BAB II TRANSFORMATOR. Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang mampu mengubah

BAB II

TRANSFORMATOR

II.1

UMUM Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang mampu mengubah

maupun untuk menyalurkan energi listrik arus bolak-balik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik arus bolak-balik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik yang dapat menaikkan/menurunkan tegangan/arus dengan frekuensi yang sama. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer, dan kumparan sekunder. Rasio perubahan tegangan akan tergantung dari rasio jumlah lilitan pada kedua kumparan itu. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga yang dibelit pada sekeliling “kaki” inti transformator. Penggunaan transformator yang sangat sederhana dan andal merupakan salah satu alasan penting dalam pemakaiannya dalam penyaluran tenaga listrik arus bolakbalik, karena arus bolak–balik sangat banyak dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Pada penyaluran tenaga listrik arus bolak-balik terjadi kerugian energi sebesar I2R watt. Kerugian ini akan banyak berkurang apabila tegangan dinaikkan setinggi mungkin. Dengan demikian maka saluran–saluran transmisi tenaga listrik senantiasa mempergunakan tegangan yang tinggi. Hal ini dilakukan terutama untuk mengurangi kerugian energi yang terjadi, dengan cara mempergunakan transformator untuk menaikkan tegangan listrik di pusat listrik dari tegangan generator

5

Universitas Sumatera Utara

yang biasanya berkisar antara 6 kV sampai 20 kV pada awal transmisi ke tegangan saluran transmisi antara 100 kV sampai 1000 kV, kemudian menurunkannya lagi pada ujung akhir saluran ke tegangan yang lebih rendah. Transformator

yang

dipakai

pada

jaringan

tenaga

listrik

merupakan

transformator tenaga. Disamping itu ada jenis–jenis transformator lain yang banyak dipergunakan, dan yang pada umumnya merupakan transformator yang jauh lebih kecil. Misalnya transformator yang dipakai di rumah tangga untuk menyesuaikan tegangan dari lemari es dengan tegangan yang berasal dari jaringan listrik atau transformator yang lebih kecil, yang dipakai pada lampu TL. Dan yang lebih kecil lagi, transformator– transformator “mini” yang dipergunakan pada berbagai alat elektronik, seperti pesawat penerima radio, televisi, dan lain sebagainya.

II.2

KONSTRUKSI TRANSFORMATOR Pada dasarnya transformator terdiri dari kumparan primer dan sekunder yang

dibelitkan pada inti ferromagnetik. Berdasarkan letak kumparan terhadap inti, transformator terdiri dari dua macam konstruksi, yaitu tipe inti (core type) dan tipe cangkang (shell type). Kedua tipe ini menggunakan inti berlaminasi yang terisolasi satu sama lainnya, dengan tujuan untuk mengurangi rugi-rugi arus eddy. Tipe inti (Core form) Tipe inti ini dibentuk dari lapisan besi berisolasi berbentuk persegi dan kumparan transformatornya dibelitkan pada dua sisi persegi. Pada konstruksi tipe inti, lilitan

6


mengelilingi inti besi yang disebut dengan kumparan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Konstruksi transformator tipe inti (core form) Sedangkan konstruksi intinya pada umumnya berbentuk huruf L atau huruf U, dapat kita lihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Konstruksi lempengan logam inti transformator bentuk L dan U

Tipe cangkang (Shell form) Jenis konstruksi transformator yang kedua yaitu tipe cangkang yang dibentuk dari lapisan inti berisolasi, dan kumparan dibelitkan di pusat inti, dapat dilihat pada gambar 2.3.

