JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
1
Analisis Penggunaan Sistem Pendingin ONAN/ONAF untuk Meningkatkan Efisiensi Trafo Pada Beban Lebih di PLTA Sutami-Malang Aditya Nurhidayat,I Gusti Ngurah Satriyadi, Sjamsjul Anam Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstrak - Suatu transformator ketika terjadi pembebanan
maka akan timbul rugi-rugi daya yang diubah menjadi panas. Panas yang terjadi akan menaikkan temperature transformator. Semakin besar beban yang diterima, maka rugi-rugi akan menjadi semakin besar dan menyebabkan kenaikan temperatur yang semakin tinggi dan dapat melampaui batas yang diijinkan. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada transformator. Oleh karena itu, digunakanlah media pendinginan berupa kipas pada transformator. Dengan bertujuan untuk dapat menurunkan temperatur. Dengan turunnya temperatur, maka dapat menurunkan rugi-rugi daya sehingga dapat menaikkan efisiensi pada transformator. Pada tugas akhir ini dianalisis pengaruh pendinginan ONAN/ONAF pada transformator. Analisis dilakukan dengan menggunakan data-data test dan rugirugi yang terjadi pada temperatur tanpa beban dan beban penuh pada transformator di GI Sutami Malang. Hasil yang dicapai berupa perubahan resistansi, arus dan rugi-rugi daya terhadap beban variabel dan temperatur. Untuk mendapatkan tingkat efisiensi yang lebih baik, dapat dilakukan dengan menurunkan temperatur transformator sehingga rugi-ruginya akan turun dan umur transformator menjadi lebih panjang. Kata kunci :transfomator tenaga, rugi-rugi daya, temperatur, beban variabel, pendinginan ONAN/ONAF, peningkatan efisiensi
T
I.
PENDAHULUAN
ransformator adalah suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya. Transformator merupakan suatu komponen yang sangat penting peranannya dalam sistem ketenagaan listrik khususnya pada suatu pembangkit di PLTA Sutami. Dengan menggunakan transformator, dimana tegangan pembangkitan dinaikkan semaksimal mungkin, maka arus yang mengalir sangat kecil, yang menyebabkan rugi-rugi daya yang kecil dan penampang kawat yang digunakan hanya kecil saja, sehingga biaya yang dikeluarkan jauh lebih ekonomis, demikian juga dengan pusat pembangkitan yang tidak perlu ditempatkan di beberapa tempat didekat kota. Dalam hal ini di PLTA Sutami, tegangan yang berasal dari output generator sebesar 11 KV dinaikkan menjadi 154 KV oleh suatu
transformator.Suatu trafo pada saat beroperasi, dapat mengalami rugi-rugi daya.Rugi-rugi daya terdiri dari rugi tembaga yang besarnya berubah-ubah saat terjadi perubahan beban, dan rugi inti yang besarnya tetap walaupun beban berubah-ubah.Rugi-rugi daya tersebut diubah dalam bentuk panas, sehingga dapat menyebabkan peningkatan temperatur dari trafo.Semakin besar beban yang diterima oleh trafo, maka rugi-rugi daya menjadi semakin besar.Hal ini menyebabkan kenaikan temperatur yang tinggi dan dapat melampaui batas kenaikan temperatur yang diijinkan, sehingga dapat mengakibatkan kerusakan serta umur dari trafo menjadi pendek. II. TRANSFORMATOR 2.1 Trafo tidak Ideal Trafo tidak ideal adalah trafo yang mempunyai keterbatasan-keterbatasan, yaitu sebagai berikut.
im +
Vp
S ie ic
Rc
+
+
im
Xm
ep -
-
Np
Ns
es -
+
Vs -
Gambar 2.1.Rangkaian trafo dengan memperhatikan arus eksitasi
•
Rugi Inti Rugi inti disebabkan pada kumparan magnet mengalami loop hysteresis yang menimbulkan kerugian hysteresis dan fluksi yang menimbulkan kerugian arus eddy, ini dapat dituliskan sebagai berikut: Pc = Ph + Pe • Rugi Arus Besi Rugi besi dapat dinyatakan sebagai rugi pada tahanan fiktif Rc, dengan Ic yang melewati tahanan tersebut. Karena itu arus tersebut dapat dinyatakan oleh: •
Pc
Ic= E1 =Ic2 Rc
Arus Eksitasi Arus eksitasi adalah arus yang mengalir dalam kumparan primer dari trafo dalam keadaan tidak berbeban.Arus ini terdiri dari dua komponen, yakni arus magnetisasi dan arus rugi inti. Arus eksitasi dinyatakan: ie = ic + im
ZL
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
2 terjadi pada radiator disebabkan oleh perbedaan berat jenis antara minyak yang dingin dengan minyak yang panas.
