TRANSFORMATOR.doc

7/22/2019 TRANSFORMATOR.doc

1/27

Transformator

Pengertian Dasar

Kata Transformator berasal dari kata Transformasi yang artinya PERUBAHAN.

Jadi transformator atau yang biasa disebut TRAFO adalah suatu alat listrik yang dapat

memindahkan dan mengubah energy listrik satu atau lebih rangkaian listrik satu atau lebih

rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gendeng magnet berdasarkanprinsip induksi-elektromagnet.

Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak balik (ac)

dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita inginkan terdiri dari kumparan primer dan

sekunder.

Bagian-Bagian Trafo

Bagian dari trafo berdasarkan jalannya fluksi magnit pada inti besi, trafo dibedakan atas

2 macam yaitu:

1. Trafo inti atau CORE TYPE TRANSFORMER.

2. Trafo Metal atau SHELL TYPE TRANSFORMER

Inti besi dari trafo berfungsi sebagai rangkaian magnit yang terdiri dari pelat-pelat besi

tipis yang disebut plat trafo atau plat dynamo dengan tebal 0,3 s/d 1.5 mm

Lambang Transformator

Jenis-jenis transformator adalah

1

KumparanSkunder

Inti Besi

Fluksimagnit

()

KumparanPrimer

Kumparan Kumparan

Inti Besi

Fluksimagnit

()


2/27

1. Transformator Step-Up

Lambang Transformator step-up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih

banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.

Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik

tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam

transmisi jarak jauh.

2. Transformator Step-down

Lambang Transformator step-down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan

primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat

mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

3. Autotransformator

Lambang Autotransformator

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik,dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga

merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan

dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat

dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari

autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah

daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan

isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu,

autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa

kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).

Kegunaan Transformator (trafo)

2
http://cnt121.files.wordpress.com/2010/02/trafo3.png


3/27

Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan

tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan

primer yang bertindak sebagai input, kumparan skunder yang bertindak sebagai output, dan

inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

a. Untuk menyesuaikan tegangan setempat dengan tegangan peralatan listrik

Misalnya sumber listrik tegangan pada PLN 220 Volt akan dipasang pada suatu

tempat yang tegangannya 12 Volt, maka dipergunakan trafo untuk menyesuaikan

tegangan 220 Volt menjadi 12 Volt.

b. Untuk Sistem TenagaTrafo pada sistem tenaga listrik disebut TRAFO TENAGA yang dibedakan 2 macam

yaitu:

a. Transformator STEP UP atau trafo penaik tegangan yaitu untuk menaikkan tegangan

Pusat Pembangkit menjadi tegangan tinggi untuk di transmisikan.

b. Transformator STEP DOWN atau trafo penurun tegangan yaitu untuk menurunkan

tegangan saluran transmisi ke tegangan yang lebih rendah (tegangan pemakai).

T1 = Trafo STEP UP

T2 = Trafo STEP DOWN

Pada saluran penurun tegangan dikenal trafo distibusi yaitu untuk merubah tegangan

distribusi primer ke tegangan distribusi skunder untuk di distribusikan ke konsumen.

c. Klasifikasi Trafo

1. Trafo tunggal atau satu fasa

2. Trafo tiga fasa.

d. Untuk keperluan pengukuran dari besaran listrik

Trafo yang dipergunakan untuk pengukuran listrik dari besaran listrik yaitu tegangan

atau arus yang tinggi disebut TRAFO INSTRUMEN atau TRAFO PENGUKURAN;

3

Trafo Perala

tan

Listrik

S

Primer

220 V

S

Skunder

12 V

G

3T1 T2

PusatPembangki

t

SaluranDistribusi dan

Konsumen


4/27

e. Dalam bidang Elektronika

Trafo digunakan antara lain:

a. Sebagai gandengan impendansi antara sumber dan beban;

b. Untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkain lain;

c. Untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan arus bolak-balik antararangkaian

Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut ketika kumparan primer

dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan

primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat

oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-

ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-

balik (mutual inductance).

