transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan ac...

7/29/2019 Transformator Atau Trafo Adalah Komponen Elektromagnet Yang Dapat Mengubah Taraf Suatu Tegangan AC Ke Ta

1/54

Transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yang

dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.

Umumnya, Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat

memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebihrangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu

gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-

elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik

dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan

transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya

tegangan yang sesuai ,dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan

misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengirimandaya listrik jarak jauh.

Trafo Listrik dan pengertiannya

trafo listrik

Transformator atau trafo listrik adalah alat yang digunakanuntuk merubah tegangan listrik AC, Trafo terbuat dari dua buah

kumparan yang dililitkan pada sebuah cincin besi lunak.

Kumparan yang dihubungkan ke sumber tegangan disebutkumparan primer dan Kumparan tempat hasil disebutkumparan sekunder. Ketika saklar disambung, listrik mengalirmelalui kumparan primer dan besi lunak berubah menjadimagnet.

Jarum galvanometer bergerak sesaat dan kembali ke nol.Ketika Saklar diputus, listrik berhenti mengalir pada kumparanprimer sehingga cincin kehilangan kemagnetannya, dan jarumgalvanometer kembali bergerak sesaat dengan arahberlawanan.

Dengan mengganti arah arus listrik secara terus menerus,maka kutub magnet juga akan berubah secara terus menerus


2/54

Listrik yang dihasilkan oleh kumparan sekunder hanya sesaatkarena kumparan ini hanya mengalami perubahan jumlah garisgaya magnet pada saat listrik dinyalakan atau pada saat listrikdimatikan.

Dengan menghubungkan kumparan primer ke sumber listrikAC, maka arus listrik selalu berubah, kutub magnet juga selaluberubah dan kumparan sekunder terus mengalami perubahangaris gaya magnet dan menghasilkan listrik secara terus -menerus

Agar kumparan sekunder menghasilkan listrik terus-menerus,

maka ia harus mengalami perubahan garis gaya magnet terusmenerus, yaitu dengan cara merubah kutup-kutup magnetsecara terus menerus

trafo listrik dan beberapa komponennya :

1.IntiBesiInti besi di trafo listrik berfungsi untuk mempermudah jalanfluksi,magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui

kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yangberisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi)yang ditimbulkan oleh Eddy Current.

2.KumparanTransformatorKumparan transformator adalah beberapa lilitan kawatberisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan.Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan

sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupunterhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton,pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alattransformasi tegangan dan arus.

3.MinyakTransformatorMinyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cairyang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada

transformator. Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki


3/54

kemampuan untuk menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampumeredampanasyangditimbulkan,sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyakdiharapkan akan mampu melindungi transformator darigangguan.

Minyak trafo listrik mempunyai unsur atau senyawahidrokarbon yang terkandung adalah senyawa hidrokarbonparafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawahidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa tersebut, minyaktransformator masih mengandung senyawa yang disebut zat

aditif meskipun kandungannya sangat kecil .

Jenisjenis pemeliharaan peralatan adalah sebagai berikut :Predictive Maintenance (Conditional Maintenance) adalahpemeliharaan yangd ilakukan dengan cara memprediksi kondisisuatu peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinannyaperalatan listrik tersebut menuju kegagalan. Denganmemprediksi kondisi tersebut dapat diketahui gejala kerusakan

secara dini. Cara yang biasa dipakai adalah memonitor kondisisecara online baik pada saat peralatan beroperasi atau tidakberoperasi. Untuk ini diperlukan peralatandanpersonil khusus untuk analisa. Pemeliharaan ini disebut jugapemeliharaan berdasarkan kondisi (Condition BaseMaintenance ).

Preventive Maintenance (Time Base Maintenance)

adalah kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untukmencegah terjadinya kerusakan peralatan secara tiba tiba danuntuk mempertahankan unjuk kerja peralatan yang optimumsesuai umur teknisnya. Kegiatan ini dilaksanakan secaraberkaladenganberpedomankepada : Instruction Manual dari pabrik, standar-standar yangada ( IEC,CIGRE, dll ) dan pengalaman operasi di lapangan.Pemeliharaaninidisebut

juga dengan pemeliharaan berdasarkan waktu ( Time Base


4/54

Maintenance ).Corrective Maintenance

adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan berencana pada

waktu-waktu tertentu ketika peralatan listrik mengalamikelainanatauunjukkerja rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan tujuanuntuk mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikandanpenyempurnaaninstalasi. Pemeliharaan ini disebut juga Curative Maintenance,yang bisa berupa Trouble Shooting atau penggantianpart/bagian yang rusak atau kurang berfungsi yang

dilaksanakandenganterencana.Breakdown Maintenance

adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakanmendadak yang waktunya tidak tertentu dan sifatnya darurat.Pelaksanaan pemeliharaan peralatan dapat dibagi 2 macam :1. Pemeliharaan yang berupa monitoring dan dilakukan olehpetugasoperatoratau

petugas patroli bagi Gardu Induk yang tidak dijaga (GITO GarduIndukTanpaOperator).2. Pemeliharaan yang berupa pembersihan dan pengukuranyangdilakukanolehpetugas pemeliharaan.

trafo listrik

Trafo Distribusi Apakah itu ?
http://jualtrafo.com/wp-content/uploads/2011/06/trafo-distribusi.jpg


5/54

trafo distribusi

Trafo Distribusi adalah merupakan suatu komponen yangsangat penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu

distribusi ke konsumen. Kerusakan pada Trafo Distribusimenyebabkan kontiniutas pelayanan terhadap konsumen akanterganggu (terjadi pemutusan aliran listrik atau pemadaman).Pemadaman merupakan suatu kerugian yang menyebabkanbiaya-biaya pembangkitan akan meningkat tergantung hargaKWH yang tidak terjual. Pemilihan rating Trafo Distribusi yangtidak sesuai dengan kebutuhan beban akan menyebabkanefisiensi menjadi kecil, begitu juga penempatan lokasi Trafo

Distribusi yang tidak cocok mempengaruhi drop teganganujung pada konsumen atau jatuhnya/turunnya tegangan ujungsaluran/konsumen.

Transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yangdapat merubah tegangan tinggi ke rendah atau sebaliknyadalam frekuensi sama. Trafo merupakan jantung dari distribusidan transmisi yang diharapkan beroperasi maksimal (kerja

terus menerus tanpa henti). Agar dapat berfungsi dengan baik,makan trafo harus dipelihara dan dirawat dengan baikmenggunakan sistem dan peralatan yang tepat. Trafo dapatdibedakan berdasarkan tenaganya, trafo 500/150 kV dan150/70 kV biasa disebut trafo Interbus Transformator (IBT) dantrafo 150/20 kV dan 70/20 kV disebut trafo distribusi. Trafopada umumnya ditanahkan pada titik netral sesuai dengankebutuhan untuk sistem pengamanan atau proteksi. Sebagai

contoh trafo 150/20 kV ditanahkan secara langsung di sisinetral 150 kV dan trafo 70/20 kV ditanahkan dengan tahananrendah atau tahanan tinggi atau langsung di sisi netral 20 kV.

Trafo Distribusi dan bagiannya

Bagian-bagian trafo distribusi adalah :

Primary winding

Secondary winding Core


6/54

Transformator distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangantransmisi menengah 20kV ketegangan distribusi 220/380Vsehingga peralatannya adalah unit trafo( 3 phase ).

Beberapa Komponen Trafo Distribusi

1. Kumparan Tersier :

Selain primer dan sekunder ada beberapa trafo yang dilengkapidengan kumparan ketiga atau tertiary winding . Ini diperlukanuntuk memperoleh tegangan tersier atau untuk kebutuhan lain.

Kumparan tersier sering dipergunakan juga untuk

penyambungan peralatan bantu seperti kondensatorsynchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt.

2. Media pendingin :

Minyak trafo harus memenuhi syarat diantaranya. :

a. ketahanan isolasi ( >10kV/mm )

b. Berat jenis harus kecil

c. Viskositas Rendah

d. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yg dapatmembahayakan

e. Tidak merusak bahan isolasi pada t( sifatkimia y)

3. Tap changer ( perubah tap ) :

Tap Changer adalah perubah perbandingan transformatoruntuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yangdiinginkan dari tegangan jaringan / primer yang berubah-ubah.Tap changer dapat dioperasikan baik dalam keadaanberbeban( on-load ) atau dalam keadaan tak berbeban ( offload ), tergantung jenisnya.


7/54

Trafo Distribusi dapat dipasang diluar ruanga (pemasangandiluar) dan dapat dipasang diruangan (pemasangan dalam)tergantung kepada keadaan lokasi beban. Pemeliharaanmerupakan salah satu kompanen yang secara langsungmendukung keandalan, daya mampu serta mutu produksi darisuatu peralatan. Pemeliharaan tidak saja merupakan pekerjaanpisik yang langsung terhadap peralatan yang bersangkutan,tetapi diperlukan suatu perencanaan yang baik danpengawasan terhadap pelaksanaannya, sehingga dengandemikian pemeliharaan akan dapat dilakukan dengan teraturdan sesuai dengan ketentuan-ketentuan, petunjuk-petunjukyang berlaku terhadap peralatan yang bersangkutan.

Distribusi yang tepat, rating sesuai dengan kebutuhan bebanakan menjaga tegangan jatuh pada konsumen dan akanmenaikkan efisiensi penggunaan Trafo Distribusi. JadiTransformator Distribusi merupakan salah satu peralatan yangperlu dipelihara dan dipergunakan sebaik mungkin (seefisienmungkin), sehingga keandalan/kontinuitas pelayanan terhadapterjamin.

Trafo isolasi apakah itu ?

trafo isolasi

trafo isolasi adalah sebuah transformator isolasi dirancanguntuk mengatasi masalah yang berkaitan dengan referensiisolasi internal ke tanah. Hal ini dibangun dengan dua gulunganFaraday terisolasi antara gulungan primer dan sekunder.
http://jualtrafo.com/wp-content/uploads/2011/05/trafo-isolasi.png


8/54

trafo isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah samadengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder samadengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa desain,gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untukmengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsisebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio,transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh koplingkapasitor.

Bila dipasang dengan benar, isolasi, yang paling dekat dengangulungan primer, dihubungkan ke tanah catu daya umum danisolasi yang paling dekat dengan gulungan sekunder

dihubungkan dengan isolasi sirkuit yang akan terisolasi.Penggunaan dua perisai dalam pembangunan transformatorisolasi untuk pengalihan noise frekuensi tinggi, yang biasanyaakan digabungkan di transformator

Kedua perisai memberikan isolasi yang lebih efektif dari sirkuitprimer dan sekunder dengan juga mengisolasi alasan mereka.Transformator isolasi menambahkan kapasitansi ketiga antara

dua perisai Faraday, yang dapat memungkinkan kopling bunyifrekuensi tinggi antara dasar sistem. Namun, meningkatkanpemisahan antara dua perisai Faraday biasanya meminimalkanini kapasitansi ketiga. Selain itu, efek dielektrik perisai ditambahpemisahan peningkatan gulungan secara signifikanmengurangi kapasitansi-antar antara gulungan.

trafo isolasi dan penggunaannya

trafo isolasi secara ekstensif digunakan dalam peralatan medis,peralatan telekomunikasi, peralatan remote control, komputer &peripheral, mesin CNC, instrumen analitis dll

Kerugian dalam transformator

1. Kerugian tembaga. Kerugian I2.R dalam lilitan tembaga

yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik

yang mengalirinya.


9/54

2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena koplingprimer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semuafluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitansekunder.Kerugianini dapat dikurangi dengan menggulunglilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.

3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan olehkapasitasliaryang terdapat pada lilitan-lilitan transformator.Kerugian ini sangat mempengaruhi efisiensi transformatoruntuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangidengan menggulung lilitan primer dan sekunder secarasemi-acak (bank winding).

4. Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus

primerACberbalikarah.Disebabkankarenainti transformatortidak dapat mengubah arah fluks magnetnya denganseketika. Kerugian ini dapat dikurangi denganmenggunakan material inti reluktansi rendah.

5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yangdialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalirpada permukaan konduktor. Hal inimemperbesar kerugiankapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan.

Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawatLitz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecilyang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakankawat geronggong ataulembaran tipis tembaga sebagaiganti kawat biasa.