•
Arus Magnetisasi Arus magnetisasi adalah arus eksitasi yang mengalir menuju tahanan magnetisasi 𝐼𝐼m = 𝐼𝐼e.𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐0 • Arus Inti Arus inti adalah arus eksitasi yang mengalir menuju tahanan inti. 𝐼𝐼c = 𝐼𝐼e.𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠0
2.2. Rangkaian Ekivalen Trafo Merupakan rangkaian pengganti, yang biasa digunakan untuk melakukan analisis terhadap kinerja trafo. Rangkaian ini dibentuk dengan menghilangkan rangkaian magnetic dari trafo, sehingga terjadilah rangkaian ekivalen dari trafo yang lebih sederhana, yang hanya terdiri dari rangkaian elektrik saja. 2.2.1 Testing Trafo Pada pengujian trafo ini dilakukan pada sisi high-voltage (HV), dimana instrument ukur diletakkan di sisi HV.Sehingga, saat tes hubung terbuka dan tes hubungan singkat dihubung pada sisi low-voltage (LV). • Tes Hubung Terbuka Dari pengujian ini, kita mendapatkan nilai Rc dan Xm. Nilai Rc dan Xm jauh lebih besar dibandingkan Req dan Xeq. Karena drop tegangan lebih signifikan terjadi di Rc dan Xm. • Tes Hubungan Singkat (Short Circuit Test) Tegangan di sisi sekunder pada hubung singkat relatif kecil. Sehingga drop tegangan di Rc dan atau Xm sangatlah kecil, dapat diabaikan. Oleh karenanya, tegangan yang didapat merupakan tegangan di Zeq. Dari persamaan diatas maka didapat rangkaian ekivalen trafo sebagai berikut I1
I2
jX1 Ie
R1 Ic
jX2 R2
Im V2
V1 Rc
jXm
Gambar 2.2. Diagram rangkaian ekivalen trafo
III. SISTEM PENDINGIN TRANSFORMATOR 3.1 Metode Pendinginan dan Klasifikasi dari Peralatan Sistem pendinginan pada transformator merupakan sesuatu yang sangat penting, yang berfungsi untuk menjaga agar kondisi trafo tidak terlalu panas ketika memikul beban. Jika sistem pendinginannya cukup baik maka usia (life time) trafo dapat diusahakan semaksimal mungkin. Namun jika sistem pendinginan mengalami gangguan, maka belitan/kumparan trafo menjadi panas, selanjutnya isolasi trafo dapat rusak dan menyebabkan trafo terbakar (short circuit). 3.2 Sistem Pendingin Pada Trafo 3.2.1. Sirkulasi Natural dari Minyak dan Udara Sistem pendingin ini menggunakan sirkulasi minyak dan sirkulasi udara secara alamiah.sirkulasi minyak yang
Gambar 3.1.Sirkulasi minyak dan udara natural dan diagram temperature
3.2.2.
Sirkulasi Minyak Natural, Ventilasi Udara dengan Paksaan Sistem pendingin ini menggunakan sirkulasi minyak secara alami sedangkan sirkulasi udaranya secara buatan yaitu menggunakan hembusan kipas angin yang digerakkan oleh motor listrik.pada umumnya operasi trafo dimulai dengan ONAN atau dengan ONAF tetapi hanya sebagian kipas angin yang berputar. apabila suhu trafo meningkat, maka kipas angin lainnya akan berputar secara bertahap.
