i

TUGAS AKHIR

Studi Konfigurasi Hubungan Dan Pengujian Vector

Group Transformator Distribusi Tiga Fasa

Diajukan guna melengkapi sebagian syarat

dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Disusun oleh :

Nama : Christafel Caesar Tambunan

NIM : 41412110087

Program Studi : Teknik Elektro

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MERCU BUANA

JAKARTA

2015

i

TUGAS AKHIR

Studi Konfigurasi Hubungan Dan Pengujian Vector

Group Transformator Distribusi Tiga Fasa

Diajukan guna melengkapi sebagian syarat

dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Disusun oleh :

Nama : Christafel Caesar Tambunan

NIM : 41412110087

Program Studi : Teknik Elektro

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MERCU BUANA

JAKARTA

2015

ii

iii

iv

MOTTO

Hiduplah untuk berjuang dan berjuanglah untuk hidup

Bila ada kemauan pasti ada jalan

Hari ini harus lebih baik dari hari kemarin dan hari esok adalah harapan.

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan untuk Tuhan Yesus Kristus karena

kasih dan anugerah yang di berikan sehingga penyusun laporan Tugas Akhir ini

dapat terselesaikan.

Penyusun Tugas Akhir ini tidak mungkin dapat terlaksana tanpa adanya

bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Bapak Ir. Yudhi Gunardhi, M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik

Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana Jakarta,

2. Bapak Ir. Budi Yanto Husodo, MSc , selaku dosen pembimbing dalam

Tugas Akhir yang telah meluangkan banyak waktunya untuk memberikan

bimbingan, kritikan, arahan dan motivasi mulai dari awal hingga

selesainya Tugas akhir ini,

3. Semua dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta

yang telah memberikan banyak ilmunya dan para team penguji, terima

kasih atas bantuannya,

4. Bapak Ir. Purno Suryawan, Selaku Direktur Teknik dan Produksi

PT Trafoindo Prima Perkasa yang telah memberikan izin untuk

mengambil data-data di PT Trafoindo Prima Perkasa dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini,

5. Bapak Supriyadi, ST, selaku Factory Manager PT Trafoindo Prima

Perkasa,

6. Bapak G.B Kurniawan, ST, selaku Manager Departemen QA

viii

7. Ibu, abang Robin, abang Winston, adik Arnita dan semua keluarga baik di

Kalimantan, Jakarta, dan Jawa yang selalu memberikan doa,

8. Teman-teman ku baik di Kalimantan, Jakarta, dan Jawa

9. Teman-teman di PT Trafoindo Prima Perkasa,

10. Semua teman seperjuangan angkatan 2012 jurusan Teknik Elektro

Universitas Mercu Buana Jakarta, Pak Pungut, pak Yusuf S, Kang Deni,

Mas Kahfi, Kafung, Mas Puntoko, Kang Albert, Adith, Aldi S, Pak Arif,

Chandra, Deni S, Dharma, Fahriandi, Firmansyah, Gilang, Gayus

Richard, Harry, hendri, Iqbal, Muamar Rizky, Pearl, Ramot, Mas Rozaq,

Riko, Risdana, Rizky Kur, Rosa Pamuji, Sada Husen, Sidiq Aldino,

Yusuf Hanafiah, Zian, Viola, Icha, Indra, Alifa, Atik, Rindi, Devi, Ayu,

Dini, Fita, Indah, Indri, Intan, Katrin, Mega, Naela, Novi, Yusi.

11. Dan semua pihak yang telah membantu dan tidak bias disebutkan satu per

satu.

Penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis

khususnya dan bagi para pembaca pada umumnya. Namun penulis manyadari

bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan hati terbuka dan

bersedia untuk menerima kritik dan saran-saran yang bersifat membangun.

Jakarta, Februari 2015

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. .iii

MOTTO.................................................................................................................. iv

ABSTRAK ............................................................................................................. .v

ABSTRACT .......................................................................................................... .vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... .xiv

DAFTAR TABEL ................................................................................................xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3. Pembatasan Masalah ............................................................................ 2