Skema transformator kumparan primer dan kumparan sekunder

terhadap medan magnet

Pada skema transformator di atas, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang

mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang

dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder

akan berubah polaritasnya.

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlahlilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan:

4

Beban

TrafoPengukuranTegangan

VTrafo

pengukuranArus

A

Beban


5/27

2211

21

1

2

2

1

2

1

IVIV

PP

aI

I

N

N

V

V

==

===

V1 = tegangan primer (volt)V2 = tegangan sekunder (volt)

N1 = jumlah lilitan primer

N2 = jumlah lilitan sekunder

a = ratio transformer

P1 = Daya primer (Watt)

P2 = Daya Skunder (Watt)

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder

transformator ada dua jenis yaitu:

1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah

menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebihbanyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).

2. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik

tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih

banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh kumparan

sekunder adalah:

1. Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).

2. Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP).

3. Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer,

Untuk memudahkan analisa prinsip kerja dari trafo yaitu:

1. Tidak ada kerugian besi, sehingga I dan sefasa dan kerugian arus eddy dan

histeristik = 0

2. Tidak ada kejenuhan besi (I::)

3. Tidak ada hambatan Ohm

4. Tidak ada fluksi bocor

5. Semua tegangan dan arus dianggap sinussoida murni

Apabila pada kumparan primer suatu trafo (lihat gambar A) dihubungkan dengan tegangan

V1 yang sinusoida (V1=V1 Sin t maka akan mengalir arus primer Io yang sinusoida.

Dengan menganggap jumlah lilitan pada kumparan primer N1 reaktif murni, Io akan

tertinggal 900 dari V1 (lihat gambar B).

5

I


6/27

Arus primer Io akan menimbulkan fluksi yang sefasa dan juga berbentuk sinusoida :

= m Sin t,m = fluksi maksimum

Fluksi yang sinusoida ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 yang menurut HUKUMINDUKSI FARADAY besarnya:

Voltxdt

dNe 10 811

=

karena = m Sin t, maka;

tee

VoltNe

VolttNe

VolttNe

Voltxdt

tdNe

m

m

m

m

cos

10f2

10cosf2

10cos

10)sin(

max1

8

1max

811

8

11

8

1

==

=

=

=

Harga effektif

VoltNfE

VoltNfE

VoltfNe

E

m

m

m

1044,4

102

2

102

2

8

11

8

11

8

1max

1

=

=

==

Pada rangkaian skunder dengan jumlah lilitan N2, fluksi bersama akan menimbulkan:

VoltNfE

VolttNe

Voltxdt

dNe

m

m

8

22

8

22

8

22

1044,4

10cos

10

=

=

=

Sehingga :2

1

2

1

N

N

E

E=

Dengan mengabaikan rugi tahanan dan fluksi bocor (Trafo Ideal), maka:

6

N1

e1

N2

e2

V1

V2

I0

Gambar A. Skema Trafo

I0

V

1

E

1

0

Gambar B. Diagram Vektor Trafo Ideal


7/27

sitransformaanperbandinga

aN

N

V

V

E

E

2

1

2

1

2

1

=

===

Dalam hal ini tegangan induksi E1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi berlawanan arah

dengan tegangan sumber V1

Arus Penguat

Arus penguat adalah arus primer Io yang mengalir pada kumparan sekunder tidak

dibebani.

Dalam kenyataannya Io terdiri dari

1. IM (arus pemagnitan).2. IC (Arus rugi tembaga)

Lihat gambar di bawah dan diagram vektornya

IM menghasilkan fluksi IC merupakan daya yang hilang akibat adanya hiterisis dan arus eddy (I C sefasa

dengan V1).

Apabila tidak ada kerugian histerisis pada ini besi, dan karena hubungan - IMsesuai dengan lengkung B H, maka sinusoida shingga bentuk IM tidak sinusoida(lihat gambar).