7


Gambar 2.3 Transformator tipe cangkang (shell form) Pada transformator ini, kumparan atau belitan transformator dikelilingi oleh inti. Sedangkan konstruksi intinya pada umumnya berbentuk huruf E, huruf I atau huruf F seperti terlihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Konstruksi lempengan logam inti transformator bentuk E, I dan F

II.3

PRINSIP KERJA TRANSFORMATOR Transformator terdiri atas dua buah kumparan ( primer dan sekunder ) yang

bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi (

reluctance ) rendah. Apabila

kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolakbalik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk

8


jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi ( self induction ) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi bersama ( mutual induction ) yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi ). e = (−) N

Dimana :

dφ dt

(Volt) ……….( 2.1 )

e = gaya gerak listrik (Volt) N = jumlah lilitan (turn) dφ = perubahan fluks magnet (weber/sec) dt

Perlu diingat bahwa hanya tegangan listrik arus bolak-balik yang dapat ditransformasikan

oleh

transformator,

sedangkan

dalam

bidang

elektronika,

transformator digunakan sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan arus bolak-balik antara rangkaian. Tujuan utama menggunakan inti pada transformator adalah untuk mengurangi reluktansi ( tahanan magnetis ) dari rangkaian magnetis ( common magnetic circuit )

II.3.1 Keadaan transformator tanpa beban Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V 1 yang sinusoidal, akan mengalirkan arus primer I 0 yang juga sinusoid dan dengan

9


menganggap belitan N 1 reaktif murni. I 0 akan tertinggal 900 dari V 1 . Arus primer I 0 menimbulkan fluks (Ф) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid.

I0 AC

I2

Фm N1

V1

N2

V2

Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan tanpa beban I1 I0 Ic Rc

V1

Im Xm

V2

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen transformator dalam keadaan tanpa beban

Φ

I0

V1

E1

Gambar 2.7 Gambar vektor transformator dalam keadaan tanpa beban

10


V1

0

I o, Φo

90o

π

2π

ωt

Gambar 2.8 Gambar gelombang Io tertinggal 90o dari V 1

Φ = Φ max sin ωt (weber) ............................................................ (2.2) Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi е 1 (Hukum Faraday): e1 = − N 1

dΦ dt

e1 = − N 1

d (Φ max sin ωt ) dt

e1 = − N 1ωΦ max cos ωt (Volt) .......................................... (2.3) e1 = N 1ωΦ max sin( wt − 90) (tertinggal 90o dari Φ) Dimana :

e 1 = gaya gerak listrik (Volt) N 1 = jumlah belitan di sisi primer (turn)

ω = kecepatan sudut putar (rad/sec) Φ = fluks magnetik (weber)

11


Φ

e1, e2

iΦ o 90

0

π

Gambar 2.9 Gambar gelombang

2π

ωt

e1 tertinggal 90o dari Φ

Harga efektif :

E1 =

E1 =

E1 =

E1 =

N 1ωΦ max 2 N 1 2πfΦ max 2 N 1 2 x3,14 fΦ max 2 N 1 6,28 fΦ max 2

E1 = 4,44 N 1 fΦ max (volt) ............................................... (2.4)

12


Pada rangkaian sekunder, fluks (Φ) bersama tadi juga menimbulkan : e2 = − N 2

dΦ dt

e2 = N 2ωΦ max cos ωt (Volt) Harga efektifnya :

E 2 = 4,44 N 2 fΦ max (volt) Bila rugi tahanan dan adanya fluksi bocor diabaikan, maka akan terdapat hubungan : E1 V1 N = = 1 =a E 2 V2 N 2

Dimana :

...................................................... (2.5)

E 1 = ggl induksi di sisi primer (Volt) E 2 = ggl induksi di sisi sekunder (Volt) V 1 = tegangan terminal sisi primer (Volt) V 2 = tegangan terminal sisi sekunder (Volt) N 1 = jumlah belitan sisi primer (turn) N 2 = jumlah belitan sisi sekunder (turn)

a

= faktor transformasi

II.3.2 Keadaan transformator berbeban Apabila kumparan sekunder di hubungkan dengan beban Z L , I 2 mengalir pada kumparan sekunder, dimana I 2 =