1.4 Tujuan .................................................................................................. 2

1.5 Sistematika Penulisan Laporan ............................................................ 3

BAB II LANDASAN TEORI 5

2.1. Definisi Transformator ........................................................................ 5

2.2 Prinsip Kerja Transformator ................................................................ 5

2.3 Hukum Dasar Prinsip Kerja Transformator .......................................... 6

x

2.4 Jenis Transformator ............................................................................... 8

2.4.1 Berdasarkan Fungsi .......................................................................... 8

2.4.2 Berdasarkan Jumlah Fasa ................................................................. 8

2.4.3 Berdasarkan Pemakaian .................................................................. .9

2.4.4 Berdasarkan Medium Isolasi........................................................... 9

2.5 Bagian-bagian Transformator.............................................................. 10

2.5.1 Bagian Utama................................................................................. 10

2.5.1.1 Inti Besi ................................................................................... 10

2.5.1.2 Belitan (Coil) ........................................................................... 11

2.5.1.3 Minyak Transformator ............................................................ 12

2.5.1.4 Terminal .................................................................................. 12

2.5.1.5 Tangki dan Radiator ................................................................ 13

2.5.2 Peralatan Bantu .............................................................................. 15

2.5.2.1 Pendingin................................................................................. 15

2.5.2.2 Pengubah Tap (Tap Changer) ................................................. 16

2.5.2.3 Indikator .................................................................................. 17

2.5.2.4 Valve ........................................................................................ 18

2.6 Hubungan Belitan Tiga Fasa ............................................................... 20

2.6.1 Hubungan Bintang (Y) ................................................................... 20

2.6.2 Hubungan Delta (∆) ...................................................................... 21

2.6.3 Hubungan Zigzag (Z) .................................................................... 23

2.7 Jenis Hubungan Belitan Transformator Tiga Fasa .............................. 24

2.7.1 Hubungan Wye-Wye (Y-Y) ........................................................... 24

xi

2.7.2 Hubungan Wye-Delta (Y-∆) .......................................................... 25

2.7.3 Hubungan Wye-Zigzag (Y-Z)........................................................ 26

2.7.4 Hubungan Delta-Wye (∆-Y) .......................................................... 27

2.7.5 Hubungan Delta-Delta (∆-∆) ......................................................... 28

2.7.6 Hubungan Delta-Zigzag (∆-Z) ....................................................... 29

2.8 Vector Group Transformator ............................................................... 30

2.9 Konfigurasi Belitan Transformator ..................................................... 32

2.9.1 Konfigurasi Jenis Hubungan Yd# (Wye-Delta) ............................. 34

2.9.1.1 Hubungan YNd-1 .................................................................... 34

2.9.2 Konfigurasi Jenis Hubungan Yy# (Wye-Wye) .............................. 36

2.9.2.1 Hubungan YNyn-6 .................................................................. 36

2.9.3 Konfigurasi Jenis Hubungan Dy# (Delta-Wye) ............................. 38

2.9.3.1 Hubungan Dyn-5 ..................................................................... 38

2.9.4 Konfigurasi Jenis Hubungan Dd# (Delta-Delta) ............................ 40

2.9.4.1 Hubungan Dd-0 ....................................................................... 40

2.9.5 Konfigurasi Jenis Hubungan Yz# dan Dz# .................................... 41

2.9.5.1 Hubungan Dzn-6 (Delta-Zigzag) ............................................ 42

2.9.5.1 Hubungan YNzn-5 (Wyea-Zigzag) ......................................... 43

2.10 Polaritas Transformator ..................................................................... 47

2.11 Kerja Paralel Transformator Tiga Fasa ............................................. 48

2.11.1 Fungsi Kerja Paralel dan Keuntungannya .................................... 49

2.11.2 Syarat Kerja Paralel Transformator Tiga Fasa............................. 49

xii

BAB III METODE PENENTUAN VECTOR GROUP 54

3.1 Pengujian Vector Group Transformator.............................................. 54

3.1.1 Tujuan Pengujian .......................................................................... 54

3.1.2 Alat-alat Untuk Pengujian ............................................................. 54

3.1.3 Pengujian Dengan Injeksi Tegangan ............................................. 55

3.1.3.1 Mendapatkan Data Dengan Pengujian .................................... 55

3.1.3.2 Analisa Penentuan Vector Group Dengan Gambar Fasor....... 57

3.1.4 Pengujian Dengan Transformer Turn Ratio (TTR) ...................... 59

3.1.4.1 Prosedur Pengujian Dengan Transformer Turn Ratio (TTR) . 60

BAB IV DATA DAN ANALISA 63

4.1 Data dan Analisa Dari Pengujian Penentuan Vector Group

Transformator .................................................................................. 63

4.1.1 Pengujian Transformator 2000 kVA, 50 Hz, 20 kV/400 V, Dyn-11

..................................................................................................... 63

4.1.1.1 Pengujian Dengan Injeksi Tegangan ....................................... 63

4.1.1.1.1 Data Pengujian .................................................................. 63

4.1.1.1.2 Analisa Penentuan Vector Group Dengan Gambar Fasor 63

4.1.1.2 Pengujian Dengan Transformer Turn Ratio (TTR) ................ 65

4.1.2 Pengujian Transformator 2500 kVA, 50 Hz, 20 kV/400 V, Dyn-5

..................................................................................................... 66