6. Kerugian arus eddy (arus olak).Kerugian yang disebabkanoleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam intimagnet yang melawan perubahan fluks magnet yang

membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yangberubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada materialinti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapisan.

pengertian trafo atau transformer atau transformator


10/54

pengertian trafo

Pengertian trafo atau transformer secara ringkas adalahkomponen elektromagnet untuk menyalurkan tenaga atau dayalistrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya,dengan frekuensi sama. Apabila aliran listrik terganggu,petugas akan memeriksa kerja trafo tersebut. mengapa trafodiperlukan ? karena biasanya kebutuhan alat yang tidakmemungkinkan di gunakannya catu jala jala , misalkan beginibanyak perusahaan yang mengiport tekhnologi dari luar atau

negara asalnya, sebut saja misalnya jepang yang akanmembuka pabrik di Indonesia tentunya sumberdaya teknologidari mulai mesin dan peralatan lainnya harus bawa dongkarena Indonesia tidak punya padahal tegangan di jepang itusudah biasa 110V bukan 220V sepert di Indonesia bagaimanasolusinya ? digunakanlah trafo step down ddari tegangan PLN220 dijadikan 110V jadi pengertian trafo secara simple adalahalat yang digunakan untuk merubah besaran Tegangan bisa

dinaikkan atau di turunkan

Pengertian trafo tenaga /trafo daya

Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrikyang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik daritegangantinggiketeganganrendahatausebaliknya(menstransformasikantegangan)secara umum itulah pengertiantrafo daya
http://jualtrafo.com/wp-content/uploads/2011/05/stepdowntrafo.jpg


11/54

Untuk mempermudah pengawasan dalam operasi trafo dapatdibagi menjadi: Trafo besar, Trafo sedang, Trafo kecil. CaraKerja dan Fungsi Tiap-tiap Bagian. Suatu transformator terdiriatas beberapa bagian yang mempunyai fungsi masing-masing:

Bagian utama

- Inti besiInti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yangditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat darilempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untukmengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan

oleh Eddy Current.- Kumparan trafo

Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan.Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupunterhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton,pertinax dan lain-lain. Umumnya pada trafo terdapat kumparanprimer dansekunder.Bilakumparan primer dihubungkan dengantegangan/arus bolak-balik maka padakumparan tersebut timbulfluksi yang menginduksikan tegangan bila pada rangkaiansekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir aruspada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasitegangan dan arus.

-KumparantertierKumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertieratau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut,

kumparan tertier selalu dihubungkan delta. Kumparan tertiersering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatanbantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt danreactor shunt, namun demikian tidak semua trafo dayamempunyai kumparan tertier.

-MinyaktrafoSebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya

direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yangberkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat


12/54

sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pulasebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehinggaberfungsi sebagai media pendingin dan isolasi

Setidaknyaadatigapenyebabrusaknyatrafo yang mengakibatkanpemadaman pada saluran pelanggan. Sekitar 30 persendisebabkan oleh volume minyak pelumas yang berkurangmembuat trafo cepat panas lalu terbakar, 24 persen akibatsambaran petir; dan tujuh persen karena kelebihan tekanan.Sisanya, bisa disebabkan oleh, misalnya, komponen yangsudah tua dan harus digantidan kelebihan beban.

Untuk mengatasi kerusakan tersebut, petugas listrik akanmengidentifikasipenyebabnyaterlebihdulu.Apabilapenyebabnya adalah pelumas yang berkurang, bisa dipastikanterjadi kebocoran pada sirip, body, keran pengeluaran, packingcover atas, packing bushing, dan tap changer yang harussegera ditambal. Petugas tinggal menambahkan minyak oliatau pelumas yang telah berkurang akibat kebocoran tersebutsampai ukuran stabil. Jika t/afo rusak akibat sambaran petir

dan kelebihan beban, bisa diatasi dengan melakukan mutasitrafo

pengertian trafo

TRANSFORMATOR

Transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yangdapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.

Umumnya, Transformator adalah suatu alat listrik yang dapatmemindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebihrangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatugandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baikdalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaantransformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnyategangan yang sesuai ,dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan

misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengirimandayalistrikjarakjauh.


13/54

Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lainsebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban,untuk memisahkan satu rangkain dari rangkaian yang lain, danuntuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan ataumengalirkan arus bolak-balik antara rangkaian.

FlukspadatransformatorRumus untuk fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primeradalah = x t dan rumus untuk GGL induksi yang terjadidi lilitan sekunder adalah = N x / t.Karena kedua kumparan dihubungkan dengan fluks yangsama, maka / t = Vp / Np = Vs / Ns dimana denganmenyusun ulang persamaan akan didapat Vp / Vs = Np / Nssedemikian hingga Vp x Ip = Vs x Is. Dengan kata lain,hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunderditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer denganlilitan sekunder.

KerugiandalamtransformatorPerhitungan diatas hanya berlaku apabila kopling primer-

sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalampraktekterjadibeberapakerugianyaitu:1. Kerugian tembaga. Kerugian I2R dalam lilitan tembaga yangdisebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yangmengalirinya.2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena koplingprimer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluksmagnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder.

Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secaraberlapis-lapisantaraprimerdansekunder.3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan olehkapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator.Kerugian ini sangat mempengaruhi efisiensi transformatoruntuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi denganmenggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak(bankwinding)

4. Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer


14/54

AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidakdapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika.Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material intireluktansirendah.5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiriarus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir padapermukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitasdan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapatdikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yangterdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untukfrekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembarantipistembagasebagaigantikawatbiasa.

6. Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkanoleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnetyang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkanGGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadiolakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurangkalaudigunakanintiberlapis-lapisan.

Efisiensi

Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus = (Po /Pi) x 100%. Karena adanya kerugian pada transformator. Makaefisiensi transformator tidak dapat mencapai 100%. Untuktransformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai98%.

Jenis-jenis transformatorTransformator step-up adalah transformator yang memiliki

lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehinggaberfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasaditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaiktegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggiyangdigunakandalamtransmisijarakjauh.Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikitdaripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penuruntegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui,

terutamadalamadaptorAC-DC..


15/54

AutotransformatorTransformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yangberlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalamtransformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitansekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanandengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitansekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipisdibandingkantransformatorbiasa.Keuntungandariautotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dankerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan.Tetapitransformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara

listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu,autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaiktegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebihdari1,5 kali).

AutotransformatorvariabelAutotransformatorvariabelsebenarnya adalah autotransformatorbiasa yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan

perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.

TransformatorisolasiTransformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlahsama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder samadengan tegangan primer.Tetapi pada beberapa desain,gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untukmengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi

sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan ausio,transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh koplingkapasitor.

TransformatorpulsaTransformator pulsa adalah transformator yang didesainkhusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa.Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat

jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu,


16/54

fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitansekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet,transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh,yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.

TransformatortigafasaTransformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformatoryang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primerbiasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunderdihubungkansecaradelta().

PrinsipKerjaTransformator

Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untukmenaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC).Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparanpertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparankedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besiyang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yangdihasilkan.Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut.

Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumbertegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparanprimer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medanmagnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dandihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga padaujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efekini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).Pada skema transformator di samping, ketika arus listrik dari

sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primerberbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yangdihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yangdihasilkan pada kumparan sekunder akan berubahpolaritasnya.Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer,tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder, dapatdinyatakan dalam persamaan:


17/54

Vp/Vs=NpNsKeterangan:Vp = tegangan primer (volt)Vs = tegangan sekunder (volt)Np = jumlah lilitan primerNs = jumlah lilitan sekunder

SimbolTransformatorBerdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan

jumlah lilitan skunder transformator ada dua jenis yaitu:1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubahtegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini

mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyakdaripadajumlahlilitanprimer(Ns>Np).2. Transformator step down yaitu transformator yangmengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah,transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primerlebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkanolehkumparansekunderadalah:

1. Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).2. Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP).3. Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer,( Vs ~ 1 / Np ) Sehingga dapat dituliskan: Vs = (Ns / Np) x Vp.

PenggunaanTransformatorTransformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutamayang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya

tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 voltpadahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformatoruntuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjaditegangan listrik bolak-balik 12 volt. Contoh alat listrik yangmemerlukan transformator adalah: TV, komputer, mesin fotokopi,gardulistrikdansebagainya.

Jenis-jenis Transformator


18/54

1. Jenis transformator berdasarkan fungsinya- Trafo step-up-Trafostep-down2. Jenis transformator berdasarkan perbandingan antara

jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder- Trafo step-up-Trafostep-down3. Jenis transformator catu daya- Trafo engkel- Trafo CT4. Jenis tranformator berdasarkan inti- Trafo tipe shell- Trafotipe inti5. Transformator berdasarkan kegunaan- Trafo tenaga-Ototransformator6. Jenis transformator berdasarkan jenis fasa tegangan- Trafosatu fasa- Trafo tiga fasa

TransformatorDayadanCaraPengujiannyaTransformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrikyang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik daritegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya(mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya,trafo-trafo tenaga ditanahkan pada titik netralnya sesuaidengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi, sebagai

contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung disisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkandengan tahanan di sisi netral 20 kV nya. Transformator yangtelah diproduksi terlebih dahulu melalui pengujian sesuaistandar yang telah ditetapkan.

KlasifikasiTransformatorTransformator tenaga dapat di klasifikasikan menurut:

vPasangan:PasangandalamPasangaluarvPendinginanMenurut cara pendinginannya dapat dibedakan sebagaiberikut:vFungsi/PemakaianTransformatormesinTransformatorGarduIndukvDistribusivKapasitasdanTegangan

Untuk mempermudah pengawasan dalam operasi trafo dapat


19/54

dibagi menjadi: Trafo besar, Trafo sedang, Trafo kecil.

CaraKerjadanFungsiTiap-tiapBagianSuatu transformator terdiri atas beberapa bagian yangmempunyaifungsimasing-masing:Bagianutama-IntibesiInti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yangditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat darilempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untukmengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkanolehEddyCurrent.-Kumparantrafo

Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan.Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupunterhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton,pertinaxdanlain-lain.Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder.Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arusbolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yangmenginduksikan tegangan, bila pada rangkaian sekunder

ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus padakumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasitegangandanarus.-KumparantertierKumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertieratau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut,kumparan tertier selalu dihubungkan delta. Kumparan tertiersering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatan

bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt danreactor shunt, namun demikian tidak semua trafo dayamempunyaikumparantertier.-MinyaktrafoSebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinyadirendam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yangberkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifatsebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula

sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga


20/54

berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk ituminyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:vkekuatanisolasitinggiv penyalur panas yang baikberat jenis yang kecil, sehinggapartikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepatv viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dankemampuanpendinginanmenjadilebihbaikv titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapatmembahayakantidakmerusakbahanisolasipadatvsifatkimiayangstabil.-BushingHubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui

sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi olehisolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antarakonduktortersebutdengatangkitrafo.-TangkidanKonservatorPada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendamminyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untukmenampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengankonservator.

Peralatan-PendinginPada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbulpanas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panastersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akanmerusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangikenaikan suhu yang berlebihan tersebut trafo perlu dilengkapidengan sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar

trafo.Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa:Udara/gas, minyak dan air. Pengalirannya (sirkulasi) dapatdengancara:Alamiah(natural)Tekanan/paksaan (forced).-TapChanger(perubahtap)Tap Changer adalah perubah perbandingan transformatoruntuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yangdiinginkan dari tegangan jaringan/primer yang berubah-ubah.

Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban


21/54

(on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load),tergantunjenisnya.-AlatpernapasanKarena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhuudara luar, maka suhu minyakpun akan berubah-ubahmengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyakakan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyakkeluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun,minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalamtangki.Kedua proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaanminyak trafo akan selalu bersinggungan dengan udara luar

yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, makauntuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubungudara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis.-IndikatorUntuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanyaindicatorpadatrafosebagaiberikut:vindikatorsuhuminyakvindikatorpermukaanminyak

vindikatorsistempendinginvindikatorkedudukantapvdansebagainya.

PeralatanProteksi-ReleBucholzRele Bucholz adalah rele alat/rele untuk mendeteksi danmengamankanterhadapgangguandalamtrafoyang menimbulkan

gas.Gasyangtimbuldiakibatkanoleh:a. Hubung singkat antar lilitan pada/dalam phasa b. Hubungsingkat antar phasa c. Hubung singkat antar phasa ke tanah d.Busur api listrik antar laminasi e. Busur api listrik karena kontakyangkurangbaik.-Pengamantekananlebih

Alat ini berupa membran yang dibuat dari kaca, plastik,

tembaga atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman


22/54

tangki trafo terhadap kenaikan tekan gas yang timbul di dalamtangki yang akan pecah pada tekanan tertentu dankekuatannya lebih rendah dari kakuatan tangi trafo.- Rele tekanan lebihRele ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yaknimengamankan terhadap gangguan di dalam trafo. Bedanyarele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tibadan langsung mentripkan P.M.T.- Rele DiferensialBerfungsi mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafoantara lain flash over antara kumparan dengan kumparan ataukumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam

kumparan ataupun beda kumparan.- Rele Arus lebihBefungsi mengamankan trafo arus yang melebihi dari arusyang diperkenankan lewat dari trafo terseut dan arus lebih inidapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubungsingkat.- Rele Tangki tanahBerfungsi untuk mengamankan trafo bila ada hubung singkat

antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidakbertegangan pada trafo.- Rele Hubung tanahBerfungsi untuk mengamankan trafo bila terjadi gangguanhubung singkat satu phasa ke tanah.- Rele TermisBerfungsi untuk mencegah/mengamankan trafo dari kerusakanisolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan

oleh arus lebih. Besaran yang diukur di dalam rele ini adalahkenaikan temperatur.

