harmonisa transformator

25
Harmonisa Transformator Pendahuluan Pertumbuhan listrik dari suatu negara adalah dua kali dari pertumbuhan ekonominya. Dengan adanya pertumbuhan ekonomi, maka daya beli masyarakat juga meningkat. Meningkatnya daya beli ini ditandai dengan semakin banyaknya peralatan – peralatan elektronik yang dimiliki oleh seseorang, salah satunya adalah komputer. Penggunaan komputer pada masa sekarang ini sangat penting, karena dengan komputer suatu pekerjaan menjadi lebih mudah. Tetapi di sisi lain, penggunaan komputer mempunyai pengaruh dalam sistem distribusi listrik. Komputer merupakan salah satu contoh dari beban non linier, sedangkan beban non linier merupakan penyebab munculnya harmonisa yang dapat mengganggu sistem distribusi listrik. Adanya harmonisa ini menyebabkan gelombang arus dan tegangan menjadi cacat dan tidak sinusoidal lagi. Harmonisa mempunyai pengaruh pada sistem distribusi listrik. Salah satu komponen dalam sistem distribusi listrik adalah transformator. Pengaruh harmonisa pada transformator adalah bertambahnya rugi – rugi beban (P LL ), rugi I 2 R dan rugi Eddy Current.. Selain itu juga dapat menyebabkan pembebanan lebih pada kawat netral. Teori Harmonisa

Upload: andry-manik-nico

Post on 01-Jul-2015

815 views

Category:

Documents


23 download

TRANSCRIPT

Page 1: Harmonisa Transformator

Harmonisa Transformator

Pendahuluan

Pertumbuhan listrik dari suatu negara adalah dua kali dari pertumbuhan ekonominya.

Dengan adanya pertumbuhan ekonomi, maka daya beli masyarakat juga meningkat.

Meningkatnya daya beli ini ditandai dengan semakin banyaknya peralatan – peralatan elektronik

yang dimiliki oleh seseorang, salah satunya adalah komputer. Penggunaan komputer pada masa

sekarang ini sangat penting, karena dengan komputer suatu pekerjaan menjadi lebih mudah.

Tetapi di sisi lain, penggunaan komputer mempunyai pengaruh dalam sistem distribusi listrik.

Komputer merupakan salah satu contoh dari beban non linier, sedangkan beban non linier

merupakan penyebab munculnya harmonisa yang dapat mengganggu sistem distribusi listrik.

Adanya harmonisa ini menyebabkan gelombang arus dan tegangan menjadi cacat dan tidak

sinusoidal lagi.

Harmonisa mempunyai pengaruh pada sistem distribusi listrik. Salah satu komponen

dalam sistem distribusi listrik adalah transformator. Pengaruh harmonisa pada transformator

adalah bertambahnya rugi – rugi beban (PLL), rugi I2R dan rugi Eddy Current.. Selain itu juga

dapat menyebabkan pembebanan lebih pada kawat netral.

Teori Harmonisa

Dalam sistem tenaga listrik yang ideal, bentuk gelombang tegangan yang disalurkan ke peralatan

konsumen dan bentuk gelombang arus yang dihasilkan adalah gelombang sinus murni.

Harmonisa adalah gangguan yang terjadi dalam sistem distribusi tenaga listrik yang disebabkan

adanya distorsi gelombang arus dan tegangan. Distorsi gelombang arus dan tegangan ini disebabkan

adanya pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi kelipatan bulat dari frekuensi

fundamentalnya.[3]

Harmonisa bisa muncul akibat adanya beban – beban non linier yang terhubung ke sistem

distribusi. Beban non liner ini umumnya adalah peralatan elektronik yang di dalamnya banyak terdapat

komponen semi konduktor, yang dalam proses kerjanya berlaku sebagai saklar yang bekerja pada setiap

Page 2: Harmonisa Transformator

siklus gelombang dari sumber tegangan. Beberapa contoh beban non liner antara lain : variable speed

drive, komputer, printer, lampu fluorescent yang menggunakan elektronik ballast.

