TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik...

19
Diploma Teknik Elektro - UGM Page 1 TRANSFORMATOR DAYA Dikumpulkan dalam rangka mengerjakan tugas kelompok, mata kuliah “Sistem Transmisi dan Gardu Induk. Disusun Oleh: 1. Arief Nurrahman (02964) 2. R. Maulana S.H (04156 ) 3. Sandi Sulaiman (03508 ) DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2015

Transcript of TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik...

Page 1: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 1

TRANSFORMATOR DAYA

Dikumpulkan dalam rangka mengerjakan tugas kelompok, mata kuliah “Sistem Transmisi

dan Gardu Induk.

Disusun Oleh:

1. Arief Nurrahman (02964)

2. R. Maulana S.H (04156 )

3. Sandi Sulaiman (03508 )

DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2015

Page 2: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 2

I. PENDAHULUAN

Transformator merupakan suatu alat listrik yang termasuk ke dalam klasifikasi mesin

listrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan

rendah dan sebaliknya. Atau dapat juga diartikan mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu

tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip

induksi-elektromagnet. Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan

dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika.

Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik memungkinkan terpilihnya tegangan yang

sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi

dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

II. POKOK PEMBAHASAN

A. TRANSFORMATOR DAYA

Transformator adalah apabila ada arus listrik bolak-balik yang mengalir mengelilingi

suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet dan apabila magnet tersebut

dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda

tegangan mengelilingi magnet, sehingga akan timbul Gaya Gerak Listrik (GGL).

Sedangkan Transformator Daya adalah trafo yang biasa digunakan di GI baik itu GI baik itu

GI Pembangkit dan GI Distribusi dimana trafo tersebut memiliki kapasitas daya yang besar.

Di GI Pembangkit, trafo digunakan untuk menaikkan tegangan ke tegangan transmisi/tinggi

(150/500kV). Sedangkan di GI Distribusi, trafo digunakan untuk menurunkan tegangan

transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV).

Page 3: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 3

A.1 Sejarah Transformer

1831, Michael Faraday mendemonstrasikan sebuah koil dapat menghasilkan tegangan

koil lain.

1832, Joseph Henry menemukan bahwa perubahan flux yang cepat dapat

menghasilkan tegangan koil yang cukup tinggi

1836, Nicholas Callan memodifikasi penemuan Henry dengan dua koil.

1850 – 1884, era penemuan generator AC dan penggunaan listrik AC

1885, Georges Westinghouse & William Stanley mengembangkan transformer

berdasarkan generator AC.

1889, Mikhail Dolivo-Dobrovolski mengembangkan transformer 3 fasa pertama

A.2 Prinsip Dasar Transformer

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 (gaya

gerak listrik) induksi ( sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday, Bila arus

bolak balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl).

Page 4: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 4

A.3. Simbol Transformator

Daya – daya nominal pada 50 Hz dalam KVA:

Untuk transformator-transformator tiga fasa: 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 160, 200, 250,

325, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000

dan seterusnya.

Untuk transformator-transformator satu fasa: 1, 2, 3, 5, 7, 13, 20, 35, 50, 70.

Normalisasi tegangan: 125 V, 220 V, 380 V, dan 500 V untuk tegangan rendah dan 3 KV, 5

KV, 6 KV, 10 KV, 15 KV, 20 KV, 25 KV, 30 KV, 60 KV, 110 KV, 220 KV, dan 380 KV

untuk tegangan tinggi. Data tersebut Merupakan nilai nominal dari Daya, tegangan, frekuensi

pada Transformator Distribusi menurut VDE.

Akan tetapi untuk TRANSFORMATOR DAYA, adalah tipe transformator 3 phase

Page 5: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 5

A.4.Konstruksi Transformator Daya

Berikut adalah wujud asli dari Transformator Daya yang digunakan pada sistem pembangkit

di Indonesia.

