PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA

PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Fakultas Teknik USU)

OLEH : NAMA MAHASISWA

: HOTDES LUMBANRAJA

NIM

: 03 0402 052

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Fakultas Teknik USU) OLEH : NAMA MAHASISWA NIM

: HOTDES LUMBANRAJA : 03 0402 052

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada tanggal 24 bulan Mei tahun 2008 di depan Penguji : 1. Ir. Sumantri Zulkarnaen 2. Ir. Satria Ginting 3. Ir. Djendanari Sembiring

: Ketua Penguji : Anggota Penguji : Anggota Penguji

: .................................... : .................................... : ....................................

Disetujui oleh : Pembimbing Tugas Akhir,

(Ir. Panusur S.M.L.Tobing)

NIP: 130 810 770 Diketahui oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro,

(Ir. Nasrul Abdi, MT) NIP : 131 459 555 Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Abstrak Transformator adalah suatu alat yang dapat memindahkan dan mengubah besar energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan frekuensi yang sama berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Transformator tiga fasa hubungan open-delta adalah suatu hubungan belitan khusus pada tansformator tiga fasa. Hubungan belitan ini dilakukan pada transformator tiga fasa hubungan delta dimana salah satu satu belitan fasanya dibuka. Tujuannya adalah untuk dapat terus melayani beban tiga fasa. Ketidakseimbangan beban pada sistem tiga fasa terjadi ketika beban pada masing-masing fasa berbeda besarnya baik secara magnitude maupun secara sudut listriknya. Ketidakseimbangan beban mengakibatkan arus pada masing-masing fasa tidak seimbang sehingga resultan arus beban tidak sama dengan nol. Akibatanya untuk daya output yang sama transformator berbeban tidak seimbang akan mempunyai rugi-rugi yang lebih besar dan akan meyerap daya yang lebih besar sehingga efisiensinya akan lebih kecil dibandingkan transformator open delta berbeban seimbang.


KATA PENGANTAR

Segala hormat, puji dan syukur kepada Tuhan atas kasih dan karunia-NYA yang dilimpahkan kepada penulis selama perkuliahan, sampai pada saat penyusunan tugas akhir ini. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, penulis beri judul: “PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA PHASA HUBUNGAN OPEN DELTA ” (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT – USU Selama masa perkuliahan sampai menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Panusur S.M.L.Tobing, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala bimbingan dan pengarahan serta motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Ibu Ir. Windalina Syafiar, selaku dosen wali penulis yang telah membimbing penulis selama menjalani masa perkuliahan di USU. 3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FTUSU dan Bapak Rahmat Fauzi, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

4. Bapak Ir. Mustafrind Lubis, selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik Fakultas Teknik USU. 5. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh Karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 6. Keluargaku yang kukasihi: Kedua Orang-tua saya J. Lumbanraja dan N. Hutabalian, abang, kakak, dan adik-adik saya atas segala doa dan kasih sayangnya. 7. Semua teman-teman Mahasiswa angkatan’03 Teknik Elektro USU yang telah membantu penulis selama perkuliahan sampai pada penyusunan tugas akhir ini. 8. Semua abang-abang senior dan adik-adik junior yang telah mau berbagi Ilmu dan pengalaman kepada penulis. 9. Semua asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik Teknik Elektro USU. 10. Teman-teman satu kost di Pembangunan 75 dan di Sei Padang 268, dan teman-teman PNHS Medan atas dukungannya. 11. Temanku Dita, Harnov, Crissutanto, dan teman-teman yang lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. 12. Kepada semua pihak yang banyak memberi dukungan kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.


Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, masih banyak kesalahan dan kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya sehingga penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca. Akhir kata, penulis berharap semoga tugas akhir ini bisa bermanfaat dan menambah wawasan bagi para pembacanya.