Gambar 1. Gelombang Sinus Arus dan Tegangan

Gelombang non sinusoidal dapat terbentuk dengan menjumlahkan gelombang – gelombang sinusoidal,

seperti terlihat pada gambar 2. [3]

Page 3: Harmonisa Transformator

Gambar 2. Gelombang Fundamental, Harmonik Ketiga & Hasil Penjumlahannya

Individual Harmonic Distortion (IHD) adalah rasio antara nilai RMS dari harmonisa individual

dan nilai RMS dari fundamental.

Page 4: Harmonisa Transformator

Total Harmonic Distortion (THD) adalah rasio antara nilai RMS dari komponen

harmonisa dan nilai RMS dari fundamental. Hubungan antara THD dengan IHD dapat dilihat

dari persamaan berikut : [3]

THD = (IHD22

+ IHD32

+ IHD42

+ … IHDn2

)1/2

(1)

Standar harmonisa berdasarkan standar IEEE 519. Ada dua kriteria yang digunakan untuk

mengevaluasi distorsi harmonisa. Yaitu batasan untuk harmonisa arus, dan batasan untuk harmonisa

tegangan. Untuk standard harmonisa arus, ditentukan oleh rasio Isc/IL. Isc adalah arus hubung singkat

yang ada pada PCC (Point of Common Coupling), sedangkan IL adalah arus beban fundamental nominal.

Sedangkan untuk standard harmonisa tegangan ditentukan oleh tegangan sistem yang dipakai. [6]

Tabel 1. Standard Harmonisa Arus

Tabel 2. Standard Harmonisa Tegangan

Page 5: Harmonisa Transformator

Pengaruh Harmonisa Pada Transformator

Transformator dirancang untuk menyalurkan daya yang dibutuhkan ke beban dengan rugi-rugi

minimum pada frekuensi fundamentalnya. Arus harmonisa dan tegangan secara signifikan akan

menyebabkan panas lebih. Ada 3 pengaruh yang menimbulkan panas lebih pada transformator ketika arus

beban mengandung komponen harmonisa : [2]

Arus rms. Jika transformator kapasitasnya hanya untuk kVA yang dibutuhkan beban, arus harmonisa

dapat mengakibatkan arus rms trafo menjadi lebih besar dari kapasitasnya. Meningkatnya arus rms

menyebabkan rugi-rugi pada penghantar juga bertambah.

Eddy-current loses. Arus induksi di dalam trafo yang disebabkan oleh fluks magnetik. Arus induksi

ini mengalir di belitan, di inti, dan di badan penghantar lain yang terlingkupi oleh medan magnet dari

transformator dan menyebabkan panas lebih. Komponen rugi-rugi trafo ini meningkat dengan kuadrat

dari frekuensi arus penyebab eddy current. Oleh karena itu, ini menjadi komponen yang sangat

penting dari rugi – rugi trafo yang menyebabkan pemanasan oleh harmonisa.

Rugi Inti. Peningkatan rugi inti yang disebabkan oleh harmonisa bergantung pada pengaruh

harmonisa pada tegangan yang diberikan dan rancangan dari inti trafo. Semakin besar distorsi

tegangan maka semakin tinggi pula eddy current di laminasi inti. Peningkatan rugi inti karena

harmonisa tidak sekritis dua rugi – rugi di atas.

Teori Perhitungan Load Loss (PLL) Trafo

Untuk menghitung load loss trafo dalam per unit, dapat dicari dengan rumus sebagai berikut : [5]

PLL = Σ Ih2 + ( Σ Ih

2 x h2 ) PEC-R (p.u) (2)

Page 6: Harmonisa Transformator

dimana:

PEC-R= faktor eddy current loss

h = angka harmonisa

Ih = arus harmonisa

Σ Ih2

merupakan komponen rugi I2R dalam p.u, sedangkan ( Σ Ih

2 x h

2 ) PEC-R merupakan

komponen rugi eddy current dalam p.u.