Berikut Kontruksi dari Transformator Daya tampak Samping:

Keterangan Gambar:

1. Mounting flange

2. Tangki transformator

3. Core

4. Konservator

5. Sirip radiator (Radiator

Fin)

6. Winding

7. LV Bushing

8. HV Bushing

9. Terminal connection

10. Carriage

11. Baut pada core

12. Header

13. Termometer

14. Relai Buchholz

15. Breather

Page 6: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 6

Selain kapasitas daya, dalam pemilihan transformator distribusi kita juga harus mengetahui:

a. Bushing

Bushing merupakan salah satu komponen pada transformator sebagai tempat

penghubung antara transformator dengan jaringan luar. Bushing terbuat dari porselin, dimana

porselin ini berfungsi sebagai penyekat antara konduktor (penghantar yang bertegangan)

dengan tangki transformator.

b. Sistem Pendinginan

Dalam memilih transformator kita harus mengetahui system pendinginan yang

digunakan transformator tersebut.

c. Peralatan Proteksi

Transformator Distribusi yang digunakan harus memiliki peralatan proteksi.

d. Indikator

Indikator dalam transformator digunakan untuk mengetahui tinggi dari permukaan

minyak dan temperature / suhu minyak.

e. Tap Changer

Tap Changer adalah perubahan tegangan dari satu tegangan ke tegangan lain

dilakukan dalam keadaan tanpa beban (tegangan off) dan dilakukan secara manual melalui

sebuah tuas.

f. Spesifikasi Teknis Transformator

Untuk pemilihan transformator perlu melihat spesifikasi teknisnya, apakah

transformator tersebut Step Up atau transformator Step Down

Dari spesifikasi tersebut kita akan mengetahui :

1. Type

2. Standar menurut IEC dan SPLN

3. Rating

4. Vektor grup

5. Sifat kelistrikan

6. Berat dan dimensi

Deskripsi kerja transformator step down

Transformator ini berfungsi untuk menaikkan tegangan misalnya dari 380 V pada sisi

primer menjadi 20 KV pada sisi sekunder.

Deskripsi kerja transformator step up

Transformator ini berfungsi untuk menurunkan tegangan misalnya dari 20 KV pada

sisi primer menjadi 380 V pada sisi sekunder.

Page 7: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 7

B. HUBUNGAN LILITAN

Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu :

1. Hubungan Bintang (Y)

Hubungan bintang ialah hubungan transformator tiga fasa, dimana ujung-ujung awal atau

akhir lilitan disatukan. Titik dimana tempat penyatuan dari ujung-ujung lilitan merupakan

titik netral. Arus transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan bintang yaitu;

IA, IB, IC masing-masing berbeda 120°.

Transformator tiga phasa hubungan bintang.

2. Hubungan Segitiga/ Delta (Δ)

Hubungan segitiga adalah suatu hubungan transformator tiga fasa, dimana cara

penyambungannya ialah ujung akhir lilitan fasa pertama disambung dengan ujung mula

lilitan fasa kedua, akhir fasa kedua dengan ujung mula fasa ketiga dan akhir fasa ketiga

dengan ujung mula fasa pertama. Tegangan transformator tiga phasa dengan kumparan yang

dihubungkan segitiga yaitu; VA, VB, VC masing-masing berbeda 120°.

Transformator tiga phasa hubungan segitiga/delta.

3. Hubungan Zigzag

Transformator zig–zag merupakan transformator dengan tujuan khusus. Salah satu

aplikasinya adalah menyediakan titik netral untuk sistem listrik yang tidak memiliki titik

netral. Pada transformator zig–zag masing–masing lilitan tiga fasa dibagi menjadi dua bagian

dan masing–masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.

Page 8: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 8

Transformator tiga phasa hubungan zig-zag.

Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa

Dalam pelaksanaanya, tiga buah lilitan phasa pada sisi primer dan sisi sekunder dapat

dihubungkan dalam bermacam-macam hubungan, seperti bintang dan segitiga, dengan

kombinasi Y-Y, Y-Δ, Δ-Y, Δ-Δ, bahkan untuk kasus tertentu liltan sekunder dapat

dihubungakan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi Δ-Z, dan Y-Z.

Hubungan zig-zag merupakan sambungan bintang istimewa, hubungan ini digunakan untuk

mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi apabila dihubungkan secara bintang dengan

beban phasanya tidak seimbang.

Di bawah ini pembahasan hubungan transformator tiga phasa secara umum :

1. Hubungan Bintang-Bintang (Y-Y)

Pada hubungan bintang-bintang, rasio tegangan fasa-fasa (L-L) pada primer dan sekunder

adalah sama dengan rasio setiap trafo. Sehingga, tejadi pergeseran fasa sebesar 30° antara

tegangan fasa-netral (L-N) dan tegangan fasa-fasa (L-L) pada sisi primer dan sekundernya.

Hubungan bintang-bintang ini akan sangat baik hanya jika pada kondisi beban seimbang.

Karena, pada kondisi beban seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol.

Dan apabila terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang kemudian dapat

menyebabkan timbulnya rugi-rugi.

Page 9: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 9

2. Hubungan Bintang-Delta (Y-Δ)

Transformator hubungan Y-Δ, digunakan pada saluran transmisi sebagai penaik tegangan.

Rasio antara sekunder dan primer tegangan fasa-fasa adalah 1/√3 kali rasio setiap trafo.

Terjadi sudut 30° antara tegangan fasa-fasa antara primer dan sekunder yang berarti bahwa

trafo Y-Δ tidak bisa diparalelkan dengan trafo Y-Y atau trafo Δ-Δ. Pada hubungan ini

tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan phasa dan tegangan kawat ke

kawat sekunder sama dengan tegangan phasa.

3. Hubungan Delta-Bintang (Δ-Y)

Transformator hubungan Δ-Y, digunakan untuk menurunkan tegangan dari tegangan

transmisi ke tegangan rendah. Pada hubungan Δ-Y, tegangan kawat ke kawat primer sama

dengan tegangan phasa primer dan tegangan sisi sekundernya.

Page 10: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 10

4. Hubungan Delta - delta (Δ-Δ)

Pada transformator hubungan Δ-Δ, tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa sama untuk

sisi primer dan sekunder transformator (VRS = VST = VTR = VLN).

Page 11: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 11

C. OLTC (On Load Tap Changer)

OLTC merupakan bagian dari transformaor tenaga yang berfungsi untuk melayani

pengaturan tegangan tanpa harus memadamkan trafo. Dalam kondisi fluktuasi tegangan dan

beban sangat tinggi seperti saat ini, peran OLTC menjadi sangat strategis. Ketidaknormalan

OLTC akan mengakibatkan tidak sempurnanya pelayanan tegangan,bahkan bila terjadi

gangguan dapat mengakibatkan trafo tidak dapat beroperasi maupun mengakibatkan

kerusakan trafo yang fatal.

Oleh sebab itu, perlu dilakukan pemeriksaan dan pemeliharaan yang sesuai jadwal agar

OLTC dapat bekerja secara baik sesuai dengan fungsinya pada saat beroperasi. Pemeriksaan

dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan atau kerusakan perlatan serta

dilakukan pengujian pada alat untuk mengetahui kondisi peralatan yang akan dioperasikan.

Definisi dan Fungsi Tap changer

Tap Changer adalah Alat bantu utama dari sebuah transformator yang berfungsi untuk

mendapatkan ratio yang efektif dengan cara mengurangi atau menambah jumlah

belitan/winding primer atau sekunder.