Apabila ada kerugian hiterisis pada inti besi, maka IM tidak sinussoida, demikian juga

Io (Io=IM+IC) lhat gambar. Sedangkan IC sefasa dengan V1 dan V1 mendahului

900 terhadap (lihat gambar di bawah).7

0 A1 B1 C1

a1

b1

A

B

Im

C

a

b

c

c1

IM

= BA

N

HlI

M=

t0

E1

I

0I

M

V1

IC

V1

I0

X

M

RC

Kal

au

kit

a

pe

rh

ati

ka

n

ga

mb

ar

di

atas

ter

da

pat

Ar

us

pe

ng

uat

.C

IC

IM


8/27

KEADAAN BERBEBAN

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL (lihat gambar 20),

maka pada kumparan sekunder akan mengalir arus I2 yang besarnya:

LZ

VI 2

2= dengan 2 = faktor kerja beban

Arus beban I2 ini akan menimbulkan ggm. N2I2 yang cenderung menentang fliksi bersama yang telah ada akibat arus pemagnitan IM. Agar fluksi bersama itu

tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I2 yang

menentang fluksi yang dibangkitkan oleh beban I2, hingga keseluruhan

arusyang mengalir pada kumparan primer menjadi'

201III +=

8

Gambar 20

V1

I1

E1

N1

N2

E2 V2 ZL

I2


9/27

Bila rugi besi (IC)diabaikan, maka

I0 = IM,

sehingga

I1 = IM+ I2 .

Untuk menjaga agar fluksi tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus

pemagnitan IM saja, maka berlaku hubungan:

N1IM= N1I1 N2I2N1IM= N1 (IM+ I

2) N2I2

N1IM= N1 IM+ N1 I2 N2I2

sehingga:

N1 I2 = N2I2

Karena nilai IM dianggap kecil, maka I 2 = I1Jadi:N1 I1 = N2 I2

atau :aN

N

I

I 1

1

2

2

1==

Rangkaian Ekivalen

Dalam pembahasan ini tahan fluksi bocor diperhitungkan. Tidak seluruh fluksi yang dihasilkan oleh IM merupakan fluksi bersama (M), tetapi sebagai dari padanyahanya mencakup kumparan primer (1l) atau kumparan sekunder (2l) saja (lihatgambar 21).

Dalam rangkaian ekivalen suatu trafo adanya 1l dan 2l ditunjukkan denganreaktansi X1 dan X2. Sedangkan rugi tahanan ditunjukkan dengan R1 dan R2,

sehingga rangkaian ekivalensinya dapat digambarkan seperti pada gambar 22

9


10/27

Dari rangkaian di atas dapat dibuat vektor diagramnya terlihat pada gambar 23

Dari vektor diagram di atas, dapat diketahui hubungan penjumlahan vektor sebagi

berikut:

V1 = E1 + I1 R1 + I1 X1

E2 = V2 + I2 R2 + I2 X2 = I2 ZL + I2 R2 + I2 X2

karena :

aN

N

E

E==

2

1

2

1 atau E1 = a E2

maka :

E1 = a (I2 ZL + I2 R2 + I2 X2)

karena:

aN

N

I

I 1

1

2

2

'

2== atau I2 = a I

2

maka :

E1 = a2 I2 ZL + a

2 I2 R2 + a2 I2 X2

V1 = a2 I2 ZL + a

2 I2 R2 + a2 I2 X2 + I1 R1 + I1 X1

Persamaan di atas mengandung pengertian, bahwa apabila parameter rangkaian

sekunder dinyatakan dalam harga rangkaian primer, harganya perlu dikalikan

dengan faktor a2. Sekarang rangkaian ekivalensinya menjadi seperti terlihat

pada gambar 24

10


11/27

Untuk memudahkan analisa (perhitungan) rangkaian ekivalen tesebut dapat diubah

menjadi seperti gambar 25

Dari rangkain ekivalen di atas, maka dapat digambarkan untuk beban dengan faktor

kerja terbelakang (lihat gambar 25)

Tegangan Hubung Singkat

Definisi: Tegangan hubung singkat (Vhs) adalah angka yang menyatakan tegangan yang

harus dipasangkan (dinyatakan dalam persen), supaya pada rangkaian sekunder

yang dihubungkan singkat mengalir arus nominal.

%1001

xV

ZIV

n

nhs =

Keterangan:

In = arus nominal yang tercantum pada pelat trafo

Z = impendansi total trafo pada keadaan hubung singkat

V1n = Tegangan primer nominal.