5BAB II

TRANSFORMATORII.1. UmumTransformator merupakan suatu alat listrik statis yang dapat

memindahkan dan mengubah tegangan dan arus bolak-balik


23/54


24/54

mempergunakan tegangan yang tinggi. Hal ini dilakukanterutama untuk mengurangi kerugian energi yang terjadi,dengan cara mempergunakan transformator untuk menaikkantegangan listrik di pusat listrik dari tegangan generator yangbiasanya berkisar antara 6 kV sampai 20 kV pada awaltransmisi ke tegangan saluran transmisi antara 100 kV sampai1000 kV, kemudian menurunkannya lagi pada ujung akhirsaluran ke tegangan yang lebih rendah.Transformator yang dipakai pada jaringan tenaga listrikmerupakan transformator tenaga. Disamping itu ada jenisjenistransformator lain yang banyak dipergunakan dan padaumumnya merupakan transformator yang jauh lebih kecil.

Misalnya transformator yang dipakai di rumah tangga untukmenyesuaikan tegangan dari lemari es dengan tegangan yangberasal dari jaringan listrik umum, transformator yang dipakaipada lampu TL dan transformatortransformator mini yangdipergunakan pada berbagai alat elektronik, seperti pesawatpenerima radio, televisi, dan sebagainya.II.2. Konstruksi TransformatorPada dasarnya transformator terdiri dari kumparan primer dan

sekunder yang dibelitkan pada inti ferromagnetik.Transformator yang menjadi fokus bahasan disini adalahtransformator daya.Konstruksi transformator daya ada dua tipe yaitu tipe inti (coretype) dan tipe cangkang (shell type). Kedua tipe inimenggunakan inti berlaminasi yang terisolasi satu samalainnya, dengan tujuan untuk mengurangi rugi-rugi arus eddy.7


25/54

Tipe inti (Core form)Tipe inti ini dibentuk dari lapisan besi berisolasi berbentukpersegi dan kumparan transformatornya dibelitkan pada duasisi persegi. Pada konstruksi tipe inti, kumparan mengelilingiinti besi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1IntiKumparanGambar 2.1 Konstruksi transformator tipe inti (core form)Sedangkan konstruksi intinya pada umumnya berbentuk hurufU atau huruf L, dapat kita lihat pada gambar 2.2Gambar. 2.2 Konstruksi lempengan logam inti transformatorbentuk U dan LTipe cangkang (Shel l form)

Jenis konstruksi transformator yang kedua yaitu tipe cangkangyang dibentuk dari lapisan inti berisolasi dan kumparandibelitkan di pusat inti, dapat dilihat pada gambar 2.3.8


26/54

Gambar 2.3 Transformator tipe cangkang (shell form)Pada transformator ini, kumparan atau belitan transformatordikelilingi oleh inti. Sedangkan konstruksi intinya padaumumnya berbentuk huruf E, huruf I atau huruf F sepertiterlihat pada gambar 2.4Gambar 2.4 Konstruksi lempengan logam inti transformatorbentuk E, I dan FII.3. Prinsip Kerja TransformatorTransformator terdiri atas dua buah kumparan (primer dansekunder) yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisahsecara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui

jalur yang memiliki reluktansi (reluctance) rendah. Apabila

kumparan primer dihubungkan dengan sumber teganganbolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam intiyang dilaminasi, karena kumparan tersebut 9


27/54

membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer.Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparanprimer terjadi induksi (self induction) dan terjadi pula induksi dikumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparanprimer atau disebut sebagai induksi bersama (mutual induction)yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparansekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaiansekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransferkeseluruhan (secara magnetisasi).Volt.............................................................. (2.1 ) dtdNe=Dimana : e = gaya gerak listrik ( ggl ) [ volt ]N = jumlah lilitan

= perubahan fluks magnet dtdPerlu diingat bahwa hanya tegangan listrik arus bolak-balikyang dapat ditransformasikan oleh transformator, sedangkandalam bidang elektronika, transformator digunakan sebagaigandengan impedansi antara sumber dan beban untukmenghambat arus searah sambil tetap melakukan arus bolak-balik antara rangkaian.Tujuan utama menggunakan inti pada transformator adalah

untuk mengurangi reluktansi ( tahanan magnetis ) darirangkaian magnetis ( common magnetic circuit)II.3.1. Keadaan transformator tanpa bebanBila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengansumber tegangan V1 yang sinusoidal, akan mengalir arusprimer I0 yang juga sinusoidal,10


28/54

dengan menganggap belitan N1 reaktif murni, I0 akantertinggal 900 dari V1. Arus primer I0 menimbulkan fluks ()yang sephasa dan juga berbentuk sinusoid.V1I1N1E1E2N2V2Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan tanpa bebanWb......................................................... (2.2) tsinmax=Fluks yang sinusoidal ini akan menghasilkan tegangan induksi1 (Hukum Faraday).dtdNe=.11dttdNesinmax11=(tertinggal 900 dari ) ................... (2.3) tNecosmax11=)90sin(max11=wtNeDimana : e1 = Gaya gerak listrik induksiN1 = Jumlah belitan di sisi primer = Kecepatan sudut putar = Fluks magnetik11


29/54

Harga efektif:2max11=NE22max11=fNE214,32max11=fxNE228,6max11=fNE(volt)................................................... (2.4) max1144,4=fNEDimana : E1 = Gaya geraqk listrik induksi (efektif)f = FrekuensiBila rugi tahanan dan adanya fluksi bocor diabaikan akanterdapat hubungan:.......................................................... .(2.5)aNNVVEE===212121

Dimana : E1 = GGL induksi di sisi primer (volt)E2 = GGL induksi di sisi sekunder (volt)V1 = Tegangan terminal di sisi primer (volt)V2 = Tegangan terminal di sisi sekunder (volt)N1 = Jumlah belitan di sisi primerN2 = Jumlah belitan di sisi sekuna = Faktor transformasi 12


30/54

II.3.2. Keadaan transformator berbebanApabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL,akan mengalir arus I2 pada kumparan sekunder, dimana .LZVI22=