Untuk mencari faktor eddy current loss dapat dilihat pada tabel 3.[5]

Tabel 3. Nilai dari PEC_R

Pengumpulan Data :

Spesifikasi Trafo Tiang adalah sebagai berikut :

Buatan Pabrik : UNINDO

Tipe : Outdoor

Daya : 100 kVA

Tegangan Kerja : 21/20,5/20/19,5/19 kV // 400 V

Arus : 3,1 – 186 A

Hubungan : Dyn5

Impedansi : 4%

Page 7: Harmonisa Transformator

Trafo : 1 x 3 phasa

Page 8: Harmonisa Transformator

Tabel 4. Data Hasil Pengukuran Trafo Tiang

Phasa Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

Aktif

(kW)

Daya

Nyata

(kVA)

Cos VTHD

(%)

ITHD

(%)

R 223 115.3 24 26 0.94 3.1 12.5

S 224 113 23 25 0.92 2.4 18.3

T 221 120 24 26 0.92 2.4 18.3

Tabel 5. Kandungan Harmonisa Arus Ganjil

Phasa Harmonik ke : IHD (%) Arus (A) Urutan

R 3 10.7 12.34 Nol

5 5.3 6.11 Negatif

7 2.4 2.77 Positif

9 2.6 3.00 Nol

11 0.7 0.81 Negatif

13 0.6 0.69 Positif

15 0.9 1.04 Nol

S 3 13.9 15.71 Nol

5 8.6 10.51 Negatif

7 6.7 7.57 Positif

9 4.1 4.63 Nol

11 0.6 0.68 Negatif

13 0.3 0.34 Positif

15 0.8 0.90 Nol

T 3 12.4 14.88 Nol

5 10.2 12.24 Negatif

7 7.1 8.52 Positif

9 4.9 5.88 Nol

11 1.1 1.32 Negatif

13 0.9 1.08 Positif

15 1.4 1.08 Nol

Netral

In = 62.41 A

3 58.1 36.26 Nol

5 10.6 6.62 Negatif

7 8.1 5.06 Positif

Page 9: Harmonisa Transformator

THD = 66.01% 9 21.3 13.29 Nol

11 5.7 3.56 Negatif

13 4.6 2.87 Positif

15 17.2 10.73 Nol

Analisa Perhitungan Arus Hubung Singkat

Z = 4%

S = 100 kVA

V = 0,4 kV phasa - phasa

IFL =

S

√3×V =

100000

√3×400 = 144,34 Ampere

ISC =

kVA×100%Z×√3×kV =

100×1004×√3×0,4 = 3608,44 Ampere

Analisa Pembebanan Pada Trafo

Tabel 6. Analisa Pembebanan pada Trafo Tiang

Phasa Arus nominal (A) Arus Full load (A) % Pembebanan

R 115,3 144,34 79,88

S 113 144,34 78,29

T 120 144,34 83,14

Dari tabel di atas terlihat bahwa pembebanan pada ketiga phasa di Trafo tiang hampir seimbang (rata-

rata pembebanan ketiga phasa adalah 80.43 %).

Analisa THD (Total Harmonic Distortion) pada Trafo Tiang

Tabel 7. Analisa THD Arus pada Trafo Tiang

Page 10: Harmonisa Transformator

Phasa IL ISC / IL Range Pengukuran

h<11 (%)

Standard h

(%)

Melebihi

standard /

Tidak

Lebih

(%)

Analisa THD Arus Orde<11

R 79,88 % IFL 31,296 20-50 12.45 7 Melebihi 5.45

S 78,29 % IFL 31,933 20-50 18.13 7 Melebihi 11.13

T 83,14 % IFL 30,070 20-50 18.23 7 Melebihi 11.23

Analisa THD Arus Orde 11 s/d 16

R 79,88 % IFL 31,296 20-50 1.29 3.5 Tidak

Melebihi

S 78,29 % IFL 31,933 20-50 1.04 3.5 Tidak

Melebihi

T 83,14 % IFL 30,070 20-50 1.99 3.5 Tidak

Melebihi

THD Arus Total

R 79,88 % IFL 31,296 20-50 12.5 8 Melebihi 4.5

S 78,29 % IFL 31,933 20-50 18.3 8 Melebihi 10.3

T 83,14 % IFL 30,070 20-50 18.3 8 Melebihi 10.3

Dari tabel di atas terlihat bahwa THD Arus pada orde 11 s/d 16 tidak melebihi standard sedangkan THD

Arus pada orde < 11 dan THD Arus total melebihi standard. Hal ini tidak terlalu bermasalah karena rata-

rata pembebanan ketiga phasa adalah 80.43 % sedangkan rata-rata THD Arus pada orde < 11 adalah

16.29 % dan rata-rata THD Arus total adalah 16.37 % sehingga belum melewati kapasitas trafo.