V2 . ZL

13


AC

’ Ф‘2 Ф2

Фm

I1

N2

N1

V1

I2

V2 Z L

Gambar 2.10 Transformator dalam keadaan berbeban X1

R1

R2

I1

V1

IC

RC

I0

I2

I'2

XM

X2

IM

ZL

V2

Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen transformator dalam keadaan berbeban Arus beban I 2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N 2 I 2 yang cenderung menentang fluks (Ф) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I 2 ', yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I 2 , hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi:

I 1 = I 0 + I 2 ' (Ampere) ………………………………….. (2.6) Bila komponen arus rugi inti (I c) diabaikan, maka I 0 = I m , sehingga:

I 1 = I m + I 2 ' (Ampere) .................................................. (2.7)

14


Dimana:

I 1 = arus pada sisi primer (Amp) I'2 = arus yg menghasilkan Φ' 2 (Amp) I 0 = arus penguat (Amp) I m = arus pemagnetan (Amp) I c = arus rugi-rugi inti (Amp)

Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus pemagnetan I M , maka berlaku hubungan :

N1 I M = N1 I1 − N 2 I 2

(

)

N 1 I M = N 1 I M + I 2' − N 2 I 2 N 1 I 2' = N 2 I 2 Karena I M dianggap kecil, maka I 2' = I 1 . Sehingga :

N1 I1 = N 2 I 2 V1 I 1 = V2 I 2

II.4

RANGKAIAN EKIVALEN TRANSFORMATOR Fluks yang dihasilkan oleh arus pemagnetan I m tidak seluruhnya merupakan

fluks bersama (Ф M ), sebagian mencakup kumparan pimer (Ф 1 ) atau mencakup kumparan sekunder saja (Ф 2 ) dalam model rangkaian ekivalen yang dipakai untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya fluks bocor Ф 1 dengan mengalami proses transformasi dapat ditunjukan sebagai reaktansi X 1 dan fluks bocor Ф 2 dengan

15


mengalami proses transformasi dapat ditunjukan sebagai reaktansi X 2 sedang rugi tahanan ditunjukan dengan R 1 dan R 2 , dengan demikian model rangkaian dapat dituliskan seperti gambar 2.12.

X1

R1

I'2

Io

I1

I2

IM

IC RC

V1

X2

R2

XM

E2

E1

N1

ZL

V2

N2

Gambar 2.12 Gambar rangkaian transformator ideal ФM

I1

IC I2'

I1X1

I0

IM

I1R1 E1

V1

E2 φ

I2X2

V2 I2

I2R2

Gambar 2.13 Diagram vektor model rangkaian transformator ideal Dari diagram vektor diatas dapat pula diketahui hubungan penjumlahan vektor yaitu : V1 = I 1 R1 + I 1 X1 + E 1 E2 = I2 R 2 + I2 X 2 + V2

16


E 1 /E 2 = N 1 /N 2 = a atau E 1 = a E 2 , hingga E 1 = a (I 2 R 2 + I 2 X 2 + V 2 ) Maka : V 1 = I 1 R 1 + I 1 X 1 + a (I 2 R 2 + I 2 X 2 + V 2 ) V1 = I 1 R1 + I 1 X1 + a I 2 R2 + a I 2 X2 + a V2 Karena I'2 /I 2 = N 2 /N 1 = 1/a atau I 2 = aI'2 Maka: V 1 = I 1 R 1 + I 1 X 1 + a (a I'2 R 2 ) + a (a I'2 X 2 ) + a V 2 V 1 = I 1 R 1 + I 1 X 1 + a2 I'2 R 2 + a2 I' 2 X 2 + a V 2 V 1 = I 1 R 1 + I 1 X 1 + I' 2 (a2 R 2 + a2 X 2 ) + a V 2 (Volt)....................................... (2.8)

Dari rangkaian transformator ideal diatas, apabila semua nilai parameter sekunder dinyatakan pada sisi rangkaian primer, harganya perlu dikalikan dengan faktor a2, dimana X'2 = X 2 a2 , R'2 = R 2 a2 , dan I'2 = I 2 a maka : X1