Menurut SEMET: Vhs = (3,5 0,1) %Rugi-rugi

Rugi-rugi pada trafo terdiri atas:

11


12/27

1. Rugi besi

2. Rugi tembaga

12


13/27

Gambar 27 berikut ini memperlihatkan skema blok diagram perubahan energi dan

rugi-rugi dari suatu trafo.

Rugi-rugi besi (Pi):

Terdiri dari:

a. Rugi histerisis (Ph), yaitu rugi yang disebabkan fluksi bolak-balik pada inti besi.

Ph = Kh f BX

max Watt

Kh = Konstanta histerisis (nilainya tergantung dari bahan inti besi)

f = Frekwensi

Bmax = Kerapatan fluksi (flux density) maksimum

X = STEINMEZT Factor

untuk low carbon steel, X=1,6

untuk silicon steel, X = 1,7 2

pada umumnya X ambil =1,6

b. Rugi arus pusat (eddy current losses) (Pe) yaitu rugi yang disebabkan arus pusar

pada ini besi.

Pe = Ke f2 B2max Watt

Ke = Konstanta arus eddy

f = Frekwensi

Bmax = Kerapatan fluksi (flux density) maksimum

Jadi rugi besi :PL = Ph + Pe

Rugi-rugi Tembaga (PCU)Rugi yang disebabkan arus yang mengalir pada kawat;

a. Rugi tembaga kumparan primer = I21 R1 ;

b. Rugi tembaga kumparan skunder = I22 R2 ;kerena besar arus yang mengalir berubah-ubah, maka besarnya rugi tembaga juga

berubah (tergantung pada beban)

Efisiensi (Rendemen) Transformator

Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik keluaran

dengan daya listrik yang masuk. Pada transformator ideal efisiensinya 100 %, tetapi pada

kenyataannya efisiensi tranformator selalu kurang dari 100 %.hal ini karena sebagian energi

terbuang menjadi panas atau energi bunyi.

13


14/27

Efisiensi transformator dapat dihitung dengan :

%100%10011

22

1

2 xxIV

xIVataux

P

P==

P2=Pout= daya keluaran

P1 =Pin = daya masuk

%100

2

2 xrugirugiP

P

+=

14


15/27

Contoh Soal :

Contoh cara menghitung jumlah lilitan sekunder :

Untuk menyalakan lampu 10 volt dengan tegangan listrik dari PLN 220 volt digunakan

transformator step down. Jika jumlah lilitan primer transformator 1100 lilitan, berapakah

jumlah lilitan pada kumparan sekundernya ?

Penyelesaian :

Diketahui : Vp = 220 V

Vs = 10 V

Np = 1100 lilitan

Ditanyakan : Ns = ?

Jawab :

Jadi, banyaknya lilitan sekunder adalah 50 lilitan.

Contoh cara menghitung arus listrik sekunder dan arus listrik primer :

Sebuah transformator step down mempunyai jumlah lilitan primer 1000 dan lilitan sekunder

200, digunakan untuk menyalakan lampu 12 V, 48 W.

Tentukan :

a. arus listrik sekunder

b. arus listrik primer

Penyelesaian :

Diketahui: Np = 1000 lilitan

Ns = 200 Lilitan

Vp = 12 V

Ps = 48 W

Ditanyakan :

a. Is = .. ?

b. b. Ip = .. ?

Jawab :

P

S

S

P

S

P

I

I

N

N

V

V==

15


16/27

P = I . V

Jadi, kuat arus sekunder adalah 4 A

Jadi, kuat arus sekunder adalah 0,8 A

Contoh cara menghitung daya transformator :Sebuah transformator mempunyai efisiensi 80%. Jika lilitan primer dihubungkan dengan

tegangan 200 V dan mengalir kuat arus listrik 5 A,

Tentukan:

a. daya primer,

b. daya sekunder

Penyelesaian :

Diketahui :

Ditanyakan :

a. Pp = .. ?

b. Ps = .. ?

Jawab :

Jadi, daya primer transformator 1000 watt.

Jadi, daya sekunder transformator 800 watt.