Analisa THD Tegangan :

Tabel 8. Analisa THD Tegangan pada Trafo Tiang

Phasa VTHD Pengukuran

(%)

VTHD

Standard (%)

Keterangan

R 2.4 5 Tidak melebihi standard

S 2.4 5 Tidak melebihi standard

T 2.4 5 Tidak melebihi standard

Dari tabel di atas terlihat bahwa THD tegangan pada ketiga phasa masih di bawah Standard

Page 11: Harmonisa Transformator

Analisa Pengaruh Harmonisa pada Transformator

Terhadap Netral Traformator

THD arus urutan nol fasa R = (IHD32

+ IHD92

+ IHD152

)1/2

= (10,72 + 2,6

2 + 0,9

2 )1/2

= 11,05 %

I urutan nol R = 11,05% x IR = 11,05% x 115,3 = 12,74 A

Tabel 9. Pengaruh Harmonisa pada Trafo Tiang

Phasa I urutan nol

(A)

THD Arus urutan nol (%)

R 12.74 11.05

S 16.40 14.51

T 16.09 13.41

Netral 45.23 64.23

Dari tabel di atas terlihat bahwa arus harmonisa urutan nol pada masing – masing phasa saling

menjumlah di netral trafo.

Terhadap Rugi-rugi Transformator

Berdasarkan hasil pengukuran maka perhitungan rugi-rugi beban (PLL) dalam per unit pada fasa R

adalah sebagai berikut:

h Ih (A) Ih (pu) Ih2 Ih

2 x h2

1 115.3 1.00 1.0000 1.0000

3 12.34 0.14 0.0196 0.1764

5 6.11 0.07 0.0049 0.1225

7 2.77 0.03 0.0009 0.0441

9 3.00 0.03 0.0009 0.0729

11 0.81 0.01 0.0001 0.0121

13 0.69 0.01 0.0001 0.0169

15 1.04 0.01 0.0001 0.0225

Jumlah : 142,06 1,3

Page 12: Harmonisa Transformator

PLL = Σ Ih2

+ ( Σ Ih2

x h2

) PEC-R , dimana nilai PEC-R sesuai tabel 3 adalah 0,01

= 1,0266 + 1,4674 x 0,01

= 1,04 p.u

Sesuai rumus 2, akibat adanya komponen harmonisa maka Rugi I2R bertambah sebesar

0,0266 p.u dan Rugi eddy current bertambah sebesar 0,0047 p.u.

Tabel 10. Perhitungan rugi-rugi beban (PLL) dalam per unit

Phasa Σ Ih2

(p.u)

Σ Ih2 x h2

(p.u)

PEC-

R

(p.u)

PLL

(p.u)

Pertambahan

I2R

(p.u)

Pertambahan Eddy

Current (p.u)

R 1,0266 1,4674 0,01 1,04 0,0266 0,0047

S 1,0344 1,7832 0,01 1,05 0,0344 0,0078

T 1,0382 2,0222 0,01 1,06 0,0382 0.0102

Dari tabel di atas terlihat bahwa semakin tinggi total arus harmonisa pada tiap phasa maka

semakin tinggi pula rugi-rugi beban (PLL), pertambahan rugi I2R dan pertambahan rugi Eddy

Current.

Tabel 11. Rangkuman Analisa Pembebanan, Standard THD Arus,

dan Rugi-rugi Trafo Tiang

Phasa % Load ISC / IL Standard THD Arus

(%)

THD Arus

(%)

Rugi-rugi

(pu)

R 79,88 31,296 8 12.5 1.04

S 78,29 31,933 8 18.3 1.05

T 83,14 30,070 8 18.3 1.06

Page 13: Harmonisa Transformator

Evaluasi Beban Non Linier

Spektrum harmonisa pada beberapa jenis beban non linier adalah sebagai berikut :

Peralatan elektronik dengan SMPS (Switch Mode Power Supply) dan lampu fluorescent menghasilkan

spektrum harmonisa dengan harmonisa ketiga yang dominan kemudian terus turun untuk harmonisa

berikutnya.

