan transformator terendam minyak dapat dikonfigurasi dengan 1–18 kanal. Pastikan spesifikasi akhir pada lembar produk pilihan.
Untuk evaluasi proyek, siapkan jenis dan kapasitas transformator, susunan lilitan, area hot spot yang diperkirakan, jumlah titik, rute dan panjang serat, serta kebutuhan Modbus, analog, atau relai. Lihat pemantauan suhu transformator atau hubungi tim INNO.
Referensi
- IEC 60076-7:2018, Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers.
- Cao, S. (2026). Online power-transformer hot-spot estimation via spectrum-aware physics-data hybrid learning. Discover Artificial Intelligence, 6, 1673. DOI: 10.1007/s44163-026-02632-y.
- Abdali et al. (2023), Novel hotspot temperature prediction of oil-immersed distribution transformers: An experimental case study. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 70(7), 7310–7322. DOI: 10.1109/TIE.2022.3206690.
- Abdali, A., Abedi, A., Masoumkhani, H., Mazlumi, K., Rabiee, A., & Guerrero, J. M. (2023). Magnetic-thermal analysis of distribution transformer: Validation via optical fiber sensors and thermography. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 153, 109346. DOI: 10.1016/j.ijepes.2023.109346.
- González-Cagigal, M. A., Rosendo-Macías, J. A., & Gómez-Expósito, A. (2023). Parameter estimation for hot-spot thermal model of power transformers using unscented Kalman filters. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 11(2), 634–642. DOI: 10.35833/MPCE.2022.000439.