Medan, April 2008 Penulis

Hotdes Lumbanraja Nim : 030402052


DAFTAR ISI

Abstrak ............................................................................................................

i

Kata Pengantar ..............................................................................................

ii

Daftar Isi ........................................................................................................

v

Daftar Gambar ................................................................................................

ix

Daftar Tabel ..................................................................................................

xii

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Masalah .....................................................................

1

I.2

Tujuan Penulisan ...............................................................................

3

I.3

Batasan Masalah ................................................................................

3

I.4

Manfaat Penulisan .............................................................................

4

I.5

Metode dan Sistematika Penulisan .....................................................

4

BAB II

TRANSFOMATOR

II.1

Umum ..............................................................................................

7

II.2

Konstruksi Transformator ..............................................................

8

II.3

Prinsip Kerja .................................................................................

10

II.2 Keadaan Transformator Tanpa Beban ..............................................

11

II.3 Keadaan Transformator Berbeban ...................................................

14

II.4 Rangkaian Ekivalen Transformator ....................................................

15

II.4.1 Pengukuran Beban Nol ...............................................................

17


II.4.2 Pengukuran Hubung Singkat

......................................................

19

II.5 Diagram Vektor Beban Pada Transformator ......................................

20

II.5.1 Hubungan Tanpa Beban ..............................................................

20

II.5.2 Transformator Berbeban ..............................................................

22

II.6

II.5.2.1

Beban Tahanan Murni .......................................................

22

II.5.2.2

Beban indukt if ...................................................................

23

II.5.2.3

Beban Kapasitif ................................................................

24

Transformator Tiga Phasa

II.6.1

Umum .......................................................................................

II.6.2

Kontruksi Transformator Tiga Phasa dengan menggunakan

25

Tiga Buah Transformator Satu Fasa ..............................................

26

II.6.3

Hubungan Tiga Fasa Dalam Transformator ................................

28

II.6.4

Jenis-jenis Hubungan Belitan transformator tiga Fasa ..................

31

...................................................................................................... BAB III TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN DELTA DAN EFISIENSI TRANSFORMATOR III.1 Umum .............................................................................................

36

III.2 Pemakaian Transformator Open Delta ............................................

37

III.3 Transformator Tiga Fasa Hubungan Open Delta Dalam Keadaan Berbeban ........................................................................................ III.3.1

39

Jenis-jenis Beban .................................................................

39

III.3.1.1 Resistansi .................................................................

39

III.3.1.2 Induktansi ................................................................

41


III.3.1.3 Kapasitansi ...............................................................

44

III.3.2

Rangkaian Beban Tiga Fasa Seimbang ................................

45

III.3.3

Rangkaian Beban Tiga Fasa Tidak Seimbang ......................

47

III.4 Daya Pada Transformator Tiga Fasa Hubungan Open Delta ............

49

III.5 Transformator Open Delta Dalam Keadaan Tidak Seimbang ...........

54

III.6 Rugi-rugi Dan Efisiensi ...................................................................

55

III.6.1

Rugi Tembanga (Pcu) ..............................................................

55

III.6.2

Rugi Besi (Pi) ........................................................................

55

III.6.3

Efisiensi .................................................................................

56

III.6.3.1 Perubahan Efisiensi Terhadap Beban ..............................

57

III.6.3.2 Perubahan Efisiensi Terhadap Faktor

BAB IV

Kerja (cos Ф) beban ........................................................

57

III.6.3.3 Kondisi Untuk Efisiensi Maksimum ...............................

58

III.6.3.4 Efisiensi Sepanjang Hari .................................................

59

PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN DELTA

IV.1

Umum ............................................................................................

IV.2

Persamaan-Persamaan Yang Digunakan Dalam Pengujian

61

Transformator Tiga Fasa .................................................................

61

IV.2.1 Percobaan Beban Nol .................................................................

62

IV.2.2 Percobaan Hubung Singkat ........................................................

63


IV.2.3 Percobaan Berbeban ...................................................................

64

IV.3

Peralatan Yang digunakan ...............................................................

65

IV.4

Rangkaian Pengukuran ...................................................................

66

IV.5

Prosedur Pengukuran .....................................................................