12V1I1N1E1E2N2I2V2ZL ,2Gambar 2.6 Transformator dalam keadaan berbeban

Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm)N2 I2 yang cenderung menentang fluks () bersama yangtelah ada akibat arus pemagnetan. Agar fluks bersama itu tidakberubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arusI2, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus bebanI2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan

primer menjadi:(ampere) .................................................. (2.6) '201III+=Bila komponen arus rugi tembaga (Ic) diabaikan, maka I0 = Im ,sehingga:(ampere) .................................................. (2.7) '21IIIm+=Dimana: I1 = arus pada sisi primerI0 = arus penguatIm = arus pemagnetan

Ic = arus rugi-rugi tembaga13


31/54

II.4. Rangkaian Ekivalen TransformatorFluks yang dihasilkan oleh arus pemagnetan Im tidakseluruhnya merupakan Fluks Bersama (M), sebagian darinyahanya mencakup kumparan pimer (1) atau mencakupkumparan sekunder (2) saja dalam model rangkaian ekivalenyang dipakai untuk menganalisis kerja suatu transformator,adanya fluks bocor 1 dengan mengalami proses transformasidapat ditunjukan sebagai reaktansi X1 dan fluks bocor 2dengan mengalami proses transformasi dapat ditunjukansebagai reaktansi X2 sedang rugi tahanan ditunjukan denganR1 dan R2, dengan demikian model rangkaian dapat dituliskanseperti gambar 2.7

ACI1R1X1I2'I0ImIcN1N2I2R2X2ZLXmRcGambar 2.7 Rangkaian ekivalen sebuah transformatorV1= I1R1+I1X1+E1E1= aE2E2= I2R2+I2X2+V2I2= aI2V1= I1R1+I1X1+a(I2R2+I2X2+V2)V1= I1R1+I1X1+aI2R2+aI2X2+aV2

V1= I1R1+I1X1+a(aI2R2)+a(aI2X2)+aV2V1= I1R1+I1X1+a2I2R2+a2I2X2+aV214


32/54

V1= I1R1+I1X1+I2(a2R2+a2X2)+aV2 ................................(2.8)

Apabila semua parameter sekunder dinyatakan dalam hargarangkaian primer, harganya perlu dikalikan dengan faktor a2,dimana a = E1/E2. Sekarang model rangkaian menjadi sebagaiterlihat pada gambar berikut.

ACI1R1X1I2'I0ImIcXmRca2R2a2X2a2ZaV2Gambar 2.8 Penyederhanaan rangkaian ekivalen transformatorUntuk memudahkan perhitungan, model rangkaian tersebutdapat diubah menjadi seperti gambar dibawah ini.

ACI1I2R1X1a2R2a2 X2a2Z2aV2ImRcIcXmGambar 2.9 Parameter sekunder pada rangkaian primer

Maka didapat hasil perhitungan sebagai berikut :Rek = R1 + a2R2(ohm).....................................................................(2.9)Xek = X1 + a2X2(ohm)....................................................................(2.10)15


33/54

Sehingga rangkaian di atas dapat diubah seperti gambar dibawah ini :

ACI1I2RekXeka2Z2aV2ImRcIcXmGambar 2.10 Hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalentransformatorParameter transformator yang terdapat pada model rangkaian(rangkaian ekivalen) Rc, Xm, Rek dan Xek dapat ditentukanbesarnya dengan dua macam pengukuran yaitu pengukuranbeban nol dan pengukuran hubungan singkat.II.4.1. Pengukuran beban nolRangkaian pengukuran beban nol atau tanpa beban dari suatutransformator dapat ditunjukkan pada gambar 2.11. Umumnya

untuk pengukuran beban nol semua instrumen ukur diletakkandi sisi tegangan rendah (walaupun instrumen ukur terkadangdiletakkan di sisi tegangan tinggi), dengan maksud agarbesaran yang diukur cukup besar untuk dibaca dengan mudah.

ACVAWN1N2Gambar 2.11 Rangkaian pengukuran beban nol16


34/54

Dalam keadaan tanpa beban bila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan V1, maka akan mengalirarus penguat I0. Dengan pengukuran daya yang masuk (P0),arus penguat I0 dan tegangan V1 maka akan diperoleh harga:.................................................................. (2.11) 021PVRc=................................................. (2.12) mccmjXRRjXIVZ+==010Dimana : Z0 = impedansi beban nolRc = tahanan beban nolXm = reaktansi beban nolDengan demikian, dari pengukuran beban nol dapat diketahuiharga Rc dan Xm. Rangkaian ekivalen dari pengukuran bebannol dapat dilihat pada gambar 2.12. di bawah ini. Dari gambar

rangkaian ekivalen tersebut dapat kita lihat bahwa:I0RekXekIekIcImRcXmV1Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen pengukuran beban nol17


35/54

II.4.2. Pengukuran hubung singkatHubungan singkat berarti impedansi beban ZL diperkecilmenjadi nol, sehingga hanya impedansi Zek = Rek + j Xekyang membatasi arus.Karena harga Rek dan Xek ini relatif kecil maka harus dijagaagar tegangan masuk (Vsc) cukup kecil, sehingga arus yangdihasilkan tidak melebihi arus nominal. Harga Iek akan relatifsangat kecil bila dibandingkan dengan arus nominal, sehinggapada pengukuran ini dapat diabaikan.

ACVAWN1N2AGambar 2.13 Pengukuran hubung singkatDengan mengukur tegangan Vsc, arus Isc dan daya Psc, akan

dapat dihitung parameter:IscRekXekVscGambar 2.14 Rangkaian ekivalen pengukuran hubung singkat(ohm) ..................................................... (2.13) 2)(scscekIPR=(ohm) ..................................... (2.14)ekekscscekjXRIVZ+==18


36/54

(ohm) .......................................... (2.15)II.5. Diagram Vektor TransformatorDiagram vektor adalah penggambaran hubungan antara fluksmagnet, tegangan dan arus yang mengalir dalam bentukvektor. Hubungan yang terdapat di antara harga-harga tersebutakan tergantung pada sifat beban, impedansi lilitan primer dansekunder serta rugi-rugi transformator.II.5.1 Hubungan Tanpa Beban

Apabila transformator tidak dibebani, arus yang mengalir dalamtransformator hanyalah arus pemagnetan ( Io ) saja.Dalam hal ini :1. Fluks magnet ( o ) sephasa dengan arus primer tanpabeban ( Io ) dan ketinggalan 90o terhadap tegangan sumber (V1 ).2. Gaya gerak listrik induksi pada primer ( E1 ) besarnya sama,tetapi berbeda phasa 180o terhadap tegangan sumber ( V1 ).3. Gaya gerak listrik induksi pada sekunder ( E2 ) = a E1 ,ketinggalan 90o terhadap fluks magnet (o ).Dalam penggambaran, V1 = - E1, dengan menganggap :1. Rugi - rugi karena arus pusar dan rugi rugi hysterisis didalam inti besi tidak ada.