Gambar 3.2. Sirkulasi minyak natural, sirkulasi udara secara paksaan, dan Diagram temperature
3.3 Kontrol Pendinginan Trafo dengan ventilasi secara paksaan beroperasi secara umum dengan satu, dua atau bahkan tiga tahap pendinginan, berdasarkan temperature yang terjadi.Pendinginan secara natural terjadi pada saat temperature dari minyak tidak melebihi 75°C. Di atas temperature tersebut, maka thermostat akan menyalakan kipas, kemungkinan pula dalam beberapa tahap, berdasarkan daya yang tercapai pada saat trafo beroperasi. 3.4 Kipas Pendingin Kipas pendingin terdiri dari sirip-sirip yang secara langsung saling berhubungan yang ujung-ujungnya terhubung ke besi baja. Suatu transformator dengan besar rugi-rugi tertentu, membutuhkan debit udara sesuai dengan yang diinginkan, sebagai akibat dari adanya kenaikan temperatur.Dengan diberikan tekanan berupa aliran udara pada transformator, maka diharapkan dapat menurunkan temperatur dari transformator tersebut. Besar debit udara yang dibutuhkan adalah PT PT Q = ρxCpxΔT = K0 ΔT Dengan K0 =
1
ρxCp
Dimana:
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6 Q = debit aliran udara (m³/s) K = konstanta, berubah-ubah sesuai dengan kenaikan temperatur PT = total losses (kW) p =massa jenis udara (saat T=0°C, ρ=1,293 kg/m³) Cp=koefisien pemanasan udara (saat T= 0°C, Cp=1,004 kWs / (kg.K)) ΔT = selisih antara temperatur minyak saat kondisi normal (Tn1) dan temperatur minyak yang diinginkan (Tn2) K menunjukkan besarnya temperatur.K0 berarti konstanta untuk temperatur sebesar 0°C.Ketika dikondisikan dalam berbagai variabel beban, dimana memberikan nilai kenaikan temperature yang berbeda-beda pula, maka besarnya K sudah tidak spesifik lagi, dan harus dihitung dengan persamaan: ΔT+273 KΔT = (3.3) 273 Besar daya motor dari kipas yang digunakan untuk mendinginkan transformator, yaitu: 𝑄𝑄x𝑝𝑝 Pm = m 𝜂𝜂
Dengan: Q = debit aliran udara (m³/menit) Pm = daya motor kipas (Watt) p = tekanan nominal (mbar) = 0,2-0,4 bar (mbar) => standard untuk trafo ηm = efisiensi motor kipas (dipakai ηm = 0,2)
3.5 Perubahan Resistansi terhadap Temperatur Variabel Trafo juga mempengaruhi seberapa baik kualitas daya yang dapat dikirimkan ke konsumen.Semakin kecil rugi-rugi pada trafo, maka tingkat keandalan peralatan ini juga semakin baik.Akan tetapi, pada kenyataannya tidaklah demikian.Semakin besar tingkat pembebanan yang dialami oleh trafo tersebut, maka efisiensinya juga menurun.Hal ini disebabkan karena pada saat pembebanan, selain semakin besarnya arus beban, juga terjadi peningkatan temperature didalam trafo.Semakin tingginya temperature, maka menyebabkan semakin tinggi pula resistansi dari trafo. Hal ini sesuai dengan persamaan berikut ini: R = R0x [1 + α�T - T0�] Dimana : R = Resistansi pada temperature akhir (Ω) R0 = Resistansi pada temperature awal (Ω) T = Temperatur akhir (°C) T0 = Temperatur awal (°C) α = Koefisien temperature dari resistansi 3.6. Kenaikan Temperatur terhadap Perubahan Beban dalam Sistem Rugi-rugi daya pada transformator yang diubah dalam bentuk panas berpengaruh terhadap kenaikan temperature dari transformator tersebut.Semakin besar beban yang diterima, maka temperature juga akan semakin tinggi. 3.6.1 Kenaikan temperatur minyak Kenaikan temperature minyak transformator pada berbagai kondisi pembebanan dapat ditentukan dengan mengguanakan persamaan berikut TF(fl) = Tfl - Ta 𝑃𝑃 T TF = TF(fl)( total loss saat beban penuh) ͫ
3 dan Tn = TF + Ta Dimana: TF(fl) = kenaikan temperature minyak saat beban penuh Tfl = temperature minyak saat beban penuh Tn = temperature minyak akhir Ta = temperature lingkungan TF =kenaikan temperature minyak transformator saat terjadi pembebanan yang berubah-ubah m = 0,8 untuk transformator tipe ON = 0,9 untuk transformator tipe ONAF = 1 untuk transformator tipe OFAF PT = total rugi-rugi (dalam kW) pada beban S Nilai TF berubah-ubah dengan beban S yang bervariasi.Dan dengan mengetahui besar rugi tembaga saat beban penuh dan rugi inti, maka dapat ditentukan rugi-rugi daya saat transformator menerima beban, dengan subtitusi dari data tes yang telah ada. Besarnya PT untuk beban S dapat diketahui dengan persamaan: 𝑆𝑆 PT = [� � ²𝑥𝑥 (𝑃𝑃cu) + (𝑃𝑃fe)] 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘
Dimana: S = beban transformator, dalam kVA kVA(fl) = beban penuh, dalam kVA Pcu = rugi tembaga saat beban penuh, dalam kW Pfe = rugi inti (rugi tanpa beban), dalam kW IV.