Sebagai sebuah peralatan bantu, tap changer mempunyai fungsi untuk memperbaiki tegangan

yang disalurkan dari pembangkit ke konsumen. Kestabilan pada tegangan system akan

memberikan kestabilan pada tegangan yang diterima konsumen. Dalam hal ini tap changer

digunakan untuk mengatur nilai perbandingan ratio yang efektif.

Prinsip Kerja Tap changer

Pengaturan tegangan baik disisi sekunder maupun primer dilakukan dengan cara

memilih ratio tegangan trafo. Untuk memilih ratio tegangan yang dikehendaki dilakukan

dengan cara mengurangi atau menambah jumlah kumparan, melalui bantuan tap selector dan

diverter switch.

Secara umum tap changer bekerja berdasarkan perbandingan jumlah lilitan dan tegangan

pada kumparan primer dan sekunder.

𝑉1

𝑉2=𝑁1

𝑁2

Keterangan:

V1 = tegangan pada sisi primer

V2 = tegangan pada sisi sekunder

N1 = jumlah lilitan pada sisi primer

N2 = jumlah lilitan pada sisi sekunder

Page 12: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 12

Dari rumusan perbandingan transformator tersebut, maka dapat diterapkan

penggunaan dan perancangan tap changer. Dalam hal ini, tap changer digunakan untuk

mengatur nilai tap atau jumlah belitan yang akan di gunakan pada sisi primer,sehingga nilai

tegangan pada sisi sekunder mempunyai nilai yang konstan sesuai kebutuhan

konsumen,sehingga mengacu dari rumus dasar perbandingan kumparan ini, maka kita bisa

mengatur nilai perubahan tegangan pada masing-masing sisi transformator.

Operasi Perpindahan Tap

Operasi perpindahan tap suatu trafo dapat berlangsung dua langkah yang berurutan dengan

menggunakan konsep bekerjanya peralatan yang dinamakan selector switch dan diverter

switch.

Proses perindahan tap melalui selector switch maupun diverter switch, digerakkan oleh

sebuah mekanik penggerak yang dilengkapi dengan sebuah motor, roda gigi, peralatan

kontrol dan peralatan pengaman (proteksi).

Konsep perpindahan tap yang banyak digunakan oleh beberapa merk OLTC :

a. Konsep kombinasi selector switch dan diverter switch.

b. Konsep selector switch.

Weakness Point OLTC ( Titik Kelemahan OLTC)

Dari hasil semua pembahasan diatas, dan untuk menghindari terjadinya gangguan pada

OLTC, maka didalam operasi OLTC maupun melakukan pemeliharaan perlu diperhatikan

titik-titik kelemahan / weakness point pada OLTC, yang sering menimbulkan gangguan, yang

sangat penting dilakukan apabila kita ingin mengetahui kondisi bagian internal OLTC adalah

dengan melakukan uji sample minyak dan melakukan analisa kandungan gas yang muncul,

selanjutnya melakukan diagnosa apa yang terjadi pada OLTC, karena terjadinya arching yang

berlebihan, overheating, kerusakan isolasi dapat diketahui dari hasil uji sample minyak.

Dari hasil pengalaman dilapangan telah diperoleh beberapa titk kelemahan pada OLTC dari

beberapa merk dan type, yang harus mendapat perhatian khusus didalam melakukan

pemeliharaan.

Page 13: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 13

Weakness Point 1 – Minyak Diverter Switch

Minyak isolasi diverter harus memenuhi syarat yang ditentukan, baik tegangan

tembus, kandungan air, kandungan asam dan kebersihannya.

Secara periodik harus dilakukan pengujian sample minyak dengan gas chromatografi,

untuk mendiagnosa kondisi opersi maupun fisik OLTC.

Minyak yang sudah berwarna hitam menandakan adanya moisture / deposit karbon,

oleh sebab itu harus segera dilakukan penggantian, karena karbon dapat

mengakibatkan hubungan singkat.

Weakness Point 2 – Terminal Jumper

Periksa kondisi baut pengikat sepatu kabel, bila kendor kencangkan, karena dapat

mengakibatkan hot spot.