16N

1

e1

N2

e2

R1

V1

XL

1

R2

XL

2

I1

I2


17/27

Diketahui:

A. Trafo dengan rugi-rugi reaktansi (Z1)

Pada sisi Primer

Daya trafo (P1) = 18000 Watt, tegangan (V1) = 1000 Volt, Jumlah lilitan (N1) 1500,

tahanan (R1) = 0,052 Ohm, Indktansi (XL1) = 0,016 Ohm.

Pada sisi skunder

Jumlah lilitan (N2) = 500, tahanan (R2) = 0,018 Ohm, Induktansi (XL2) = 0,0053 Ohm.

Jawab :

Arus pada sisi primer

AmpereV

PI 18

1000

18000

1

1

1===

Impendansi (Z1) pada primer pengaruh jumlah lilitan

0

1

222

1

2

11

1114,17016,0

052,0

0544,0016,0052,0

=

=

=+=+=

arcTan

XLRZ

Z

|Z1| =0,054417,1140 Ohm

Tegangan E1 ggl pada sisi primer pengaruh jumlah lilitan

E1 = V1 I(R1 + jXL1) = 1000 + j0 18 (0,052 + j0,016) = 999,0640 - j0,2880

Volt0165,00640,999

0165,00640,999

2880,0

0640,9992880,00640,999||

0

1

1

221

=

=

=

=+=

E

arcTan

VoltE

E

17


18/27

Tegangan E2 ggl pada sisi skunder pengaruh jumlah lilitan

VoltE

VoltxEN

NE

E

0165,00213,333

0165,0

0213,3330640,9991500

500

0

2

0

2

1

1

22

=

=

===

E2 = 333,0213 Cos(-0,0165) j 333,0213 Sin(-0,0165)

E2 = 333.0213 - j-0.0960

Impendansi (Z2) pada skunder pengaruh jumlah lilitan

0

2

222

2

2

22

4946,16

0053,0

018,0

0188,00053,0018,0

=

=

=+=+=

arcTan

OhmXLRZ

Z

|Z2| = 0,018016,49460 Ohm

Arus (I2) pada sisi skunder

AmperZ

EI o

Z

E 4781,167967,739.174946,160188,0

0165,00213,333

22

22

2=

=

=

Jika ditinjau besarnya arus I2 > (N1 I1/N2) maka trafo tersebut mengalami hubung singkat

( )

( )

0

Zb2

22

0

Z

2

b2

2

b2b2

b2b222

bb2222

b2

b2

Z

EI

XLRZ

:anadim

jXLRIE

jXLRjXLRIE

=

+=

+=

+++=

18


19/27

Diketahui:

B. Trafo dengan rugi-rugi reaktansi dan berbeban

Pada sisi Primer


tahanan (R1) = 0,052 Ohm, Indktansi (XL1) = 0,016 Ohm.

Pada sisi skunder

Jumlah lilitan (N2) = 500, tahanan (R2) = 0,018 Ohm, Induktansi (XL2) = 0,0053 Ohm.

Pada beban

Tahanan (Rb) = 8 Ohm, Indktansi (XLb) = 6,5 Ohm.

Jawab:

Arus pada sisi primer

Ampere18

1000

18000

)0cos(V

PI

1

11 ===

Impendansi (Z1) pada primer pengaruh jumlah lilitan

0

1Z

222

1

2

11

1027,17016,0

052,0arcTan

0544,0016,0052,0XLRZ

=

=

=+=+=

|Z1| =0,054417,10270 Ohm

Tegangan E1 ggl pada sisi primer pengaruh jumlah lilitan

E1 = V1 I(R1 + jXL1) = 1000 + j0 18 (0,052 + j0,016) = 999,0640 - j0,2880

Volt0165,00640,999

0165,00640,999

2880,0

0640,9992880,00640,999||

0

1

1

22

1

=

=

=

=+=

E

arcTan

VoltE

E

Tegangan E2 ggl pada sisi skunder pengaruh jumlah lilitan

19

N1

e1

N2

e2

R1

V1

XL

1

R2

XL

2

I1

I2 Zb

Rb

XL

b


20/27

E2 = 333,0213 Cos(-0,0165) j 333,0213 Sin(-0,0165)