HASIL DAN ANALISIS
Sebelum dilakukan analisis perhitungannya, perlu diketahui jenis dan data-data trafo yang digunakan di PLTA Sutami untuk memudahkan dalam perhitungannya.Berikut adalah data dan jenis trafo yang digunakan. 4.1 Data Transformator PT.PLTA Sutami Tabel 4.1.Nameplate trafo unit 2 di PLTA Sutami Trafo GI Sutami Malang Standard JEC-168 (1988) MVA Rating 39 MVA Tegangan Primer 11 kV Tegangan Sekunder 154 kV Frekuensi 50 Hz Tipe Trafo 3x1 fasa, hubungan Y/Δ Impedansi 5% Pendinginan ONAN/ONAF 4.2 Data Pengujian Trafo Data pengujian trafo didapat dari manual book GI Sutami berupa Data rasio transformasi tegangan, Data tes tanpa beban dan tes hubung singkat trafo dan Data Rugi-Rugi Trafo. 4.3. Analisis Rangkaian ekivalen Trafo Dengan menggunakan rumus pada sub bab 2.2, maka didapat rangkaian ekivalen sebagai berikut: a=
HV LV
=
154000 /√3 11000
= 8,08
Cos(φ0) = Pc/V1*Ie = 12020/11000*6.47 = 0,168891387 φ0 = 80.27° Im = Ie*cos φ0 = 6,47*cos 80.27°=1,0927Ampere Ic=Ie*sin φ0 = 6,47*sin 80.27°=6,3768Ampere
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6 𝑉𝑉 1
Rc = 𝐼𝐼𝑐𝑐 = 𝑉𝑉 1
Xm =𝐼𝐼𝑚𝑚 = 𝑃𝑃 sc
11000
= 1,725 𝑘𝑘𝑘𝑘
6,377 11000
= 10064.1 𝛺𝛺 = 10,0641 𝑘𝑘𝑘𝑘
1,093 73750
Rek = (𝐼𝐼sc)² = 𝑉𝑉 sc
(146.33)² 8740
= 3,4445 𝛺𝛺
Zek = 𝐼𝐼sc = = 59,7280 𝛺𝛺 146.33 Zek = Rek + jXek Xek = √𝑍𝑍ek² − 𝑅𝑅ek² = �59,7280² − 3,4445² = 59,6287 𝛺𝛺 Rek R2 = 𝑎𝑎²x R1 = R2 =
3,444 2 𝑅𝑅2
R1 = 𝑎𝑎² = X2 = X2 =
1,7221
= 0,0264 𝛺𝛺
(8,08)² Xek 𝑎𝑎²x X1 = 2 59,6287 𝑋𝑋 2
2
X1 = 𝑎𝑎² = I1
2
= 1,7221 𝛺𝛺
= 29,8144 𝛺𝛺
29,8144 (8,08)²
= 0,456 𝛺𝛺 I2
jX1 Ie
R1 6,377 A
Ic
29,8144 Ω 1,7221 Ω
jX2
R2 Im
1,093 A V2
V1 1,725 kΩ Rc
= 796631,97W= 796,63kW 39𝑥𝑥106 𝑥𝑥0,85 𝜂𝜂 = x 100% (39𝑥𝑥106 𝑥𝑥0,85) + 796,63𝑥𝑥10³ + 9290 = 97,63% 4.5.2 Perubahan Temperatur, Rugi-rugi dan Efisiensi terhadap Beban Variabel Dimisalkan, untuk pembebanan = 0,1 x beban penuh. Maka besarnya rugi tembaga saat beban penuh adalah PT = [(0.1)² x 73820 + 11400] = 12138,2 W Untuk mendapat perubahan temperatur terhadap beban variabel, didapat analisis: TF(fl) = Tfl - Ta = 75°C – 22,5°C = 52,5°C Sehingga, 12138
0,456 Ω
0,0264 Ω
4
jXm 10,0641 kΩ
Gambar 4.1.Rangkaian ekivalen trafo dengan parameter-
parameter yang telah didapatkan sebelumnya.