Periksa kondisi sepatu kabel, apabila terjadi perubahan warna agar segera diganti.

Weakness Point 3 – Transisi Resistor

Lakukan pengukuran nilai resistor setiap pemeliharaan diverter switch.

Periksa terminal / sepatu kabel transisi resistor.

Deposit karbon yang menempel pada transisi resistor harus segera dibersihkan.

Weakness Point 4 – Muka Kontak

Perhatikan kondisi muka kontak gerak dan kontak diam, bila muka kontak tidak rata

periksa kekencangan baut pemegang kontak.

Weakness Point 5 – Konduktor Jumper / Flexible Copper Braid

Perhatikan kondisi konduktor jumper yang terbuat dari kabel serabut. Pada OLTC

Merk UNION, sering ditemukan jumper putus maupun karena gerakan mekanik dan

stress elektrik.

Weakness Point 6 – Bantalan Putar Roller Kontak

Perhatikan kondisi bantalan putar roller kontak terutama pada OLTC merk MR

Type-V.

Karena adanya stress elektrik dan mekanik, dudukan isolator sering pecah.

Kasus ini telah terjadi pada beberapa OLTC diwilayah kerja PLN

Page 14: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 14

D. PENDINGINAN

Pengoperasian transformator daya tidak terlepas dari adanya daya yang hilang. Daya-

daya hilang ini terkonversi dalam bentuk panas. Panas timbul pada bagian inti, belitan,

minyak isolator, dan tangki transformator. Panas yang timbul ini biasanya akan dibuang ke

atmosfer lingkungan sekitar melalui tangki transformator. Sistem pendingin pada

transformator digunakan untuk mengurangi panas dan menjaga kenaikan temperatur agar

tetap berada dibawah batasan tertentu. Temperatur maksimum bahan isolator pada belitan dan

minyak sangat tergantung dari pembebanan, jenis sistem pendingin, serta temperatur

lingkungan sekitar (ambient temperature).

Bahan isolator yang digunakan pada transformator dapat merupakan bahan isolator

cair ataupun isolator padat. Bahan isolator cair yang digunakan biasanya merupakan minyak

yang dikenal sebagai minyak trafo. Minyak ini akan mengisi ruang-ruang diantara lilitan-

lilitan (coil) pada belitan-belitan (winding) inti dan ruang-ruang lain didalam tangki

transformator. Transformator tidak mempunyai bagian yang berputar, oleh karena itu proses

transfer panas dilakukan dengan cara mensirkulasikan minyak trafo. Transformator yang inti

besinya dicelupkan terendam minyak disebut dengan Oil Immerset Type Transformer.

Diketahui beberapa jenis sistem pendingin yang dapat digunakan. Transformator kecil

cukup meradiasikan semua panas yang timbul pada tangki atau pelindung luar. Seiring

dengan meningkatnya ukuran dan rating daya transformator, pertambahan panas juga

meningkat dengan kecepatan yang tidak bisa diimbangi oleh kemampuan tangki untuk

menghilangkan panas, maka perlu ditambahkan peralatan lain seperti tabung atau radiator

pada tangki. Transformator dengan rating daya yang lebih tinggi lagi, sangatlah tidak

ekonomis jika hanya mengandalkan konveksi secara alami, sehingga perlu dilakukan proses

konveksi panas dengan cara “dipaksakan” (forced). Proses ini dilakukan dengan

menggunakan peralatan seperti pompa minyak, pompa air, dan kipas angin. Pemilihan

ataupun penggabungan dari sistem pendingin dipengaruhi oleh rating daya, ukuran

transformator dan kondisi lingkungan sekitar.