67

IV.5.1 Percobaan Beban Nol ...............................................................

67


68

IV.5.3 Percobaan Berbeban ...................................................................

68

IV.6

Data Hasil Pengukuran Dan Analisa Perhitungan ............................

69

IV.6.1 Data dan Name plate Transformator Tiga Fasa ...........................

69

IV.6.2 Percobaan Beban Nol ...............................................................

70


72

IV.6.4 Percobaan berbeban Seimbang ...................................................

74

IV.6.5 Percobaan berbeban Tidak Seimbang .........................................

77

IV.6.5.1 Percobaan Dengan dua Fasa seimbang sedangkan fasa yang lain tidak dibebani ...........................................

77

IV.6.5.2 Percobaan Dengan dua Fasa seimbang sedangkan

BAB V

Dibebani Berbeda ...........................................................

79

IV.6.5.3 Masing-masing Fasa Dibebani Berbeda ..........................

82

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 KESIMPULAN..................................................................................

88

V.2 SARAN

89

........................................................................................

DAFTAR PUSTAKA Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

DAFTAR GAMBAR

BAB II

TRANSFORMATOR

Gambar 2.1

Konstruksi Transformator Tipe Inti (Core Form) ...............

Gambar 2.2

Konstruksi Lempengan Logam Inti Transformator

9

Bentuk L dan U …………………………………………...

9

Gambar 2.3

Transformator Tipe Cangkang (Shell Form) .......................

10

Gambar 2.4

Konstruksi Lempengan Logam Inti Transformator

.

Bentuk E,I dan F ................................................................

10

Gambar 2.5

Transformator Dalam Keadan tanpa Beban ........................

12

Gambar 2.6

Transformator Dalam Keadan Berbeban.............................

14

Gambar 2.7

Rangkaian Ekivalen Sebuah Transformator ........................

15

Gambar 2.8

Penyederhanaan Rangkaian Ekivalen Transformator ..........

16

Gambar 2.9

Parameter Sekunder Pada Rangkaian Primer ......................

16

Gambar 2.10 Hasil Akhir Penyederhanaan Rangkaian Ekivalen ............. Transformator ...................................................................

17

Gambar 2.11 Pengukuran Beban Nol ......................................................

17

Gambar 2.12 Rangkaian Ekivalen Pengukuran Beban nol ......................

18

Gambar 2.13 Pengukuran Hubung Singkat ..............................................

19

Gambar 2.14 Rangkaian Ekivalen Pengukuran Hubung Singkat ..............

19

Gambar 2.15 Diagram Vektor Transformator Ideal Tanpa Beban ............

21

Gambar 2.16 Diagram Vektor Transformator tak Ideal Tanpa Beban.......

22

Gambar 2.17 Transformator Berbeban tahanan Murni .............................

22


Gambar 2.18 Vektor Diagram Transformator Berbeban tahanan Murni ...

23

Gambar 2.19 Vektor Diagram Transformator Berbeban Induktif .............

24

Gambar 2.20 Vektor Diagram Transformator Berbeban Kapasitif ...........

25

Gambar 2.21 Transformator 3 Fasa Tipe Inti ..........................................

27

Gambar 2.22 Transformator 3 Fasa Tipe Cangkang ................................

27

Gambar 2.23 Hubungan Wye .................................................................

29

Gambar 2.24 Hubungan Delta .................................................................

30

Gambar 2.25 Transformator Hubungan Y-Y ...........................................

31

Gambar 2.26 Transformator Hubungan Y-∆ ............................................

32

Gambar 2.27 Transformator Hubungan ∆-Y ............................................

33

Gambar 2.28 Transformator Hubungan ∆-∆ ............................................

34

BAB III TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN DELTA DAN EFISIENSI TRANSFORMATOR Gambar 3.1

Transformator Hubungan Delta delta .................................

36

Gambar 3.2

Transformator Hubungan Open delta .................................

37

Gambar 3.3

Perwakilan grafik Untuk hukum Ohm ................................