2. Rugi rugi tahanan pada kawat tembaga tidak ada.3. Fluks bocor pada kumparan primer maupun sekunder tidakada. 19


37/54

Karena transformator tidaklah mungkin ideal, maka rugi rugiyang ada harus diperhitungkan yaitu :1. Arus primer tanpa beban ( Io ) sephasa dengan fluks magnet(o ), sebenarnya mendahului sebesar e sehingga arusprimer tanpa beban dapat diuraikan atas dua komponen, yaitu :Io = Im + Ih + e ( 2.16 )0EEE21090901V1=-I0Gambar 2.15 Diagram vektor transformator ideal tanpa beban2. Besarnya ggl induksi E1 tidak lagi sama dengan V1, tetapiharus diperhitungkan terhadap penurunan tegangan karenaadanya impedansi kumparan primer Z1 , sehingga diperolehhubungan :

V1 = ( -E1 ) + Io ( R1 + jX1 ) ........................................ (2.17 )Dimana : R1 : tahanan kumparan primerX1 : reaktansi induktif kumparan primer20


38/54

EEE2101V1-I0IMIh+eR1I0X1I0Gambar 2.16 Diagram vektor transformator tak ideal tanpabebanII.5.2 Transformator BerbebanII.5.2.1. Beban Tahanan MurniPada kumparan sekunder transformator terdapat R2 dan X2.Bila kumparan sekunder dihubungkan dengan tahanan murniR, maka dalam kumparan sekunder mengalir arus sebesar I2.

Arus ini akan berbeda phasa sebesar 2 terhadap E2 akibatadanya reaktansi kumparan sekunder ( X2 ).V1E1E2V2I1I2R2X2RLGambar 2.17 Transformator berbeban tahanan murni

Dari gambar 2.17 diatas didapat:21


39/54


40/54

Oleh karena beban induktif, maka I2 ketinggalan terhadap E2.Dengan mengambil E2 sebagai dasar melukiskan diagramvektor dan harga E1 = a E2 , maka diagram vektor dapatdilukiskan sebagai berikut :

oImE1E2I2X22I2Ih + eIo-I2I11-E1I1R1I1X1V12V2I2R2I2XLI2RLGambar 2.19 Vektor diagram Transformator berbeban induktifII.5.2.3. Beban KapasitifDengan adanya beban kapasitif pada transformatormenyebabkan pergeseran phasa antara I2 dan E2 sebesar 2.......................................................... ( 2.22 )LLRRXXtg+=222Dan juga menyebabkan pergeseran phasa antara I2 dan V2sebesar 2................................................................ ( 2.23 )LLRXtg=2 23


41/54

oImE1E2I2X22I2Ih + eIo-I2I11-E1I1R1I1X1V12V2I2R2I2XLI2RLoGambar 2.20 Vektor diagram Transformator berbeban kapasitifII.6. Rugi Rugi dan EfisiensiKumparansekunderKumparanprimerFluksbersamaPoutRugitembagaRugi tembagaRugi besi:rugi histeresis danrugi aruseddyPinGambar 2.21 Blok diagram rugi rugi pada transformator24


42/54

II.6.1. Rugi Tembaga ( Pcu )Rugi yang disebabkan arus mengalir pada kawat tembagadapat ditulis sebagai berikut :Pcu = I2 R

(watt)..(2.24)Formula ini merupakan perhitungan untuk pendekatan. Karenaarus beban berubahubah, rugi tembaga juga tidak konstanbergantung pada beban.II.6.2. Rugi Besi ( Pi )Rugi besi terdiri atas : Rugi histerisis, yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak balikpada inti besi yang dinyatakan sebagai :

Ph = kh f Bmaks1.6 ( watt ).................................................(2.25)Kh = konstantaBmaks = Fluks maksimum ( weber ) Rugi arus eddy , yaitu rugi yang disebabkan arus pusar padainti besi. Dirumuskan sebagai :

Pe = ke f2 Bmaks2................................................................(2.26)Ke = KonstantaBmaks = Fluks maksimum (weber)Jadi, rugi besi ( rugi inti ) adalah :Pi = Ph + Pe.........................................................................(2.27)25


43/54

II.6.3. EfisiensiEfisiensi dinyatakan sebagai :.........................................................(2.28)Pin = Daya input transformatorPout = Daya output transformator rugi-rugi = Pcu + PiII.7. Transformator Tiga PhasaII.7.1. UmumPada prinsipnya transformator tiga phasa sama dengantransformator satu phasa, perbedaannya adalah sepertiperbedaan sistem listrik satu phasa dengan listrik tiga phasa,yaitu mengenal sistem bintang ( Y ) dan segitiga ( ), serta

sistem zig-zag ( Z ), dan juga sistem bilangan jam yang sangatmenentukan untuk kerja paralel transformator tiga phasa.Untuk menganalisa transformator daya tiga phasa dilakukandengan memandang atau menganggap transformator tigaphasa sebagai transformator satu phasa, teknikperhitungannya pun sama, hanya untuk nilai akhir biasanyaparameter tertentu ( arus, tegangan dan daya ) transformatortiga phasa dikaitkan dengan nilai .

Transformator tiga phasa ini dikembangkan dengan alasanekonomis, biaya lebih murah karena bahan yang digunakanlebih sedikit dibandingkan tiga buah transformator satu phasadengan jumlah daya yang sama dengan satu buah 26


44/54

transformator daya tiga phasa, lebih ringan dan lebih kecilsehingga mempermudah pengangkutan ( menekan biayapengiriman ), pengerjaannya lebih cepat, serta untukmenangani operasinya hanya satu buah transformator yangperlu mendapat perhatian (meringankan pekerjaan perawatan).II.7.2. Konstruksi Transformator Tiga PhasaUntuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusardi dalam inti, rangkaian magnetik itu biasanya terdiri darisetumpuk laminasi tipis. Dua jenis konstruksi yang biasadipergunakan diperlihatkan pada gambar 2.22 dan 2.23 berikutini.Np1Ns1Np2Ns2Np3Ns3

Gambar 2.22 Transformator 3 Phasa Tipe Inti27


45/54

Np1Np2Np3Ns1Ns2Ns3Gambar 2.23 Transformator 3 Phasa Tipe CangkangDalam jenis inti (core type) kumparan dililitkan pada setiap kakitransformator. Dalam jenis cangkang (shell type) kumparandililitkan sekitar kaki tengah dari inti. Kebanyakan fluksterkurung dalam inti dan karena itu dirangkum oleh keduakumparan. Meskipun fluks bocor yang dirangkum salah satukumparan tanpa dirangkum yang lain merupakan bagian kecildari fluks total, ia mempunyai pengaruh penting pada perilakutransformator. Kebocoran dapat dikurangi dengan membagi-bagi kumparan dalam bagian-bagian yang diletakkan sedekatmungkin satu sama lainnya.