Oil Natural Cooling Oi Natural Air Forced Oil Forced Air Forced

450 W/m2 750 W/m2 1000 W/m2

Gambar 2.12 Tabel Rata-rata Disipasi/Penghilangan Panas

Page 15: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 15

Terdapat dua jenis pendingin pada transformator, diantaranya adalah:

1. Tipe Kering

a. AA : Pendingin udara natural

Udara disekitar digunakan untuk pendinginan. Metode ini biasanya dipakai

untuk transformator dengan kapasitas daya sampai dengan 1,5 MVA.

b. AFA : Pendinginan udara terpompa

Udara ditiupkan paksa ke permukaan tangki untuk menambah laju disipasi

panas. Kipas-kipas pendingin dinyalakan saat temperatur pada belitan

meningkat di atas batas yang diperbolehkan.

2. Tipe Basah

a. ONAN : Oil Natural Air Natural

Pada tipe ini udara dan oli akan bersikulasi dengan alami. Perputaran oli akan

dipengaruhi oleh suhu dari oli tersebut. Metode ini banyak digunakan oleh transformator

dengan kapasitas daya sampai dengan 30 MVA. Transformator dipasangi radiator tipe sirip

untuk sirkulasi minyak secara alami/natural.

Gambar 2.12.2.1 Pendinginan Tipe ONAN

b. ONAF : Oil Natural Air Forced

Pada tipe ini oli akan bersikulasi dengan alami namun saat oli melalui radiator oli akan

didinginkan dibantu dengan kipas/fan. Metode ini banyak digunakan oleh transformator

dengan kapasitas daya antara 30 MVA dan 60 MVA. Menggunakan radiator tipe sirip yang

dilengkapi dengan kipas pendingin. Kipas-kipas dinyalakan saat pembebanan yang berat saja.

Page 16: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 16

Gambar 2.12.2.2 Pendinginan Tipe ONAF

c. OFAF : Oil Forced Air Forced

Pada tipe ini oli akan didinginkan dengan bantuan pompa agar sirkulasi semakin cepat

dan juga dibantu kipas/fan pada radiatornya.

Khusus jenis trafo tenaga tipe basah, kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam

minyak trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo

mempunyai sifat sebagai media pemindah panas dan bersifat pula sebagai isolasi (tegangan

tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk itu minyak

trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

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

b. Berat jenis harus kecil, sehingga partikel-partikel inert di dalam minyak dapat

mengendap dengan cepat.

c. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan

menjadi lebih baik.

d. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan.

e. Tidak merusak bahan isolasi padat ( sifat kimia „y‟ ).

Gambar 2.12.2.3 Contoh Konfigurasi Sistem Pendingin OFAF (kiri) dan OFAF

dengan pendingin terpisah (kanan).

Page 17: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 17

d. OFWF : Oil Forced Water Forced

Panas ditransfer melalui minyak dan air yang disirkulasikan melalui saluran

pembuangan panas menggunakan pompa. Digunakan pada kondisi lingkungan tertentu

seperti temperatur sekitar tinggi, pada pabrik besi, ruangan bawah tanah, dan lain-lain.

Transformator daya dengan rating daya yang besar dan memiliki rentang penggunaan daya

yang lebar pada umumnya menggunakan gabungan dari tiga jenis sistem pendingin, yaitu

ONAN, ONAF, dan OFAF. Biasanya transformator tersebut dilengkapi oleh sensor

temperatur analog. Sensor ini biasanya sudah diatur agar sistem pendingin dapat diubah

konfigurasinya ketika temperatur transformator mencapai batasan tertentu. Misal ketika

temperatur 0oC – 50

oC digunakan sistem ONAN, antara 50

oC – 60

oC digunakan sistem

ONAF (kipas angin menyala), dan ≥60oC digunakan sistem OFAF (pompa minyak menyala).

.

Page 18: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 18

III. PENUTUP

A. KESIMPULAN

Transformator Daya adalah trafo yang biasa digunakan di GI baik itu GI baik itu GI

Pembangkit dan GI Distribusi dimana trafo tersebut memiliki kapasitas daya yang besar. Di

GI Pembangkit, trafo digunakan untuk menaikkan tegangan ke tegangan transmisi/tinggi

(150/500kV).

