TUGAS TEKNIK TENAGA LISTRIKTRANSFORMATOR

DOSEN PENGAMPUR. Suryoto Edy Raharjo., S.T., M.Eng.

UNIVERSITAS TIDAR

Oleh :Imam Nugroho1410502011S-1 Teknik Mesin

Pendahuluan

Pengertian TransformatorPrinsip Kerja Transformator Jenis – jenis TransformatorKarakteristik TransformatorRugi – rugiParalel Transformator

Pengertian Transformator

Transformator merupakan suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya,dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis,dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.

Bagian Utama Transformator

Inti BesiKumparanMinyak TransformatorTangkiBushing

Inti BesiInti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Pada transformator, inti besi dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”

Kumparan

Beberapa lilitan kawat berisolasi akan membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut di-isolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain disebelahnya dengan isolasi padat, seperti karton, pertinax.

Minyak TransformatorSebagian besar trafo tenaga, kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (di sirkulasi), dan bersifat sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi), sehingga minyak trafo tersebut berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.

Tangki

Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.

Bushing

Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.

Simbol Transformer

Transformer 1 fasa

Transformer 3 fasa

Yd

Prinsip Kerja Transformator

Prinsip dasar suatu transformator adalah induksi bersama (mutual induction) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan induksi yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu path yang mempunyai relaktansi yang rendah. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan atau menimbulkan ggl induksi dari hukum faraday, Bila arus bolak balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl).

Jenis – jenis Transformator

Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi 3 : Trafo Radio Trafo Pengukuran

Potential Transformer (PT)Current Transformer (CT)

Trafo Daya

Karakteristik Transformator

Keadaaan Transformator Tanpa beban

Keadaaan Transformator Berbeban

F

E1

I0

N1 N2

E2

Keadaan Tanpa Beban

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirlah arus primer Io yang juga sinusoid dan dengan mengannggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 90o dari V1 (lihat gambar ). Arus primer Io menimbulkan fluks (f) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid. f = fmaks sin wt

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 (Hukum Faraday). Fluks yang berubah-ubah memotong suatu kumparan maka pada kumparan tersebut akan di induksikan suatu tegangan listrik.Arus primer Io yang mengalir pada saat kumparan sekunder tidak dibebani disebut arus penguat. Dalam kenyataannya arus primer Io bukanlah merupakan arus induktif murni, hingga ia terdiri atas dua komponen:1. Komponen arus pemagnetan IM, yang menghasilkan fluks

(f). 2. Komponen arus rugi tembaga IC, menyatakan daya yang

hilang akibat adanya rugi histeris dan ‘arus eddy’. IC sefasa dengan V1, dengan demikian hasil perkaliannya (IC x V1) merupakan daya (watt) yang hilang

Keadaaan Transformator Berbeban

V2V1 E1

I1

N1 N2

E2

I2

ZL

F2

F1

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL, I2 mengalir pada kumparan sekunder, di mana I2 = V2/ZL .

Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2 I2 yang cenderung menentang fluks (f) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan IM. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I’2, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada primer.

Rugi – Rugi Transformator

Rugi-rugi arus pusar / eddy current Rugi-rugi hysterisis Rugi-rugi tembaga

Rugi Arus Pusar / Eddy Current

Rugi arus eddy adalah terjadinya arus pusar yang arahnya ber-putar didalam inti trafo. Arus ini menimbulkan panas didalam inti trafo.Untuk mengurangi rugi arus eddy, inti trafod ibuat berlapis-lapis masing-masing lapisan disekat, sehingga arah pusaran arus dipependek.

Rugi Hysterisis

Iex

F

Rugi hysterisis memperbesar Iex

Untuk mengurangi rugi hysterisis, inti trafo dibuat dari besi lunak

Rugi hysterisis dan arus pusar tetap, tidak tergantung besar beban

Rugi-rugi tembaga

Rugi tembaga adalah rugi-rugi lilitan primer dan sekunder lilitan primer dan sekunder terdiri dari kawat tembaga yang mempunyai panjang dan penampangRUGI TEMBAGA PRIMER = IP

2.RP (Watt)

RUGI TEMBAGA SEKUNDER = IS2.RS (Watt)

RP & RS = Tahanan Primer & Sekunder ()

IP & IS = Arus Primer & Sekunder (Ampere)

Karena rugi tembaga tergantung dari arus primer dan sekunder, maka rugi tembaga bersifat tidak tetap tergantung beban trafo

Paralel Transformator

Memperalel dua buah atau lebih trafo dapat dilakukan apabila parameter rasio trafo, persen impedansi dan rasio perbandingan X/R pada trafo - trafo tersebut adalah sama. Memparalel trafo yang salah satu parameter diatas tidak terpenuhi dapat menimbulkan arus sirkulasi antar trafo dan pembagian pembebanan trafo tidak sesuai dengan yang diinginkan. Sehingga situasi tersebut akan menyebabkan turunnya efisiensi trafo serta menurunkan kemampuan trafo dalam melayani beban.Arus sirkulasi (circulaitng current) merupakan arus yang mengalir pada saat transformator tidak dibebani, sedangkan arus beban penuh (full load current) merupakan arus yang mengalir pada saat transformator terhubung kebeban (load).

Type Koneksi Trafo Yang di

ParalelBeban Trafo Seimbang

Beban antar Trafi tidak seimbang Loading

Trafo mengalami beban lebih (overloaded)

Timbulnya Arus Sirkulasi

Koneksi Yang Diperbolehkan

Impedansi SamaRatio Sama kVA Sama

Ya Tidak Tidak Tidak Ya

Impedansi SamaRatio Sama

kVA BedaTidak Ya Tidak Tidak Ya

Impedansi BedaRatio SamakVA Sama

Tidak Ya Ya Tidak Tidak

Impedansi BedaRatio Sama

kVA BedaTidak Ya Ya Tidak Tidak

Impedansi BedaRatio Beda kVA Sama Ya Tidak Ya Ya Tidak

Impedansi BedaRatio Beda kVA Beda

Tidak Ya Ya Ya Tidak

Daftar Pustaka

AREVA T & D. ( 2008 ). Power Transformers ( Vol. 1 Fundamentals ). Paris : Areva T&D.

http://komponenelektronika.biz/prinsip-kerja-transformator.html

http://

direktorilistrik.blogspot.co.id/2012/10/syarat-memparalel-transformator-trafo.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Transformator

TERIMAKASIH