II.7.3. Hubungan Tiga Phasa Dalam TransformatorSecara umum hubungan belitan tiga phasa terbagi atas dua

jenis, yaitu hubungan wye (Y) dan hubungan delta (). Masing-masing hubungan belitan ini memiliki karakteristik arus dantegangan yang berbeda-beda. Baik sisi primer maupunsekunder masing-masing dapat dihubungkan wye ataupundelta. Kedua hubungan ini dapat dijelaskan secara terpisah,yaitu :

1. Hubungan wye (Y)28


46/54

Hubungan ini dapat dilakukan dengan menggabungkan ketigabelitan transformator yang memiliki rating yang sama.Z AZ BZ CInABCNIaIbIcGambar 2.24 Hubungan WyeDari gambar diatas dapat diketahui sebagai berikut,Ia = Ib = Ic = IL (ampere).( 2.29)IL = Iph (ampere).....................( 2.30)Dimana : IL = Arus lineIph = Arus phasaDan,

VAB = VBC = VCA = VL-L (volt)VL-L = 3 Vph (volt)..............(2.31)Dimana : VL-L = Tegangan line to lineVph = Tegangan line to netral2. Hubungan delta ()Hubungan delta ini juga mempunyai tiga buah belitan danmasing-masing memiliki rating yang sama.29


47/54


48/54

(zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi - Z dan Y Z.Hubungan zig-zag ( Z ) merupakan sambungan bintangistimewa, hubungan ini dibuat dengan menambahkankumparan yang dihubungkan secara segitiga pada kumparansekunder yang dihubungkan secara bintang. Berikut inipembahasan hubungan transformator tiga phasa secaraumum:1. Hubungan Wye-Wye ( Y-Y )Hubunangan ini ekonomis digunakan untuk melayani bebanyang kecil dengan tengangan transformasi yang tinggi.Hubungan Y-Y pada transformator tiga phasa dapat dilihatpada Gambar 2.26 berikut ini.

......aa'bb'cc'Np1Ns1Ns2Ns3Np2Np3VLPVLSVpVsGambar 2.26 Transformator Hubungan Y-YPada hubungan Y-Y , tegangan primer pada masing-masingphasa adalah ....( 2.36)3/V=VLPPTegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasasekunder dan perbandingan belitan transformator. Makadiperoleh perbandingan tegangan pada transformator

adalah:31


49/54

.......( 2.37 )a=V3V3=VVSPLSLP2. Hubungan Wye-Delta ( Y- )Digunakan sebagai penaik tegangan untuk sistem tegangantinggi. Hubungan Y- pada transformator tiga phasa dapatdilihat pada Gambar 2.27 berikut ini.......aa'bb'cc'Np1Ns1Ns2Ns3Np2Np3VLPVLSVpVsGambar 2.27 Transformator Hubungan Y- Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sebandingdengan tegangan phasa primer dan tegangan kawat ke kawatsekunder sama dengan tegangan phasa . Sehingga diperolehperbandingan tegangan pada hubungan ini adalah sebagai

berikut :PLPVV3= SLSVV=32


50/54

( 2.38 ) aVVVVSPLSLP33==3. Hubungan DeltaWye ( Y )Umumnya digunakan untuk menurunkan tegangan daritegangan transmisi ke tegangan rendah. Hubungan Y padatransformator tiga phasa ditunjukkan pada Gambar 2.27dibawah ini.VLS......aa'bb'cc'Np1Ns1Ns2Ns3Np2Np3VLPVpVsGambar 2.28 Transformator hubungan YPada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer samadengan tegangan phasa primer VLP = VP dan tegangan sisisekunder . Maka perbandingan tegangan pada hubungan iniadalah : SLSV3=V

........( 2.39 )33aVVVVSPLSLP==4. Hubungan Delta-Delta ( ).33


51/54

Hubungan ini pada transformator tiga phasa ditunjukkanpada Gambar 2.28 berikut :VLS......aa'bb'cc'Np1Ns1Ns2Ns3Np2Np3VLPVpVsGambar 2.29 Transformator hubungan Pada hubungan ini, tegangan kawat ke kawat dan teganganphasa sama untuk primer dan sekunder transformator VAB =VBC = VAC = VLN. Maka hubungan tegangan primer dansekunder transformator adalah sebagai berikut :VL-L = VL-N (volt) ..............................................................( 2.40)VAB = VBC = VAC (volt) ......................................................(2.41 )

Dimana : VL-L = Tegangan line to lineVL-N = Tegangan line to netralSedangkan arus pada transformator tiga phasa hubungan deltadapat dituliskan sebagai berikut :IL = Ip (ampere)............................................................( 2.42 ) 3Dimana : IL = Arus lineIp = Arus phasa34


52/54

II.7.5. Vektor GroupSelain dibagi atas berbagai hubungan diatas, hubungantersebut masih dibagi lagi menjadi beberapa jenis, sesuaidengan besarnya pergeseran phasa, yang dikenal sebagaibilangan jam. Adapun pembagian grup/kelompoknya adalahberdasarkan penunjukan jarum jam dari vektornya, contohpegelompokannya dapat dilihat pada gambar berikut:121211109367854150Dy5Yd5Yz5Kelompok jam 5 ( 150 )Bedasudut fasa = 5 x 30 = 150Gambar 2.30 Bilangan jamKetentuan-ketentuan dalam penetuan angka jam vektor gruptransformator antara lain:

1. .............................................................................................Ketiga phasa tegangan dianggap berselisih 120 o.2. .............................................................................................Setiap belitan pada kaki transformator yang sama dianggapmempunyai arah belitan yang sama.35


53/54


54/54

transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan ac...

Documents