R1

R'2

I1

IC

RC

I'2

XM

IM

a2 ZL

V'2=aV2

V1

I0

X'2

Gambar 2.14 Gambar rangkaian ekivalen transformator

17


Untuk memudahkan perhitungan, model rangkaian ekivalen transformator tersebut dapat diubah menjadi seperti gambar 2.15 dibawah ini :

X1

R1

I1

a 2R 2

a2X2 I'2

Io

V1

IC

IM

RC

XM

a 2ZL

aV2

Gambar 2.15 Penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator

ФM I1

IC

I’2

I0

aI’2R2 2

X

aV2

φ

1

1

IX

aI’

2

I1R1

IM

V1

Gambar 2.16 Diagram vektor parameter sekunder pada rangkaian primer Gambar 2.15 di atas dapat di sederhanakan dengan menggunakan R ek dan X ek yang dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini : R ek = R 1 + a2R 2 (Ohm)...................................................................(2.9)

18


X ek = X 1 + a2X 2 (Ohm)..................................................................(2.10) Sehingga rangkaian di atas dapat diubah seperti gambar 2.17 di bawah ini :

I'2

I1

Rek

Xek

I0 V1 Im

Xm

Rc

a2ZL

Ic

aV2

Gambar 2.17 Hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator Parameter transformator yang terdapat pada model rangkaian (rangkaian ekivalen) R c , X m, R ek dan X ek dapat ditentukan besarnya dengan dua macam pengukuran yaitu pengukuran beban nol dan pengukuran hubungan singkat. II.4.1 Pengukuran beban nol Rangkaian pengukuran beban nol atau tanpa beban dari suatu transformator dapat ditunjukkan pada gambar 2.18 Umumnya untuk pengukuran beban nol semua instrumen ukur diletakkan di sisi tegangan rendah (walaupun instrumen ukur terkadang diletakkan di sisi tegangan tinggi), dengan maksud agar besaran yang diukur cukup besar untuk dibaca dengan mudah. A

AC

V

W

N1

N2

19


Gambar 2.18 Rangkaian pengukuran beban nol Dalam keadaan tanpa beban bila kumparan primer di hubungkan dengan sumber tegangan V 1 , maka akan mengalir arus penguat I 0 . Dengan pengukuran daya yang masuk (P 0 ), arus penguat I 0 dan tegangan V 1 maka akan diperoleh harga : 2

Rc =

V1 P0

Z0 =

jX m Rc V1 = (Ohm) ........................................... (2.12) I 0 Rc + jX m

(Ohm)............................................................ (2.11)

Dimana : Z0 = impedansi beban nol (Ohm) R c = tahanan beban nol (Ohm) X m = reaktansi beban nol (Ohm)

II.4.2 Pengukuran hubung singkat Hubungan singkat berarti terminalnya dihubung singkatkan, sehingga hanya impedansi Z ek = R ek + j X ek yang membatasi arus. Karena harga R ek dan X ek ini relatif kecil maka harus dijaga agar tegangan masuk (V sc ) cukup kecil, sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal. Harga I 0 akan relatif sangat kecil bila dibandingkan dengan arus nominal, sehingga pada pengukuran ini dapat diabaikan.