PWM drive, konverter menghasilkan spektrum harmonisa dengan harmonisa kelima yang dominan,

sedangkan harmonisa ketiga cukup kecil.

Sedangkan spektrum harmonisa pada masing – masing trafo tiang berdasarkan pengukuran yaitu

harmonisa ketiga yang dominan kemudian terus turun untuk harmonisa berikutnya. Jadi dapat

disimpulkan bahwa beban non linier yang dominan pada trafo tiang adalah lampu fluorescent dan

peralatan elektronik dengan SMPS seperti komputer, printer, mesin foto kopi, dan sejenisnya.

Page 14: Harmonisa Transformator

Harmonisa Transformator (dan Penanganannya)

Biasanya sebelum penutupan sambungan delta transformator pada khususnya, dan rangkaian

mesin pada umumnya terlebih dahulu diperiksa dengan menggunakan voltmeter untuk mengukur

tegangan resultante VR seperti pada Gambar 1.

Hanya jika pembacaan voltmeter adalah nol, maka sambungan delta adalah benar dan voltmeter

bisa dilepas, selanjutnya hubungan delta (x1 belitan a dengan x2 belitan c) bisa ditutup.

Penggunaan voltmeter sebagai tindakan pencegahan supaya tidak terjadi kekeliruan sebelum

penutupan hubungan delta, sangat sering, penunjukkannya tidak berharga nol dan tidak pula

berharga dua kali tegangan phasa. Adalah suatu kewajaran apabila hal ini menimbulkan keragu-

raguan atas tindakan yang akan dilakukan, karena kadang kalanya voltmeter bisa menunjukkan

harga sebesar, atau serendah 50V.

Page 15: Harmonisa Transformator

Harmonisa ke-3

Harga tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter tersebut sebesar 50 V adalah dikarenakan

adanya harmonisa ke-3 yang relatif besar pada transformator. Pada kenyataannya dalam

keadaaan seperti ini jika tetap diambil suatu tindakan untuk menutup sambungan delta, maka

harmonisa ke-3 tersebut mendadak tertindas atau terhapuskan. Hal ini terbukti apabila voltmeter

dilepas dan amperemeter dipasangkan, maka penunjukkan amperemeter berharga nol dan

tegangan akibat harmonisa lenyap.

Harmonisa ke-3 akan muncul pada semua transformator fasa tunggal, ketika transformator

tersebut diberi tegangan nominal. Hasil demikian ini disebabkan kurva saturasi dari inti

transformator komersial, menaik secara tajam dan tersaturasi secara cepat. Jadi tegangan

sinusoida murni (harga frekuensinya adalah frekuensi fundamental) menghasilkan arus

magnetisasi yang terdiri arus dengan frekuensi fundamental ditambah dengan komponen

harmonisa ke-3 yang besar. Namun demikian bentuk gelombang arus tersebut hanya sedikit

terdistorsi, karena pada tranformator-transformator tunggal arus magnetisasinya adalah kecil

dibandingkan arus beban.

Lain halnya apabila transformatornya adalah tiga phasa. Pada transformator ini ketiga arus

magnetisasi frekuensi fundamental tetap berbeda fasa 120º, namun arus harmonisa ke-3

(demikian pula harmonisa tingkat berikutnya) adalah sefasa. Akibat hal ini adalah ketiga

komponen harmonisa ke-3 tersebut pada masing-masing belitan menghasilkan bentuk tegangan

sekunder yang mengandung distorsi tegangan harmonisa ke-3 yang cukup besar, apabila

sistemnya adalah Y bintang, tanpa adanya rangkaian tertutup pada titik netralnya. Jika rangkaian

sambungannya adalah tertutup, seperti dalam bentuk sambungan delta, maka harmonisa ke-3

bisa bersirkulasi dan akibatnya harmonisa tersebut tertindas, sehingga tidak ada distorsi tegangan

sekunder dihasilkan.

