PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA PADA HUBUNGAN OPEN-DELTA Sumantri, Titiek Suheta1, dan Joao Filomeno Dos Santos Teknik-Elektro ITATS1, Jl. Arief Rahman Hakim No. 100 Surabaya Email1:
[email protected] ABSTRACT Dd0 transformer with a capacity of 2000 KVA mensupplay power distribution system in Timor Leste. But as often happens more load on the transformer and the limitations of the service, the result is often damaged transformer. Usually the damage occurs on one phase at a transformer, so it will cause a total blackout. This is due to the limited stock available transformer there is very limited, so to overcome this, then the transformer in circuit Open - Delta in order to keep functioning. Transformer is connected Open - Delta then the power is supplied by only 66.7%, so the settings are in the division of the burden on consumers, by way of rolling blackouts while waiting for the procurement of a new transformer. Keywords: Open - Delta, Dd0 transformers, Power. ABSTRAK Trafo Dd0 dengan kapasitas 2000 KVA mensupplai sistem distribusi daya listrik di Timor Leste . Namun karena sering kali terjadi beban lebih pada trafo dan keterbatasan pelayanannya,maka mengakibatkan trafo sering rusak. Biasanya kerusakan terjadi pada salah satu fasa pada trafo, sehingga akan menyebabkan terjadinya pemadaman total. Hal ini disebabkan karena keterbatasan stok trafo yang tersedia disana yang sangat terbatas, sehingga untuk mengatasi hal tersebut , maka pada trafo di hubung Open – Delta agar tetap berfungsi. Trafo terhubung Open – Delta maka daya yang disuplai hanya sebesar 66,7%, sehingga dilakukan pengaturan dalam pembagian beban pada konsumen , yaitu dengan cara pemadaman bergilir sambil menunggu pengadaan trafo baru. Kata kunci: Open – Delta, Trafo Dd0, Daya.
PENDAHULUAN Sumber energi listrik yang ada di PLN TIMOR LESTE merupakan pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dengan trafo distribusi 2000 KVA. Permasalahan yang sering terjadi di TIMOR LESTE adalah dampak dari gangguan alam (sambaran petir) yang sering terjadi, sehingga menimbulkan lonjakan tegangan yang sangat tinggi pada sistem, akibatnya akan terjadi kerusakan pada bagian dari sistem distribusi tenaga listrik. Dan juga kurang kesadaran dari masyarakat yang tidak bertanggung jawab dengan melakukan penyambungan listrik melebihi kapasitas trafo yang terpasang , sehingga daya listrik yang dipakai tidak dapat dikontrol secara maximal dan juga tidak adanya keseimbangan beban antara fasa di sistem distribusi tenaga listrik, dimana salah satu fasanya terputus, sehingga akan menyebabkan pemadaman total. Untuk mengantisipasi hal tersebut maka trafo dihubung Open – Delta agar trafo tetap bekerja walaupun tidak 100 %,namun demikian trafo tetap mensuplay energi listrik walaupun harus dilakukan pemadaman bergilir.
105
Jurnal IPTEK Vol 17 No.2 Desember 2013
TINJAUAN PUSTAKA Tiga transformator berfasa satu dapat dihubungkan untuk membentuk bank-3 fasa (susunan fasa = 3 bank phase) dengan satu cara maupun dengan 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 antara fasa (V L-L) dan daya transformator (kVA) tidak tergantung dari hubungan belitannya,namun untuk tegangan fasa ke netral (VL-N) serta arus dari masing-masing transformator tergantung pada hubungan belitannya [1]. Ada beberapa hubungan belitan yang terdapat pada transformator tiga fasa ini. Hubungan antara Δ-Y biasanya digunakan untuk menurunkan tegangan, dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau tegangan rendah. Satu diantara alasannya karena dengan menggunakan hubungan belitan ini untuk membumikan dari sisi tegangan tinggi telah tersedia saluran netral. Dapat dibuktikan bahwa hubungan belitan ini adalah hubungan yang paling banyak digunakan dilapangan[2]. Sebaliknya hubungan Y-Δ biasa digunakan untuk menaikan tegangan dari tegangan rendah ke tegangan menengah, atau dari tegangan menengah ke tegangan tinggi. hal ini juga bertujuan sama, agar pada sisi tegangan tingginya apabila dikebumikan telah tersedia saluran netral [3],[4]. Hubungan delta - delta adalah satu jenis hubungan bilitan yang istimewa keuntungannya yaitu salah satu kaki transformator dapat dipindahkan apabila terjadi kerusakan atau apabila diadakan perawatan, sedangkan dua fasa yang tertinggal dapat terus beroperasi sebagai bank-3 fasa dengan ranting kVA yang turun sampai dengan 66,7% dari bank yang asli [5].