20


A

W

V

AC

N1

N2 A

Gambar 2.19 Rangkaian Pengukuran hubung singkat Isc

R ek

X ek

Vsc

Gambar 2.20 Rangkaian ekivalen pengukuran hubung singkat Dengan mengukur tegangan V sc, arus I sc dan daya P sc, akan dapat dihitung parameter : Rek =

Psc (Ohm) ...................................................... (2.13) ( I sc ) 2

Z ek =

Vsc = Rek + jX ek (Ohm) ...................................... (2.14) I sc

X ek = Z ek + Rek 2

2

(Ohm) ............................................ (2.15)

21


II.5

RUGI-RUGI PADA TRANSFORMATOR Rugi Tembaga

Sumber

Kumparan primer

Rugi Tembaga

Fluks Bersama

Kumparan Sekunder

Out Put

Rugi Besi Histeresis Dan Eddy Current

Gambar 2.21 Blok diagram rugi – rugi pada transformator

1I.5.1 Rugi tembaga ( Pcu ) Rugi yang disebabkan arus mengalir pada kawat tembaga yang terjadi pada kumparan sekunder dapat ditulis sebagai berikut : Pcu = I2 R (Watt).............................................................. (2.16)

Formula ini merupakan perhitungan untuk pendekatan. Karena arus beban berubah – ubah, rugi tembaga juga tidak konstan bergantung pada beban. Dan perlu diperhatikan pula resistansi disini merupakan resistansi AC.

II.5.2 Rugi besi ( Pi )

Rugi besi terdiri atas : •

Rugi histerisis (Ph), yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak – balik pada inti besi yang dinyatakan sebagai :

22


Ph = kh f Bmaks1.6 watt ..................................... (2.17) Kh = konstanta Bmaks = Fluks maksimum ( weber ) •

Rugi arus eddy (Pe) , yaitu rugi yang disebabkan arus pusar pada inti besi. Dirumuskan sebagai : Pe = ke f2 B2maks (Watt) ....................................... (2.18) Kh = konstanta Bmaks = Fluks maksimum ( weber ) Jadi, rugi besi ( rugi inti ) adalah : Pi = Ph + Pe (Watt) ............................................... (2.19)

II.6

TRANSFORMATOR TIGA PHASA II.6.1 Umum Tiga transformator berfasa satu dapat dihubungkan untuk membentuk bank-3

fasa (susunan 3 fasa = 3 phase bank) dengan salah satu cara dari berbagai cara menghubungkan belitan transformator. Pada tiga buah transformator satu fasa yang dipakai sebagai transformator tiga fasa setiap kumparan primer dari satu transformator dijodohkan

dengan

kumparan

sekundernya.

Hendaknya

dicatat

bahwa

pada

transformator tiga fasa ini besar tegangan antar fasa (V L-L ) dan daya transformator (KVA) tidak tergantung dari hubungan belitannya. Akan tetapi tegangan fasa netral (V LN)

serta arus dari masing-masing transformator tergantung pada hubungan belitannya. II.6.2 Konstruksi transformator tiga fasa Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusar di dalam inti,

rangkaian magnetik itu biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis.

23


R

S

T PRIMER

SEKUNDER

r

s

t

Gambar 2.22 Konstruksi transformator tiga fasa tipe inti Salah satu jenis konstruksi yang biasa dipergunakan diperlihatkan pada gambar 2.23 :

R

r PRIMER

S

SEKUNDER

s

T

t

Gambar 2.23 Transformator tiga fasa tipe cangkang Dalam jenis inti (core type) kumparan dililitkan disekitar dua kaki inti magnetik persegi. Dalam jenis cangkang (shell type) kumparan dililitkan sekitar kaki tengah dari

24


inti berkaki tiga dengan laminasi silikon-steel. Umumnya digunakan untuk transformator yang bekerja pada frekuensi dibawah beberapa ratus Hz. Silikon-steel memiliki sifatsifat yang dikehendaki yaitu murah, rugi inti rendah dan permeabilitas tinggi pada rapat fluks tinggi. Inti transformator yang dipergunakan dalam rangkaian komunikasi pada frekuensi tinggi dan tingkat energi rendah, kadang-kadang dibuat dari campuran tepung ferromagnetik yang dimanfaatkan sebagai permalloy. II.6.3 Hubungan tiga fasa dalam transformator Secara umum hubungan belitan tiga fasa terbagi atas dua jenis, yaitu hubungan wye (Y) dan hubungan delta (Δ). Masing-masing hubungan belitan ini memiliki karakteristik arus dan tegangan yang berbeda-beda, selanjutnya akan dijelaskan dibawah ini. Baik sisi primer maupun sekunder masing-masing dapat dihubungkan wye ataupun delta. Kedua hubungan ini dapat dijelaskan secara terpisah, yaitu :