E2 = 333.0213 - j0.0960

maka, mencari arus (I2) yang mengalir pada sisi skunder

E2 = I2(R2 + jXL2) + I2(Rb + jXLb)

E2 = I2(R2 + jXL2 + Rb + jXLb)

maka:

R2b = R2 + Rb dan XL2b = XL2 + XLb

R2b = 0,018 + 8= 8,018 Ohm dan XL2b = 0,0053 + 6,5 = 6,5053 Ohm

Volt0537,393251,10Z

0537,395053,6018,8arcTan

Ohm3251,105053,6018,8XLRZ

0

b2

02Z

222

2b

2

b2b2

=

==

=+=+=

|E2|2 = I2 |Z2b|2b

Amper0702,392536,32I

0537,390165,03251,10

0213,333

Z

EI

0

2

b2b2

222

=

+=

=

Jika ditanyakan:

a. Daya ggl (PE2)

b. Daya pada Impedansi Z2 (PZ2)

c. Daya pada Impedansi Zb (PZb)

d. Effisiensi Trafo ()

Jawab :

a. Daya ggl (PE2)

PE2 = |I2|I2 |E2|I2= 32,2536 x 333,0213 -39,07020 -0,01650

= 10741,14977-39,088760 VA

= 10741,14977 Cos(-39,08876)

= 8337,1992 Watt

b. Daya pada Impedansi Z2 (PZ2)

20


21/27

0

2

222

2

2

22

4946,160053,0

018,0

0188,00053,0018,0

=

=

=+=+=

arcTan

OhmXLRZ

Z

|Z2| = 0,018016,49460 Ohm

PZ2 = |I2|2

2 I2 |Z2|Z2= (32,2536)2 x 0,0180 2 x -39,07020 + 16,49460

= 19,5202 -61,73370

= 19,5202 Cos(-61,7337)

= 9,2442 Watt

c. Daya pada Impedansi Zb (PZb)

0

b

222

b

2

bb

0939,39

8

6,6arcTan

Ohm3078,105,68XLRZ

=

=

=+=+=

|Zb| = 10,307839,09390 Ohm

PZb = |I2|22 I2 |Zb|b

= (32,2536)2 x 10,3078 2 x -39,07020 + 39,03930

= 10721,1373 -39,04660 VA

= 10721,1373 Cos(-39,0466)

= 8327,9550 Watt

d. Effisiensi Trafo ()Pout= PZb = 8327,9550 Watt

Pin = P1 = 18000 Watt

%2401,46%100x18000

9550,8327%100x

P

P

in

out===

21


22/27

C. Trafo dengan rugi-rugi reaktansi dan berbeban

Pada sisi Primer


Impedansi (Z1) = 0,03 Ohm, Sudut Z1 (Z1) = 15 Ohm.

Pada sisi skunder

Jumlah lilitan (N2) = 750, Impedansi (Z2) = 10 Ohm, Sudut Z2 (Z2) = 20 Ohm..

Pada beban

Tegangan pada Beban (Vb) = 150 Volt, Sudut Vb (Vb) = 40 Ohm.

Jawab:

Rumus Dasar:

V1 = I1 Z1 + E1

E1 = V1 - I1 Z1

Arus pada sisi primer(I1)

Ampere2105,184380

70000

)0cos(V

PI

1

11 ===

V1 = V1 Cos() + j V1 Sin()

V1 = 380 Cos(0) + j 380 Sin(0) =380 Volt +j0

Impedansi (Z1) pada sisi Primer

Z1 = Z1 Cos() + j Z1 Sin()

Z1 = 0,03 Cos(15) + j 0,03 Sin(15)

Z1 = 0,0290 + j 0,0078 Ohm

Tegangan Z1 (VZ1)

VZ1 = I1 Z1 + j I1 Z1

VZ1 = 184,2105 * 0,0290 + j 184,2105 * 0,0078

VZ1 = 5,3380 + j 1,4303 Volt

Tegangan ggl (E1)