4.4. Nilai Resistansi Trafo saat Beban Penuh (full load) Pengujian trafo (tes tanpa beban dan tes hubung singkat) diatas dilakukan dalam keadaan temperature yang mengacu terhadap temperature saat pengujian, yaitu Ta = T0 = 22,5°C. Dari analisis resistansi pada sub bab di atas, didapatkan nilai resistansi, yaitu : Resistansi kumparan primer: R1 (22.5°C) = 0,0264 𝛺𝛺 Resistansi kumparan primer: R2 (22.5°C) = 1,7221 𝛺𝛺
Resistansi besi: Rc (22.5°C) = 1,725 k𝛺𝛺 Resistansi berubah sesuai dengan perubahan temperature yang terjadi. Maka, perubahan resistansi ini dapat dihitung dengan menggunakan pers. Pada bab III, maka resistansi untuk beban penuh, didapat: Dimana untuk tembaga α = 0.00382 , dan besi α = 0,005 R1 (75°C) = 0.0264* [1+ 0.00382 * (75° - 22.5°)] = 0,03169 Ω
0,9
𝑇𝑇F(0,1fl) = 52,5°C x � � 73820 +11400 = 52,5°C x (0,1424)0,9 = 9,08°C Maka untuk beban berikutnya dapat dicari dengan persamaan diatas, didapat: Tabel 4.2. Kenaikan temperatur trafo terhadap beban variabel Beban Rugi-Rugi Trafo/fasa TF Ta Tn (°C) (°C) (°C) (%) (Watt) 10
12138.2
9.09
32
41.09
20
14352.8
10.57
32
42.57
12.98
32
44.98
16.29
32
48.29
20.43
32
52.43
25.36
32
57.36
31.07
32
63.07
37.50
32
69.50
44.66
32
76.66 84.50
30
18043.8
40
23211.2
50
29855
60
37975.2
70
47571.8
80
58644.8
90
71194.2
100
85220
52.50
32
110
100722.2
61.02
32
93.02
120
117700.8
70.21
32
102.21
130
136155.8
80.04
32
112.04
140
156087.2
90.51
32
122.51
150
177495
101.61
32
133.61
R2 (75°C) = 1.7221* [1+ 0.00382 * (75° - 22.5°)] = 2,06474 Ω Rc (75°C) = 1725* [1+ 0.005 * (75° - 22.5°)] = 2177,81 Ω 180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Rugi-rugi (W)
4.5. Pengoperasian Sebelum diberikan Media Pendinginan 4.5.1 Rugi-Rugi dan efisiensi Trafo Saat beban penuh 39M I1 = = 2046,97 𝐴𝐴 √3x 150𝑘𝑘 Ic = 6,377A (dari tes tanpa beban) 39M I2 = = 2046,97 𝐴𝐴 √3x 150𝑘𝑘 Pload loss(full load)= 3 x (I1² x R1 + Ic² x Rc + I2² x R2) = 3 x ((2046,97)² x 0,03169 + (6,377)² x 2177,81 + (146,21)² x 2,06747)
Rugi-Rugi Trafo/fasa
Beban (%)
Gambar 4.2.Grafik rugi-rugi satu fasa dari trafo terhadap beban variabel
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
110,00 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
130
1307728.87
9290
97.03
140
1513675.37
9290
96.82
150
1744800.11
9290
96.59
10
30
50
70
90
110 130 150
Beban (%)
Gambar 4.3. Grafik kenaikan temperature trafo terhadap beban variabel Tabel 4.3. Perubahan resistansi saat beban berubah-ubah Beban
Tn
R1
R2
Rc
(%)
(°C)
(Ω)
(Ω)
(Ω)
10
41.09
0.0283
1.8444
1885.31
20
42.57
0.0284
1.8541
1898.07
30
44.98
0.0287
1.8700