1. Hubungan wye (Υ) Hubungan ini dapat dilakukan dengan menggabungkan ketiga belitan transformator yang memiliki rating yang sama dengan mempertemukan ujung-ujungnya pada satu titik seperti terlihat pada gambar 2.24 di bawah ini.

25


IR R

N PRIMER

I N IS

S

T

IT

Gambar 2.24 Transformator Hubungan-Y Dalam hubungan-Y dengan memakai kawat netral dalam keadaan seimbang dapat kita ketahui sebagai berikut :

VR = VS = VT = V ph (Volt) ............................................. (2.20)

VRS = VST = VTR = 3 V ph (Volt) ................................... (2.21) I L = I R = I S = I T = I ph (Amp) ..................................... (2.22)

Dimana:

VL

= Tegangan line to line (Volt)

V ph = Tegangan phasa (Volt) IL

= Arus line to line (Amp)

I ph

= Arus phasa (Amp)

26


2. Hubungan delta (Δ) Hubungan delta ini juga mempunyai tiga buah belitan dan masing-masing memiliki rating yang sama dengan menghubungkannya berbentuk segitiga, seperti terlihat pada gambar 2.25. Dalam hubungan delta pada keadaan seimbang dapat kita ketahui sebagai berikut : IR-IT

I IT

R

IS

R

SEKUNDER IS - I R S IT

I

- S

T

Gambar 2.25 Transformator Hubungan Delta

I R = RS = I T = I ph (Amp) ........................................... (2.23)

I R − I T = I S − I T = I T − I S = I L = 3 I ph (Amp) ......... (2.24) VRS = VST = VTR = V ph (Volt) ......................................... (2.25) Dimana : V L

= Tegangan line to line (Volt)

V ph = Tegangan phasa (Volt) IL

= Arus line to line (Amp)

I ph

= Arus phasa (Amp)

27


Pada transformator tiga phasa selain terdapat dua hubungan belitan utama yaitu hubungan delta dan hubungan bintang. Ada empat kemungkinan lain hubungan transformator tiga phasa yaitu :

1. Hubungan YY Transformator tiga phasa Hubungan YY pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada gambar 2.26 berikut ini : a

. Np1

b+ VLP VФp

Ns1

.

Ns2

. Np3

+ b'

.

Np2

c-

a'

.

VФs V LS

+ c'

. Ns3

Gambar 2.26 Transformator Hubungan YY

Pada hubungan Y-Y , tegangan primer pada masing-masing phasa adalah :

VφP = VLP / 3

(Volt) .……………………( 2. 26 )

28


Tegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasa sekunder dan perbandingan belitan transformator. Maka diperoleh perbandingan tegangan pada transformator adalah :

3 VφP VLP = =a VLS 3 VφS

………………..( 2. 27 )

Pada hubungan Y-Y ini jika beban transformator tidak seimbang maka tegangan pada phasa transformator tidak seimbang.

2. Hubungan YΔ Transformator tiga phasa Hubungan YΔ pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada gambar 2.27 berikut ini : a VФp

VLP

.

a'

.

Np1

Ns1 VФs

b

.

c

Ns2

. Np3

b'

.

Np2

VLS

c'

. Ns3

Gambar 2.27 Transformator Hubungan YΔ

29


Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan phasa primer V LP = 3 VφP dan tegangan kawat ke kawat sekunder sama dengan tegangan phasa V LS = V ΦS . Sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan ini adalah sebagai berikut : 3 VφP V LP = = 3a V LS VφS

…………..( 2. 28 )

Hubungan ini lebih stabil dan tidak ada masalah dengan beban tidak seimbang dan harmonisa. 3. Hubungan ΔY Transformator tiga phasa Hubungan ΔY pada transformator tiga phasa ditunjukkan pada gambar 2.28 berikut ini : a+ VLP

. VФp

+ a'

.