39

Gambar 3.4

Grafik Resistor Tidak Linier ..............................................

40

Gambar 3.5

Grafik Parameter Induktansi L ...........................................

42

Gambar 3.6

Induktor Linier Dengan Inti Besi .......................................

43

Gambar 3.7

Sistem Beban Tiga Fasa Seimbang Beserta diagram fasornya..45

Gambar 3.8

Beban tiga Fasa Hubungan Delta Dan Diagram Fasornya ...

Gambar 3.9

Beban Tak Seimbang Terhubung Bintang Empat Kawat dan Tiga Kawat ........................................................................

46

48


Gambar 3.10 Transformator Open delta Berbeban ...................................

50

Gambar 3.11 Diagram Fasor Tegangan dan Arus pada Transformator Open delta .........................................................................

51

Gambar 3.12 Vektor Tegangan Dan Arus Transformator Open delta Pada Keadaan tidak Seimbang............................................

54

Gambar 3.13 Blok Diagram rugi-rugi pada Transformator ......................

55

Gambar 3.14 Kurva Perubahan Efisiensi Terhadap faktor Kerja ..............

58

BAB IV PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR Gambar 4.1

Rangkaian Percobaan Beban Nol Hubungan Open delta .....

Gambar 4.2

Rangkaian Percobaan Hubung Singkat Hubungan Open

66

Delta ..................................................................................

67

Gambar 4.3

Rangkaian Percobaan Berbeban Hubungan Open delta.......

67

Gambar 4.4

Kurva Karakteristik Daya Beban Nol Terhadap tegangan Input ..................................................................................

71

Gambar 4.5

Kurva Karakteristik Daya Hubung Singkat .........................

73

Gambar 4.6

Kurva Hubungan Antara Efisiensi Dengan Daya Output ....

76

Gambar 4.7

Kurva Hubungan Antara Loses Dengan Arus Beban ..........

76

Gambar 4.8

Kurva Hubungan Antara Rata-Rata Ketidak seimbangan Dengan Loses ....................................................................

Gambar 4.9

86

Kurva Hubungan Antara Rata-Rata Ketidak seimbangan Dengan Loses ....................................................................

86


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Percobaan Beban Nol ..............................................................

70

Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Percobaan Beban Nol ........................................

71

Tabel 4.3 Data Percobaan Hubung singkat ......................................................

72

Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Percobaan Hubung singkat .................................

73

Tabel 4.5 Data Percobaan Berbeban Seimbang ................................................

74

Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Percobaan Berbeban Seimbang ..........................

75

Tabel 4.7 Data Percobaan Dengan 2 Fasa Seimbang sedangkan Fasa Lain Tidak Dibebani ................................................................................

77

Tabel 4.8 Hasil Analisa Data Percobaan Dengan 2 Fasa Seimbang sedangkan Fasa Lain Tidak Dibebani ................................................................

78

Tabel 4.9 Data Percobaan Dengan 2 Fasa Seimbang sedangkan Fasa Lain Dibebani berbeda .............................................................................

79

Tabel 4.10 Hasil Analisa Data Dengan 2 Fasa Seimbang sedangkan Fasa Lain Dibebani berbeda .............................................................................

81

Tabel 4.11 Data Percobaan Masing-masing Fasa Dibebani berbeda ...................

82

Tabel 4.12 Hasil Analisa Data Percobaan Masing-masing Fasa Dibebani berbeda .............................................................................

85


BAB I PENDAHULUAN

I.1.