1918.91
40
48.29
0.0290
1.8917
1947.40
50
52.43
0.0294
1.9190
1983.11
60
57.36
0.0299
1.9515
2025.70
70
63.07
0.0305
1.9890
2074.88
80
69.50
0.0311
2.0313
2130.41
90
76.66
0.0319
2.0784
2192.09
100
84.50
0.0327
2.1300
2259.75
110
93.02
0.0335
2.1860
2333.25
120
102.21
0.0344
2.2464
2412.46
130
112.04
0.0354
2.3111
2497.28
140
122.51
0.0365
2.3800
2587.60
150 133.61 0.0376 2.4530 Tabel 4.5. Rugi daya total dan efisiensi trafo
2683.33
Beban
Ploss total
Stray losses
Efisiensi
(%) 10
(Watt) 234741.51
(Watt) 9290
(%) 93.14
20
250607.86
9290
96.23
30
277326.17
9290
97.20
40
315311.05
9290
97.61
50
365140.90
9290
97.79
60
427550.08
9290
97.85
70
503420.60
9290
97.84
80
593774.73
9290
97.78
90
699769.00
9290
97.68
100
822689.35
9290
97.55
110
963947.20
9290
97.40
120
1125076.08
9290
97.23
Rugi total (Watt)
Rugi total (Watt) 2000000,00 1500000,00 1000000,00 500000,00 0,00 10 30 50 70 90 110 130 150 Beban (%) Gambar 4.4. Pengaruh pembebanan terhadap rugi daya trafo
Efisiensi Efisiensi (%)
Kenaikan temperatur minyak (°C)
Kenaikan Temperatur minyak (°C)
5
100,00 98,00 96,00 94,00 92,00 90,00 10
30
50
70
90 110 130 150
Beban (%) Gambar 4.5. Pengaruh pembebanan terhadap efisiensi trafo 4.6. Pengoperasian dengan Pendinginan 4.6.1Penyalaan Media Kipas
Diberikan
Media
ΔT = TON - TOFF = 75°C - 60°C = 15°C K ΔT = Q=
𝛥𝛥𝛥𝛥+273 273
𝐾𝐾ΔT x PT
𝜌𝜌x𝐶𝐶𝐶𝐶x𝛥𝛥𝛥𝛥
=
=
15+273
= 1,0549
273 1,0549 x699,769
1,293x1,004x15
= 37,91 m³/s
Q = 37,91 m³/s = 2274,54 m³/menit 𝑄𝑄x 𝑝𝑝 2274 ,54 x 0,35 Pm = m = = 3980,45 Watt 𝜂𝜂
0,2
R1 (60°C) = 0.03169* [1+ 0.00382 * (60° - 75°)] = 0,02987 Ω R2 (60°C) = 2.06747* [1+ 0.00382 * (60° - 75°)] = 1,94900 Ω Rc (60°C) = 2177,81* [1+ 0.005 * (60° - 75°)] = 2014,47 Ω Ploss = 3 x (I1² x R1 + Ic² x Rc + I2² x R2) =3x((1842,21)²x0,01125+(6,377)²x1996,41+(131,58)²x 1,94613 ) = 459179,22 Watt η=
35x10 6 x0,85
(35x10 6 x0,85)+459179 ,22+9290+3980 ,45
x 100% = 98,45%
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
6
Tabel 4.6. Resistansi pada beban bervariasi dengan diberikan pendinginan media kipas
Beban
ΔT
Tn
R1
R2
Rc
(%)
(°C)
(°C)
(Ω)
(Ω)
(Ω)
90
15.00
60.00
0.01125
1.94613
1996.41
100
17.55
62.55
0.01136
1.96640
2024.20
110
20.49
65.49
0.01150
1.98969
2056.14
120
23.83
68.83
0.01165
2.01624
2092.55
130
27.62
72.62
0.01182
2.04632
2133.82
140
31.89
76.89
0.01202
2.08024
2180.33
150
36.68
81.68
0.01224
2.11828
2232.51
Tabel 4.7. Rugi daya total dan efisiensi trafo saat diberikan pendinginan oleh media kipas
Ploss Total
Stray Losses
Daya Kipas
Effisiensi
(%)
(Watt)
(Watt)
(Watt)
(%)
90
459135.04
9290
3980.45
98.45
100
515865.82