Np1

Ns1

VФs

b.

c'

.

Np2

VLS

Ns2

c . Np3

- b'

. Ns3

Gambar 2.28 Transformator hubungan ΔY

30


Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer V LP = V ΦP dan tegangan sisi sekunder VLS = 3 VφS . Maka perbandingan tegangan pada hubungan ini adalah : VφP V LP 3 = = V LS a 3 VφS

……………( 2. 29 )

Hubungan ini memberikan keuntungan yang sama dan beda phasa yang sama seperti pada hubungan YΔ. 4. Hubungan ΔΔ Transformator tiga phasa Hubungan ini dapat dilihat pada gambar 2.29 berikut ini : a+ VLP

. VФp

+ a'

.

Np1

Ns1

VLS VФs

b-

- b' .

.

Np2

Ns2

c

c' . Np3

. Ns3

Gambar 2.29 Transformator hubungan ΔΔ

31


Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa sama untuk primer dan sekunder transformator V LP = V ΦP dan V LS = V ΦS . Maka hubungan tegangan primer dan sekunder transformator adalah sebagai berikut :

VLP VφP = =a VLS VφS

……………..( 2. 30 )

Perbedaan phasa pada hubungan ini tidak ada dan stabil terhadap beban tidak seimbang dan harmonisa.

II.7

SISTEM PENDINGIN TRANSFORMATOR

a. Pendingin Alamiah 1. Air Nutarul Cooling (AN) yaitu pendingin dengan tidak menggunakan bantuan apapun kecuali udara biasa. 2. Oil-Immersed Natural Cooling (ON) yaitu transformator dimasukkan ke dalam minyak transformator. 3. Oil-Immersed

Forced-oil

circulation

With

Natural

Cooling

(OFN)

yaitu

transformator dimasukkan ke dalam minyak yang dialirkan.

b. Pendingin Buatan (udara) 1. Oil-Immersed Forced-Oil Circulation With Air Blast Cooling (OFB) yaitu transformator dimasukkan ke dalam minyak yang dialirkan dengan udara yang dihembuskan. 2. Oil-Immersed Air Blast Cooling (OB) yaitu transformator dimasukkan dalam minyak dengan udara yang dihembuskan.

32


3. Air Blast Cooling (AB) yaitu pendingin dengan udara yang dihembuskan.

c. Pendingin Buatan (air) 1. Oil Immersed Water Cooling (OW) yaitu transformator dimasukkan dalam minyak dan pendingin juga dibantu dengan air. 2. Oil

Immersed

Forced-Oil-Circulation

With

Water

Cooling

(OFW)

yaitu

transformator dimasukkan dalam minyak yang dialirkan, pendingin juga dibantu dengan air.

II.8

KEGUNAAN TRANSFORMATOR Dalam penggunaannya pada sistem tenaga listrik, transformator dapat digunakan

sebagai berikut :  Transformator Generator, digunakan di pembangkit untuk menaikkan tegangan generator menjadi tegangan yang lebih tinggi untuk keperluan transmisi daya listrik.  Transformator Gardu Induk, digunakan untuk menurunkan tegangan tinggi dari suatu sistim transmisi ke suatu harga tegangan menengah untuk keperluan distibusi.  Transformator Distribusi, digunakan untuk menurunkan tegangan menengah ke tegangan rendah untuk keperluan distribusi dan pemakaian.  Transformator Pengukuran, digunakan untuk pengukuran listrik.  Transformator-transformator Khusus, digunakan untuk tujuan khusus seperti pengaman (proteksi).

33


BAB II TRANSFORMATOR. Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang mampu mengubah

Recommend Documents