LATAR BELAKANG MASALAH Transformator adalah suatu alat yang dapat memindahkan dan mengubah

besar energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan frekuensi yang sama. Energi listrik yang dipindahkan dan diubah tersebut adalah tegangan dan arus bolak-balik (AC). Sedangkan tegangan dan arus searah (DC) tidak dapat dikonversikan oleh transformator. Jenis-jenis transformator sangat banyak, tetapi secara umum dapat diklasifikasikan atas tiga jenis, yaitu Transformator Daya, Transformator Distribusi dan Transformator Pengukuran. Dalam aplikasinya di lapangan transformator yang paling banyak dipergunakan adalah Transformator Daya dan Transformator Distribusi. Pada umumnya jenis transformator yang dipergunakan sebagai Transformator Daya dan Transformator Distribusi adalah transformator tiga fasa, karena suplai tegangan dan arus yang masuk dari pembangkit tenaga listrik adalah tegangan dan arus tiga fasa. Dan juga karena pertimbangan ekonomis dan keefisienannnya. Pada transformator tiga phasa terdapat dua hubungan belitan utama yaitu hubungan delta dan hubungan bintang. Dan ada empat kemungkinan lain hubungan transformator tiga phasa yaitu Hubungan Wye-Delta (Y-Δ), Hubungan Delta–Wye (Δ–Y), Hubungan Wye-Wye (Y-Y), Hubungan Delta-Delta (Δ–Δ). Hubungan delta-delta (Δ–Δ) adalah hubungan yang paling ekonomis digunakan untuk tegangan rendah dengan arus atau beban yang besar dan juga untuk Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

beban yang tidak seimbang. Hubungan belitan ini juga merupakan hubungan belitan yang paling fleksibel jika dibandingkan dengan berbagai macam hubungan belitan lainnya. Salah satu keuntungan dari hubungan belitan ini adalah jika salah satu belitannya mengalami kerusakan atau tidak dapat melayani beban, sisa dua belitan lainnya dapat dioperasikan untuk menyalurkan daya dengan menggunakan hubungan belitan open-delta dimana belitan yang rusak dibuka atau dilepas. Pembukaan salah satu belitan juga dilakukan jika beban yang dilayani terlalu kecil untuk masa sekarang tetapi perlu diantisipasi pertumbuhan beban dimasa yang akan datang yaitu dengan penutupan / pemasangan kembali belitan yang dibuka ( hubungan deltadelta). Pada umumnya beban yang dilayani suatu transformator diusahakan seimbang, tetapi dalam kenyataannya sering beban yang dilayani oleh suatu transformator tidak seimbang. Beban tidak seimbang menyebabkan arus beban berubah-ubah, Karena arus beban yang berubah-ubah maka rugi-rugi tembaga juga berubah bergantung pada beban. Sehingga beban yang tidak seimbang akan mempengaruhi efisiensi dari transformator. Misalnya transformator itu adalah transformator open delta, maka sebelum dioperasikan perlu dilakukan pengujian. Salah satu pengujian dimaksud adalah pengujian untuk mengetahui pengaruh pembebanan tidak seimbang terhadap efisiensinya, karena efisiensi merupakan pertimbangan yang sangat penting diperhitungkan dalam pelayanan.


I.2.

TUJUAN PENULISAN Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Memberikan penjelasan tentang cara pemakaian transformator tiga fasa dengan hanya mengunakan dua buah belitan (hubungan Open-Delta) untuk menyalurkan tegangan dan arus tiga fasa. 2. Untuk mengetahui pengaruh beban tidak seimbang terhadap efisiensi transformator hubungan Open-Delta.

I.3.

BATASAN MASALAH Agar tujuan penulisan tugas akhir ini sesuai dengan tujuan penulisan serta

terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan di atas, maka penulis membatasi permasalahan yang akan dibahas yaitu : 1. Membahas

pengaruh

beban

tidak

seimbang

terhadap

efisiensi

transformator hubungan belitan Open-Delta 2. Transformator yang dipergunakan adalah transformator buatan Pabrik AEG-Jerman pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro FT-USU dengan rating sebagai berikut : Transformator tiga fasa

: 2000 VA ; 50 Hz

Primer

: 36,7-63,5 Volt ; 5,3 Ampere

Sekunder

: 127-220 Volt ; 3,2 Ampere

3. Menggunakan beban resistif 3 fasa yang dihubungkan delta 4. Tidak membahas masalah harmonisa. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

I.4.