22

N1

e1

N2

e2

Z1

V1

I1

I2 Vb

Z2


23/27

E1 = V1 - I1 Z1

E1 = (380 Volt +j0) (5,3380 + j 1,4303)

E1 = 374,6620 + j 1,4303

0b

22

1

2187,0374,66201,4303arcTan

Volt6647,3741,4303+374,6620E

==

==

E1 = | E1|0 = |374,6647|-0,21870

Tegangan ggl (E2) pada sisi Primer pengaruh lilitan dan perbandingan S lilitan

E2 = (N2/N1) * | E1|0

E2 = (750/1500) * 374,6647 = 187,3324 Volt

E2 = -0,21870

sehingga:

E2 =E2 Cos() + j E2 Sin()

E2 = 187,3324 Cos(-0,2187) + j 187,3324 Sin(-0,2187)

E2 = 187,3310 j 0,7151 Volt

Tegangan pada Beban (Vb)

Vb =Vb Cos() + j Vb Sin()

Vb =150 Cos(15) + j 150 Sin(15)

Vb =114,9067 + j 96,4181 Volt

Arus yang mengalir pada sisi Skunder (I2)

I2 = (E2 - Vb ) / Z2

I2 = (187,3310 j 0,7151) (114,9067 + j 96,4181)

0

V

22

b2

b2

b2b2

2

b22

2911,534243,72

1332,97arcTan

1616,121)1332,97()4243,72(V

1332,97j4243,72V

96,4181)j+(114,9067-0,7151)j-(187,3310VEV

:anadimZ

VEI

b2=

=

=+=

===

=

TRANSFORMATOR 3 FASA

23


24/27

Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan transformator 1 fasa yang disusun menjadi 3

buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder. Ada beberapa

metode untuk menghubungkan belitan yaitu:

1. Hubungan segitiga dan segitiga (delta dan delta) / ()

2. Hubungan segitiga dan bintang (delta dan wye) / (Y)

3. Hubungan segitiga dan bintang (wye dan delta) / (Y)

4. Hubungan segitiga dan bintang (wye dan wye) / (YY)

Daya Transformator 3 fasa

1. Hubungan Delta

24

1U 1V

1W

2U 2V

2W

1U 1V

1W

2U 2V

2W

N

2U 2V

2W

1U 1V1W

N

1U 1V1W

N

2U 2V2W

N


25/27

Tegangan dan arus

fL

fL

II

VV

3=

=

Daya

WattCosIVP

WattCosVP

WattCosIVP

LL

L

ff

3

3

I3

3

L

=

=

=

Apabila dinyata dalam VA

VA3

VA3

LL

ff

IVP

IVP

=

=

2. Hubungan Bintang

Tegangan dan arus

fL

fL

II

V

=

= V3

Daya

WattCosIVP

WattCosVP

WattCosIVP

LL

L

ff

3

3

I3

3

L

=

=

=

25

IL

IL

IL

If

If

If

Vf= V

L

Vf= V

L

Vf= V

L

N

IL

IL

IL

If

If

If

I0

Vf

Vf

Vf

VL

VL

VL


26/27

Apabila dinyata dalam VA

VA3

VA3

LL

ff

IVP

IVP

=

=

26


27/27

Suatu trafo 3-fasa 100 kVA, 50 Hz, 3300/400 V memiliki hubungan- pada sisi tegangan

tinggi dan hubungan-Y pada sisi tegangan rendah.

Impendansi pada sisi lilitan tegangan tinggi adalah 3.5 /fasa dengan sudut fasa 15 0 dan pada

lilitan sisi tegangan rendah 0.02 /fasa dengan sudut fasa 250

Jawab:

P = 3 VfIf

100000 = 3 3300 If

If =10.10101 Amper

Ef= Vf If Z150

Ef=3300 10,1010 (3.3807 + j 0.9059)

E2 = I2 Z + Vb

395.8623 0.1605290 = I2 0.02 250 + 380 100

395.8607 + j1.1091 - 374.2269 - j65.9863 = = I2 0.02 250

I2 = 3419.456 -96.55860

27

TRANSFORMATOR.doc

Documents

Transcript of TRANSFORMATOR.doc