9290
3980.45
98.43
110
580087.09
9290
3980.45
98.40
120
652341.05
9290
3980.45
98.36
130
733261.50
9290
3980.45
98.30
140
823584.12
9290
3980.45
98.23
150
924157.50
9290
3980.45
98.15
Rugi-rugi (Watt)
Beban
2000000 1500000 1000000 500000 0 10
30
50
70
90 110 130 150
Beban (%) Ploss Total (Watt)
PlossTotal kipas (Watt)
efisiensi (%)
Gambar 4.6. Perbedaan rugi-rugi saat sebelum dan sesudah diberikan pendinginan oleh media kipas
99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 10
30
50
70
90 110 130 150
Beban (%) Effisiensi (%) ONAN
Effisiensi (%) kipas
Gambar 4.7. Perbedaan efisiensi sebelum dan sesudah diberikan pendinginan oleh media kipas
Gambar 4.8. Perbandingan temperatur minyak trafo sebelum dan sesudah diberikan pendinginan
1.
2.
V. KESIMPULAN Resistansi suatu rangkaian ekivalen transformator dapat berubah-ubah dengan nilai yang berbanding lurus dengan perubahan temperatur. Semakin tinggi temperatur, maka resistansi juga akan semakin besar. Dibandingkan resistansi antara tanpa beban dan saat beban penuh, didapat nilai kenaikan resistansi sekitar 1,2x-nya saat resistansi beban penuh (temperatur 75°C)terhadap resistansi tanpa beban (temperatur 22.5°C). Rugi-rugi daya transformator menjadi lebih kecil saat penyalaan kipas dibanding pada pendingin udara natural ketika beban mencapai 90% atau ketika temperatur mencapai sekitar 75°C. Sehingga mengakibatkan nilai efisiensi mengalami kenaikan sekitar 1% antara beban menggunakan udara natural dengan udara paksa (penyalaan kipas).
VI. DAFTAR PUSTAKA [1]. Bharat Heavy Electrical, Transformer, New Delhi : Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd.,2003. [2]. Charles I. Hubert, Preventive Maintenance of Electrical Equipment, USA :McGraw Hill Book Company, 1969. [3].GerdBalzer, Bernhard Boehle, Kurt Haneke, Hans GeorgeKaiser, Rolf Pohlmann, Wolfgang Tettenborn, Switchgear Manual-ninth edition, Mannheim : ABB SchaltanlagenGmbh, 1987. [4].WijayaMochtar, Dasar-dasarMesinListrik, Jakarta : Djambatan, 2001. VII. BIOGRAFI PENULIS Aditya Nurhidayat. Lahir di Majalengka pada tanggal 02 M ei 1990. Mengawali pendidikannya di SDN Prapatan 1 Majalengka, SMPN 1 Cirebon, SMAN 1 Ci rebon, pada tahun 2008 pe nulis melanjutkan pendidikan dibangku kuliahdi Politeknik Negeri Bandung,Program Studi Diploma 3 T eknik Elektronika. Pada tahun 2012 pe nulis melanjutkan studi sarjana melalui program Lintas Jalur di Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Jurusan Teknik Elektro (FTI-ITS) dan mengambil bidang studi Teknik Sistem Tenaga. Email penulis
[email protected]