MANFAAT PENULISAN Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk : 1. Mahasiswa Departemen Teknik Elektro yang ingin memperdalam pengetahuan tentang Transformator. 2. Penulis sendiri untuk memberikan pemahaman tentang pentingnya mengetahui cara pemakaian transformator tiga fasa dengan dua belitan saja ( hubungan Open-Delta) untuk melayani penyaluran daya. 3. Penulis sendiri untuk mengetahui pengaruh beban tidak seimbang terhadap efisiensi transformator hubungan Open-Delta 4. Bagi para pembaca, diharapkan dapat menjadi sumbangan dalam memperkaya pengetahuan sehingga dapat memunculkan ide-ide yang baru

dalam

menemukan

suatu

metode untuk

mengetahui atau

meningkatkan nilai efisiensi dari suatu transformator Open-Delta.

I.5.

METODE DAN SISTEMATIKA PENULISAN A.

Metode Penulisan

Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode studi diantaranya : 1. Studi literatur yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

2. Studi lapangan yaitu dengan melaksanakan percobaan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU 3. Studi bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak departemen Teknik Elektro USU, dengan dosen-dosen bidang Konversi Energi Listrik, asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik dan temanteman sesama mahasiswa.

B.

Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut.

BAB I. PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metode dan sistematika penulisan. BAB II. TRANSFORMATOR Bab ini menjelaskan tentang transformator secara umum, konstruksi, prinsip kerja, rangkaian ekivalen, keadaan tanpa beban dan keadaan berbeban, diagram vektor transformator, serta transformator tiga fasa. BAB III. TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN DELTA Bab ini menjelaskan tentang transformator tiga fasa hubungan opendelta, pemakaiannya, tegangan dan arus dalam transformator open-delta, daya serta rugi-rugi dan efisiensi pada transformator tiga fasa. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

BAB IV. PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPENDELTA Bab ini menjelaskan tentang pengaruh beban tidak seimbang terhadap efisiensi transformator tiga fasa hubungan open-delta yaitu dengan melaksanakan percobaan pada transformator di Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro FT USU. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil percobaan.


BAB II TRANSFORMATOR

II.1.

Umum Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang dapat memindahkan

dan mengubah energi listrik bolak-balik ( arus dan tegangan ) dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan nilai yang sama maupun berbeda besarnya (lebih kecil atau lebih besar) pada frekuensi yang sama, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. 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 seputar “kaki” inti transformator. Transformator digunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya, kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya jarak jauh. Penggunaan transformator yang sangat sederhana dan andal merupakan salah satu alasan penting dalam pemakaiannya dalam penyaluran tenaga listrik arus bolak-balik, 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 Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

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 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 sebagainya.

II.2.

Konstruksi Transformator Pada dasarnya transformator terdiri dari kumparan primer dan sekunder yang

dibelitkan pada inti ferromagnetik. Transformator yang menjadi fokus bahasan disini adalah transformator daya. Konstruksi transformator daya ada dua tipe 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. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

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

kumparan

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

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 bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk 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 ( ggl ) [ volt ]

N

= jumlah lilitan

dφ = perubahan fluks magnet 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 Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoidal, akan mengalir arus primer I0 yang juga sinusoidal dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni. I0 akan tertinggal 900 dari V1. Arus primer I0 menimbulkan fluks (Ф) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid. φ I1 N1

V1

E1

E2

N2

V2

Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan tanpa beban

Φ = Φ max sin ωt Wb ......................................................... (2.2) Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi е1 (Hukum Faraday). e1 = − N 1.

dΦ dt

e1 = − N 1

dΦ max sin ωt dt

e1 = − N1ω Φ max cos ωt (tertinggal 900 dari Ф) ................... (2.3) e1 = N1ω Φ max sin( wt − 90)

Dimana : e1 = Gaya gerak listrik induksi Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

N1 = Jumlah belitan di sisi primer ω = Kecepatan sudut putar Φ = Fluks magnetik Harga efektif:

E1 =

E1 =

E1 =

E1 =

N1ω Φ max 2 N1 2 π f Φ max 2 N1 2 x 3,14 f Φ max 2 N1 6,28 f Φ max 2

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

E1 = Gaya geraqk listrik induksi (efektif) f = Frekuensi

Bila rugi tahanan dan adanya fluksi bocor diabaikan akan terdapat hubungan: E1 V1 N = = 1 = a ........................................................ .(2.5) E 2 V2 N 2

Dimana : E1 = GGL induksi di sisi primer (volt) E2 = GGL induksi di sisi sekunder (volt) V1 = Tegangan terminal di sisi primer (volt) V2 = Tegangan terminal di sisi sekunder (volt) N1 = Jumlah belitan di sisi primer N2 = Jumlah belitan di sisi sekun Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

a

= Faktor transformasi

II.3.2. Keadaan transformator berbeban Apabila kumparan sekunder di hubungkan dengan beban ZL, akan mengalir arus I2 pada kumparan sekunder, dimana I 2 =

V2 . ZL

φ1

φ2 , φ 2 I2

I1 V1

N1

E1

E2

N2

V2

ZL

Gambar 2.6 Transformator dalam keadaan berbeban Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2 I2 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 I2’, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi:

I 1 = I 0 + I 2 ' (ampere) ................................................ (2.6) Bila komponen arus rugi inti (Ic) diabaikan, maka I0 = Im , sehingga:

I 1 = I m + I 2 ' (ampere) ................................................ (2.7) Dimana:

I1 = arus pada sisi primer


I0 = arus penguat Im = arus pemagnetan Ic = arus rugi-rugi inti II.4.

Rangkaian Ekivalen Transformator Fluks yang dihasilkan oleh arus pemagnetan Im tidak seluruhnya merupakan

Fluks Bersama (ФM), sebagian darinya hanya mencakup kumparan pimer (Ф1) atau mencakup kumparan sekunder (Ф2) saja dalam model rangkaian ekivalen yang dipakai untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya fluks bocor Ф1 dengan mengalami proses transformasi dapat ditunjukan sebagai reaktansi X1 dan fluks bocor Ф2 dengan mengalami proses transformasi dapat ditunjukan sebagai reaktansi X2 sedang rugi tahanan ditunjukan dengan R1 dan R2, dengan demikian model rangkaian dapat dituliskan seperti gambar 2.7

I1

R1

X1

I2'

I2

R2

X2

I0 Im

AC

ZL

Ic Xm Rc

N1 N2

Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen sebuah transformator V1= I1R1+I1X1+E1 E1= aE2 E2= I2R2+I2X2+V2 I2= aI’2 V1= I1R1+I1X1+a(I2R2+I2X2+V2) Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

V1= I1R1+I1X1+aI2R2+aI2X2+aV2 V1= I1R1+I1X1+a(aI’2R2)+a(aI’2X2)+aV2 V1= I1R1+I1X1+a2I’2R2+a2I’2X2+aV2 V1= I1R1+I1X1+I’2(a2R2+a2X2)+aV2 .............................. (2.8) Apabila semua parameter sekunder dinyatakan dalam harga rangkaian primer, harganya perlu dikalikan dengan faktor a2, dimana a = E1/E2. Sekarang model rangkaian menjadi sebagai terlihat pada gambar berikut. R1

I1

X1

a2R2

I2'

a2X2

I0 Im

AC

a2Z

Ic

aV2

Xm Rc

Gambar 2.8 Penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator Untuk memudahkan perhitungan, model rangkaian tersebut dapat diubah menjadi seperti gambar dibawah ini. I1

Im AC

Xm

R1

I’2

X1

a 2R 2

a 2R 2

Ic Rc

a2Z2

aV2

Gambar 2.9 Parameter sekunder pada rangkaian primer Maka didapat hasil perhitungan sebagai berikut : Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Rek = R1 + a2R2 (ohm)...................................................................(2.9) Xek = X1 + a2X2 (ohm)..................................................................(2.10)