Kalau dibandingkan secara seksama, maka ada kemiripan perilaku antara harmonisa ke-3 dengan

arus urutan nol. Keduanya tidak akan mengalir kalau tidak ada hubungan dari netral ke tanah

atau ke titik netral lain dalam sistem Y, sebagai jalur kembali yang membentuk rangkaian

lengkap. Sama seperti halnya arus harmonisa ke-3, arus urutan nol juga dapat bersirkulasi dalam

rangkaian delta karena delta merupakan rangkaian seri yang tertutup.

Page 16: Harmonisa Transformator

Situasi dimana bentuk gelombang tegangan terdistorsi pada transformator Y-Y yang tidak ada

jalur tertutup untuk harmonisa ke-3 baik pada primer atau sekunder, dapat teratasi dengan cara

memperlengkapi saluran netral ke tanah pada salah satu dari primer atau sekunder (atau juga

boleh kedua-duanya). Saluran netral ke tanah ini mengijinkan jalur tertutup bagi tegangan dan

arus harmonisa, seperti diperlihatkan oleh Gambar 2. Telah diperlihatkanlah oleh gambar

tersebut, bahwa netral belitan primer transformator disambungkan kepada sumber netral,

sehingga menindas harmonisa. Hal demikian itu juga terjadi pada netral sekunder yang

tersambung dengan netral beban delta.

BR>

Sambungan Netral

Suatu cara yang tepat untuk menangani harmonisa trasformator adalah dengan memperlengkapi

sambungan netral. Jadi dengan demikian sambungan netral adalah suatu yang mendasar untuk

menindas harmonisa pada sistem Y-Y. Tetapi selain manfaat tersebut, pada beberapa jenis

transformasi sambungan transformator, sambungan netral juga menghasilkan keuntungan-

keuntungan sebagai berikut :

1. Sebagai jalur bagi arus yang tidak seimbang karena beban tidak seimbang.

2. Untuk memperlengkapi pelayanan listrik ganda, yakni baik untuk menyediakan tegangan 3

fasa maupun tegangan phasa tunggal untuk peralatan domestik dan penerangan.

3. Suatu cara dengan mana tegangan-tegangan phasa (melintang beban-beban sambungan Y atau

transformator sambungan Y) diseimbangkan dengan memperhatikan kepada tegangan line.

4. Untuk memperkecil atau mengurangi kenaikan pada tegangan phasa yang sehat yang tidak

terganggu apabila ada salah satu phasa yang mengalami gangguan tanah (hubung singkat ke

tanah).

Page 17: Harmonisa Transformator

Gambar 3 memperlihatkan netral dari sumber disambungkan kepada transformator primer dan

sekunder maupun kepada beban. Nampak titik bintang beban 3 phasa tersambung dengan netral

transformator, sehingga adanya jalur arus tidak seimbang mengakibatkan tidak seimbang tegangan-

tegangan phasa. Jelas terlihat juga bahwa beban phasa tunggal ke netral, juga bisa dilayani oleh sistem

ini. Bisa juga dilihat bahwa arus harmonisa ke-3 akan memperoleh jalan untuk bersirkulasi, sehingga

tidak mungkin menyebabkan distorsi.

Gambar 4 menunjukkan bahwa pada transformator D-D hanya boleh “satu” belitan sekunder di-center-

tapped-kan dan disambungkan ke tanah, karena jika lebih dari satu maka akan menyebabkan hubung

singkat pada belitan. Primer selamanya tidak akan pernah ditanahkan, karena akan bisa

“menghubungpendekkan” secara jauh transformator di sumber. Hasil tegangan center tap sekunder

adalah 0,5 Vline, dan merupakan tegangan untuk keperluan beban phasa tunggal. Nampak jelas bahwa,

di samping beban sambungan delta, beban sambungan Y pun bisa dilayani oleh sistem ini.

Ketidakseimbangan tegangan-tegangan phasa serta bergesernya titik netral akibat arus yang tidak

seimbang pada beban Y diperlihatkan oleh pada Gambar 4 tersebut. Di samping itu ketidakseimbangan

Page 18: Harmonisa Transformator

tegangan-tegangan phasa tunggal juga mungkin terjadi pada sistem ini, seandainya beban phasa

tunggalnya tidak seimbang. Harmonisa ke-3 pada sistem ini juga akan tertindas karena jalur tertutup

tersedia bagi arus dan tegangan harmonisa tersebut.