METODE Bahan Penelitian Trafo 2000 KVA dengan frekuensi 50 Hz, phase 3, high voltage 20.000 V, low voltage 400 V, Current HV 57 A, Current LV 2886 A, Impedance 7%, Type of cooling ONAN, Vektor group Dd0 dan temp oil/winding 60/65 C0. Alat Penelitian Alat yang digunakan Digital multimeter conzerv untuk melihat perubahan beban pada trafo. Lokasi Penelitian Lokasi adalah PLN nasional Timor Leste, Dili. Metode Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan rumus trafo hubungan open delta.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pada beban normal besar daya tiap fasa (R,S,T) [2] : P3 =
3 VL x IP x Cos θ
(1)
Sumantri, T. Suheta & J.F.D. Santos. Pengaruh Beban Tidak Seimbang...
IP=
=
106
P3 3 x VL x Cos 0
(2)
2000 x103 3x 220 x0.8
IP = 3787,8A Daya per fase untuk beban normal besarnya sama yaitu : Fase R,S,T: P
= = =
IP x VP x Cos θ 3787.8 x 220 x 0.8 666666.7 W = 666.7 KW
(3)
Jadi daya total untuk 3 fasa dalam keadan normal adalah : 2000 KW Namun pada keadan beban tidak seimbang dan over load, trafo akan break down dan membuat salah satu fasa dari trafo tersebut rusak, sehingga trafo dihubung Open – Delta seperti Gambar 1 dibawah ini.
HUBUNGAN OPEN - DELTA U
220 V
440 V
R
S
220 V
V
T
0
W
N
Gambar 1. Hubungan Open – Delta [6]. Daya yang dihasilkan perfase dalam keadaan Open – Delta adalah sebagai berikut: besar daya Fase R = Fase S, P = IP x VP x Cos θ = 3787.8 x 220 x 0.8 = 666666.7 W = 666.7 KW sedangkan daya pada Fase T : P = IP x VP x Cos θ = 3787.8 x 0 x 0.8 = 0 V
107
Jurnal IPTEK Vol 17 No.2 Desember 2013
Jadi daya total dalam keadan hubungan Open – Delta : 666666.7 + 666666.7 + 0 = 1333333.4W = 1333.4 KW Efisiensi trafo dalam hubungan Open - Delta [6] : η=
=
Pout x 100% Pin 1333.4 2000
(4)
x 100%
= 66.7% Jadi daya trafo yang dihasilkan pada hubungan Open – Delta adalah sebesar 66.7% dari daya total trafo tersebut, sehingga penyeimbangan beban sangat diperlukakan untuk menjaga trafo tetap bekerja.
Gambar 2. Hubungan daya terhadap efisiensi [6]. Pada grafik hubungan daya terhadap efisiensi ditunjukkan bahwa,dengan kapasitas trafo sebesar 2000 kVA didapatkan efisiensi trafo dalam hubungan open-delta sebesar 66.7%.
Sumantri, T. Suheta & J.F.D. Santos. Pengaruh Beban Tidak Seimbang...
108
KESIMPULAN Berdasarkan pembahasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Jadi dengan sering terjadinya pembebanan lebih dan tidak seimbang pada trafo di Timor Leste maka akan menyebabkan trafo mengalami kerusakan. Karena persediaan trafo di sana terbatas maka untuk mengatasi pelayanan energi listrik di Timor Leste maka pihak PLN melakukan hubugan Open – Delta pada trafo yang mengalami kerusakan tersebut. 2. Jika kondisi trafo yang terhubung Open – Delta, maka efisiensi daya yang dihasilkan akan mengalami penurunan sebesar 66.7% dari daya total trafo. Jadi dengan besar daya tersebut, maka pelayanan energi listrik pada konsumen tidak maksimal dalam hal ini pihak PLN akan melakukan pembagian atau pengaturan beban dengan cara pemadaman bergilir. Dengan cara seperti itu diharapkan dapat mengatasi masalah pemadaman total sambil menunggu pengadaan trafo baru.
DAFTAR PUSTAKA [1]. Djulil, A. & Fali, O. 2003. Kekuatan dan rugi-rugi dielektrik minyak transformator yang dipengaruhi oleh kontaminasi air dan kenaikan temperatur, Seminar Nasional Teknik Elektro. [2]. Hutauruk, T.S. 1987. Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pentanahan Peralatan, Jakarta, Erlangga. [3]. IEC. 1976. Power Transformer, IEC 76/1976. [4]. Kadir, A. 1981. Transformator, Edisi 2, Jakarta, Universitas Indonesia. [5]. Stevenson & Wiliam, D. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik, edisi 4, Jakarta, Erlangga. [6]. Soemarwanto. 1988. Teknik Tenaga Listrik, Edisi 1, Malang, Universitas Brawijaya.