Adapun Daya – daya nominal pada Transformator Daya 50 Hz dalam KVA:

Untuk transformator-transformator tiga fasa: 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 160, 200, 250,

325, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000

dan seterusnya.

Secara umum terdapat 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu

1. Hubungan Bintang (Y)

2. Hubungan Segitiga/ Delta (Δ)

3. Hubungan Zigzag

Dengan Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa, diantaranya:

1. Hubungan Bintang-Bintang (Y-Y)

2. Hubungan Bintang-Delta (Y-Δ)

3. Hubungan Delta-Bintang (Δ-Y)

4. Hubungan Delta - delta (Δ-Δ)

OLTC (On Load Tap Changer) merupakan bagian dari transformaor tenaga yang

berfungsi untuk melayani pengaturan tegangan tanpa harus memadamkan trafo. Dalam

kondisi fluktuasi tegangan dan beban sangat tinggi seperti saat ini, peran OLTC menjadi

sangat strategis. Ketidaknormalan OLTC akan mengakibatkan tidak sempurnanya pelayanan

tegangan,bahkan bila terjadi gangguan dapat mengakibatkan trafo tidak dapat beroperasi

maupun mengakibatkan kerusakan trafo yang fatal.

Pengoperasian transformator daya tidak terlepas dari adanya daya yang hilang. Daya-daya

hilang ini terkonversi dalam bentuk panas. Panas timbul pada bagian inti, belitan, minyak

isolator, dan tangki transformator. Panas yang timbul ini biasanya akan dibuang ke atmosfer

lingkungan sekitar melalui tangki transformator. Sistem pendingin pada transformator

digunakan untuk mengurangi panas dan menjaga kenaikan temperatur agar tetap berada

dibawah batasan tertentu. Temperatur maksimum bahan isolator pada belitan dan minyak

sangat tergantung dari pembebanan, jenis sistem pendingin, serta temperatur lingkungan

sekitar (ambient temperature).

Page 19: TRANSFORMATOR DAYA - · PDF filelistrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan ... transmisi ke tegangan primer/menengah (11,6/20kV)

Diploma Teknik Elektro - UGM Page 19

Terdapat dua jenis pendingin pada transformator, diantaranya adalah

1. Tipe Kering

a) AA : Pendingin udara natural

b) AFA : Pendinginan udara terpompa

2. Tipe Basah

a) ONAN : Oil Natural Air Natural

b) ONAF : Oil Natural Air Forced

c) OFAF : Oil Forced Air Forced

d) OFWF : Oil Forced Water Forced

Transformator daya dengan rating daya yang besar dan memiliki rentang penggunaan daya

yang lebar pada umumnya menggunakan gabungan dari tiga jenis sistem pendingin, yaitu

ONAN, ONAF, dan OFAF.

B. DAFTAR PUSTAKA

http://digilib.batan.go.id/ppin/katalog/index.php/searchkatalog/downloadDatabyId/1528/1411

-1349-2012-0891.pdf

http://repository.unej.ac.id/bitstream/handle/123456789/3915/Riska%20Ayu%20Andriyani%

20-%20071910201089_1.pdf?sequence=1

http://eltek.polinema.ac.id/public/upload/file/Analisis%20terjadinya%20sudden%20pressure

%20pada%20on%20load%20tap%20changer.pdf

http://www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F008139_MKP.pdf

http://www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-

content/uploads/2012/05/21060111130097_MKP.pdf

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20976/3/Chapter%20II.pdf

http://obrigant.blog.unsoed.ac.id/files/2010/09/04-TRANSMISI-TNG-JILID-1-bab-3-.pdf

http://www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F607003_MKP.pdf

http://staff.ui.ac.id/system/files/users/chairul.hudaya/material/transformerpaper.pdf