Netral belitan primer suatu transformator Y-D, pada Gambar 5a ditanahkan kepada sumber untuk

menindas harmonisa primer, Sistem pada gambar tersebut juga dapat melayani beban phasa

tunggal dan 3 phasa , baik sambungan Y maupun D. Sistem transformasi ini sangat tepat bila

diterapkan untuk sistem tegangan distribusi, karena jika belitan tegangan tinggi primer

disambungkan secara Y maka isolasi belitan primer dirancang hanya untuk menahan tagangan

phasa. Hal ini akan mengakibatkan biaya isolasi belitan lebih murah.

Suatu penerapan yang sebaliknya diberikan oleh transformasi D-Y pada Gambar 5b, yakni

digunakan untuk sistem transmisi tegangan tinggi. Suatu sambungan netral dipenuhi oleh sistem

ini pada sisi sekunder untuk menindas harmonisa dan menyediakan kebutuhan netral untuk

sistem transformasi Y-Y atau Y-D berikutnya.

Sambungan netral diketanahkan tanpa impedansi pada sistem transformasi D-Y juga bisa

berguna untuk membatasi atau mencegah naiknya tegangan phasa yang sehat, seandainya terjadi

gangguan salah satu phasa, misal hubung singkat ke tanah. Besar kenaikkan tegangan saluran

transmisi ke netral menjadi sebesar ÷3 Ephasa andaikata tanpa adanya sambungan netral dan

tanpa impedansi ke tanah. Untungnya hal ini tak terjadi karena ada sambungan netral tersebut ke

tanah, sehingga tegangan saluran transmisi ke netral phasa yang sehat tetap sebesar tegangan

Ephasa. Uraian perhitungan mengenai hal tersebut seperti persamaan 1.

Page 19: Harmonisa Transformator

ZO = ZOT + 3Zn …………………………(1)

Persamaan di atas adalah harga impedansi urutan nol dari transformator yang titik netralnya

diketanahkan. Oleh karena diketanahkan secara langsung tanpa impedansi maka, jadi :

ZO = ZOT …………………………………(2)

Pada transformator, harga semua impedansi urutan (urutan nol, urutan positif, urutan negatif)

adalah sama sehingga dapat dituliskan :

ZOT = Z1T = Z2T ………………………..(3)

jadi impedansi urutan positif transformator adalah :

Z1 = Z1T = ZOT …………………………..(4)

Pada saat terjadi hubung singkat satu phasa ke tanah maka harga konstanta k adalah :

…………………(5)

Harga kenaikan tegangan akibat hubung singkat adalah :

……………(6)

Jadi harga tegangan phasa yang sehat adalah :

Ephasa-sehat = Ephasa + A

= Ephasa …………………..(7)

Page 20: Harmonisa Transformator

Tetapi tidak demikian halnya yang terjadi pada transformasi Y-Y jika titik netralnya

dihubungkan ke tanah tanpa impedansi. Hubungan netral ke tanah transformasi Y-Y tersebut

tidak dapat mencegah kenaikan tegangan phasa yang sehat apabila ada gangguan salah satu

phasa ke tanah. Hal ini disebabkan karena sistem transformasi tersebut mempunyai harga

konstanta k=10. Jadi pada saat terjadi hubung singkat satu phasa (misal phasa A) ke tanah, maka

besar kenaikan tegangan akibat hubung singkat adalah:

Kesimpulan

Berdasarkan analisa data di atas, terlihat bahwa THD arus pada trafo tiang melebihi standar sedangkan

THD tegangan pada trafo tiang tidak ada yang melebihi standar.

Sesuai tabel 11, semakin besar pembebanan pada trafo (83,14%), maka Rugi-rugi trafo tiang akan

semakin besar (6%), dan THD arus akan naik (18,3%) & melebihi standar (8%).

Beban non linier yang dominan pada trafo tiang adalah lampu fluorescent dan peralatan elektronik seperti

komputer, printer, mesin foto kopi, dan sejenisnya.