TEKNIK TENAGA LISTRIKTRANSFORMATOR

DISUSUN OLEHSANDI SETYA WIBOWO

1310502025S1 TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS TIDAR2015

Transformator atau lebih dikenal dengan nama “transformer” atau “trafo” sejatinya adalah suatu peralatan listrik yang  mengubah daya listrik AC pada satu level tegangan yang satu ke level tegangan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik tanpa merubah frekuensinya. Tranformator biasa digunakan untuk mentransformasikan tegangan (menaikkan atau menurunkan tegangan AC). Selain itu, transformator juga dapat digunakan untuk sampling tegangan, sampling arus, dan juga mentransformasi impedansi. Transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan yang membungkus inti besi feromagnetik. Kumparan-kumparan tersebut biasanya satu sama lain tidak dihubungkan secara langsung.  Kumparan yang satu dihubungkan dengan sumber listrik AC (kumparan primer) dan kumparan yang lain mensuplai listrik ke beban (kumparan sekunder). Bila terdapat lebih dari dua kumparan maka kumparan tersebut akan disebut sebagai kumparan tersier, kuarter.

PENGERTIAN TRANSFORMATOR

Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

PRINSIP KERJA TRANSFORMATOR

1. Kumparan TrafoKumparan trafo terdiri dari beberapa lilitan kawat tembaga yang dilapisi dengan bahan isolasi (karton, pertinax, dll) untuk mengisolasi baik terhadap inti besi maupun kumparan lain. Untuk trafo dengan daya besar lilitan dimasukkan dalam minyak trafo sebagai media pendingin. Banyaknya lilitan akan menentukan besar tegangan dan arus yang ada pada sisi sekunder.Kadang kala transformator memiliki kumparan tertier. Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta. Kumparan tertier sering  juga untuk dipergunakan penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt.

KOMPONEN TRANSFORMATOR

2. Inti Besi Dibuat dari

lempengan-lempengan feromagnetik tipis yang berguna untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi ini juga diberi isolasi untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus eddy “Eddy Current”.

3. Minyak TrafoBerfungsi sebagai media pendingin

dan isolasi. Minyak trafo mempunyai sifat media pemindah panas (disirkulasi) dan mempunyai daya tegangan tembus tinggi. Pada power transformator, terutama yang berkapasitas besar, kumparan-kumparan dan inti besi  transformator direndam dalam minyak-trafo. Syarat suatu cairan bisa dijadikan sebagai minyak trafo adalah sebagai berikut:

1. Ketahanan isolasi harus tinggi ( >10kV/mm )

2. Berat jenis harus kecil, sehingga partikel-partikel inert di dalam minyak dapat mengendap dengan cepat3. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik4. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan5. Tidak merusak bahan isolasi padat6. Sifat kimia yang stabil

Tabel Keterangan Minyak Trafo

4. BushingSebuah konduktor

(porselin)  yang menghubungkan kumparan transformator dengan jaringan luar. Bushing diselubungi dengan suatu isolator dan berfungsi sebagai konduktor tersebut dengan tangki transformator. Selain itu juga bushing juga berfungsi sebagai pengaman hubung singkat antara kawat yang bertegangan dengan tangki trafo.

5. Tangki dan Konservator (Khusus untuk Tansformator Basah)Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo ditempatkan di dalam tangki baja. Tangki trafo-trafo distribusi umumnya dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin ( cooling fin ) yang berfungsi memperluas permukaan dinding tangki, sehingga penyaluran panas minyak pada saat konveksi menjadi semakin baik dan efektif untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.

1. Transformator Step-UPTransformator step-up

adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

JENIS-JENIS TRANSFORMATOR

2. Transformator Step-DownTransformator

step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

3. AutotransformatorTransformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali)

4. Autotransformator VariabelAutotransformator variabel

sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.

5. Transformator IsolasiTransformator isolasi memiliki

lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh kopling kapasitor.

6. Transformator PulsaTransformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.

7. Transformator Tiga FasaTransformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ).

1. Keadaan Transformator Tanpa Beban

Bila kumparan primer transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid maka akan mengalir arus primer Io yang juga sinusoid dan dengn menganggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 90o dari V1 dan fluks sefasa dengn Io. Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor: Arus primer Io yang mengalir dalam kenyataannya bukan merupakan arus induktif murni, tapi terdiri atas komponen:1. Komponen arus pemagnetan (Im)2. Komponen arus rugi tembaga (Ic)

KARAKTERISTIK TRANSFORMATOR

2. Keadaan Transformator BerbebanApabila kumparan skunder dihubungkan dengan beban ZL, I2 akan mengalir pada kumparan skunder dimana I2 = V2/ZL. Persaman arus yang mengalir: I1 = Io + I2’ Io = Im dianggap kecil N1 I1 = N2 I2 atau I1 / I2 = N2 / N1

Syarat Kerja Paralel Transformator :1. Perbandingan tegangan harus sama, utk mencegah arus sirkulasi dlm rankaian parallel.2. Polaritas transformator harus sama, utk mencegah terjadinya arus sirkulasi karenaadanya beda potensial pada polaritas yg berbeda.3. Tegangan impedansi pada keadaan beban penuh harus sama, agar kedua transformator membagi beban sesuai dengan kemampuan KVAnya, sehingga tak terjadi pembebanan lebih pada salah satu trafo.4. Perbandingan reaktansi terhadap tegangan sebaiknya sama, agar kedua transformator  bekerja pada factor daya yang sama.

PARALEL TRANSFORMATOR

Perlengkapan Gardu Transmisi1. Busbar atau Rel : Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafotenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik.2. Ligthning Arrester : Biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguantegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge).3. Transformator instrument atau Transformator ukur : Untuk proses pengukuran.4. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS) : Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan.5. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) : Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisiarus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan).6. Sakelar Pentanahan : Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk menghilangkan/mentanahkantegangan induksi pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem.7. Kompensator : Alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator. SVC (Static Var Compensator ) berfungsi sebagai pemelihara kestabilan.8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi : (Supervisory Control And Data Acquisition) berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi dataserta tele proteksi dengan memanfaatkan penghantarnya.

Gambar Rangkaian Paralel Transformator

http://bit.ly/fxzulu http://duniaelektonika.blogspot.co.id/2013/01/jenis-j

enis-transformator-atau-trafo_31.html

http://teknik-ketenagalistrikan.blogspot.co.id/2013/05/karakteristik-transformator-trafo.html#.VnQxG79vGbA

http://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prinsip-kerja-trafo/

http://yandi-sage.blogspot.co.id/2009/11/transformator.html

http://www.oprekpc.com/forum/printview.php?t=21744&start=0&sid=5a82f1780134eabd1bf0e4041a8f9798

https://www.google.com/imgres?imgurl=http://1.bp.blogspot.com/-N-xYOiKI2dw/UWgXcFGtgmI/AAAAAAAAArA/RBv_V80LH9Q/s1600/skema%252Btrafo%252B2.jpg&imgrefurl=http://hassanphotoshop.blogspot.com/2013/10/cara-pararelmenggabungkan-trafo.html&h=930&w=1500&tbnid=3u4oQ5uthrPqsM:&docid=17oTJtzjjyyWUM&ei=-kd1Vt2YGo7ajwOFoK7gDQ&tbm=isch&ved=0ahUKEwjd_bOM8efJAhUO7WMKHQWQC9wQMwgfKAMwAw

DAFTAR PUSTAKA

SEKIAN DAN TERIMAKASIH