4.1.2.1 Pengujian Dengan Injeksi Tegangan ....................................... 66

4.1.2.1.1 Data Pengujian .................................................................. 66

xiii

4.1.2.1.2 Analisa Penentuan Vector Group Dengan Gambar Fasor 67

4.1.2.2 Pengujian Dengan Transformer Turn Ratio (TTR) ................ 69

4.2 Analisa Hasil Pengukuran Gambar Fasor .......................................... 70

BAB V PENUTUP 73

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 73

5.2 Saran .................................................................................................... 74

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................xvii

LAMPIRAN ..................................................................................................... ..xviii

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Simbol transformator........................................................................... 5

Gambar 2.2 Prinsip timbulnya induksi magnet ....................................................... 6

Gambar 2.3 Prinsip kerja transformator .................................................................. 6

Gambar 2.4 Inti beri (core) transformator............................................................. 10

Gambar 2.5 Susunan belitan transformator tiga fasa ............................................ 12

Gambar 2.6 Bushing transformator ....................................................................... 12

Gambar 2.7 Tangki transformator ......................................................................... 13

Gambar 2.8 Radiator tipe panel valve ................................................................... 14

Gambar 2.9 Radiator tipe panel non valve ............................................................ 14

Gambar 2.10 Radiator tipe panel corrugated ........................................................ 15

Gambar 2.11 Tap changer..................................................................................... 16

Gambar 2.12 Indikator suhu minyak ..................................................................... 17

Gambar 2.13 Indikator suhu belitan ...................................................................... 18

Gambar 2.14 Indikator permukaan minyak .......................................................... 18

Gambar 2.15 Drain valve transformator ............................................................... 19

Gambar 2.16 Oil filter valve transformator ........................................................... 19

Gambar 2.17 Sampling valve transformator.......................................................... 20

Gambar 2.18 Hubungan bintang (Y) ..................................................................... 21

Gambar 2.19 Hubungan Delta (∆) ........................................................................ 22

Gambar 2.20 Hubungan zigzag (z) ....................................................................... 23

Gambar 2.21 Transformator tiga fasa hubung Y-Y .............................................. 25

Gambar 2.22 Transformator tiga fasa hubung Y-∆ ............................................... 26

xv

Gambar 2.23 Transformator tiga fasa hubung Y-Z ............................................... 27

Gambar 2.24 Transformator tiga fasa hubung ∆-Y ............................................... 28

Gambar 2.25 Transformator tiga fasa hubung ∆-∆ ............................................... 29

Gambar 2.26 Transformator tiga fasa hubung ∆-Z ............................................... 30

Gambar 2.27 Konstruksi belitan transformator tiga fasa ...................................... 33

Gambar 2.28 Hubungan YNd-1 ............................................................................ 35

Gambar 2.29 Hubungan YNyn-6 .......................................................................... 37

Gambar 2.30 Hubungan Dyn-5 ............................................................................. 39

Gambar 2.31 Hubungan Dd-0 ............................................................................... 41

Gambar 2.32 Hubungan Dzn-6 ............................................................................. 43

Gambar 2.33 Hubungan YNzn-5 .......................................................................... 45

Gambar 2.34 Polaritas penjumlahan (Additive Polarity) ...................................... 48

Gambar 2.35 Polaritas pengurangan (substractive Polarity) ................................ 48

Gambar 2.36 Arus pusar tansformator berbeban .................................................. 50

Gambar 2.37 Hubungan paralel Dyn-1 dengan Dyn-5 ......................................... 53

Gambar 3.1 Rangkaian pengujian transformator 2000 kVA, 50 Hz, 20 kV/400V,

Dyn-11 ............................................................................................. 55

Gambar 3.2 Rangkaian pengujian transformator 2500 kVA, 50 Hz, 20 kV/400V,

Dyn-5 ............................................................................................... 56

Gambar 3.3 Pengujian Dd-0 .................................................................................. 58

Gambar 3.4 Transformator Turn Ratio (TTR) ...................................................... 60

Gambar 3.5 Rangkaian belitan vector group Dyn-11 ........................................... 60

Gambar 3.6 Rangkaian belitan vector group Dyn-5 ............................................. 61

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kombinasi penggunaan bahan belitan .................................................. 11

Tabel 2.2 Klasifikasi tegangan penyadapan .......................................................... 17

Tabel 2.3 Kelompok vector group transformator berdasarkan standar IEC 60076

.............................................................................................................. 47

Tabel 4.1 Hasil pengukuran pengujian vector group transformator Dyn-11 ........ 63

Tabel 4.2 Nilai tegangan hasil pengukuran langsung dan gambar fasor............... 65

Tabel 4.3 Data pengukuran rasio Dyn-11 ............................................................. 66

Tabel 4.4 Hasil pengukuran pengujian vector group transformator Dyn-5 .......... 67

Tabel 4.5 Nilai tegangan hasil pengukuran langsung dan gambar fasor............... 68

Tabel 4.6 Data pengukuran rasio Dyn-5 ............................................................... 70

Tabel 4.7 Perbedaan nilai hasil ukur gambar ........................................................ 72