Sehingga rangkaian di atas dapat diubah seperti gambar di bawah ini :

I2' R ek

I1

X ek

I0 AC

Im

Xm

Rc

Ic

a

2 Z aV 2

Gambar 2.10 Hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator Parameter transformator yang terdapat pada model rangkaian (rangkaian ekivalen) Rc, Xm, Rek dan Xek 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 2.11. 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

W

V

AC

N1

N2

Gambar 2.11 Rangkaian pengukuran beban nol Dalam keadaan tanpa beban bila kumparan primer di hubungkan dengan sumber tegangan V1, maka akan mengalir arus penguat I0. Dengan pengukuran daya yang masuk (P0), arus penguat I0 dan tegangan V1 maka akan diperoleh harga: 2

Rc =

V1 P0

Z0 =

jX m Rc V1 = I 0 Rc + jX m

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

................................................. (2.12)

Dimana : Z0 = impedansi beban nol Rc = tahanan beban nol Xm = reaktansi beban nol Dengan demikian, dari pengukuran beban nol dapat diketahui harga Rc dan Xm. Rangkaian ekivalen dari pengukuran beban nol dapat dilihat pada gambar 2.12. di bawah ini. Dari gambar rangkaian ekivalen tersebut dapat kita lihat bahwa:

I 0 = I ex = I c + I m


X ek

R ek

I0 I ek

V1

Ic

Im

Rc

Xm

Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen pengukuran beban nol

II.4.2. Pengukuran hubung singkat Hubungan singkat berarti impedansi beban ZL diperkecil menjadi nol, sehingga hanya impedansi Zek = Rek + j Xek yang membatasi arus. Karena harga Rek dan Xek ini relatif kecil maka harus dijaga agar tegangan masuk (Vsc) cukup kecil, sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal. Harga Iex akan relatif sangat kecil bila dibandingkan dengan arus nominal, sehingga pada pengukuran ini dapat diabaikan.

A

AC

V

W

N1

N2

A

Gambar 2.13 Pengukuran hubung singkat


I sc

R ek

X ek

V sc

Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen pengukuran hubung singkat Dengan mengukur tegangan Vsc, arus Isc dan daya Psc, akan dapat dihitung parameter: Rek =

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

Z ek =

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

(ohm) ........................................ (2.15) II.5

DIAGRAM VEKTOR BEBAN PADA TRANSFORMATOR Yang dimaksud dengan diagram vektor disini adalah, penggambaran

hubungan antara fluks magnet, tegangan dan arus yang mengalir dalam bentuk vektor. Hubungan yang terdapat di antara harga-harga tersebut akan tergantung pada sifat beban, impedansi lilitan primer dan sekunder serta rugi-rugi transformator.

II.5.1 Hubungan Tanpa Beban Apabila

transformator

tidak

dibebani,

arus

yang

mengalir

dalam

transformator hanyalah arus pemagnetan ( Io ) saja. Dalam hal ini :


1. Fluks magnet ( Φo ) sephasa dengan arus primer tanpa beban ( Io ) dan ketinggalan 90o terhadap tegangan sumber ( V1 ). 2. Gaya gerak listrik induksi pada primer ( E1 ) besarnya sama, tetapi berbeda phasa 180o terhadap tegangan sumber ( V1 ). 3. Gaya gerak listrik induksi pada sekunder ( E2 ) = a E1 , ketinggalan 90o terhadap fluks magnet (Φo ). Dalam penggambaran, V1 = - E1, dengan menganggap : 1. Rugi - rugi karena arus pusar dan rugi – rugi hysterisis di dalam inti besi tidak ada. 2. Rugi – rugi tahanan pada kawat tembaga tidak ada. 3. Fluks bocor pada kumparan primer maupun sekunder tidak ada. Karena transformator tidaklah mungkin ideal, maka rugi – rugi yang ada harus diperhitungkan yaitu : 1. Arus primer tanpa beban ( Io ) sephasa dengan fluks magnet (Φo ), sebenarnya mendahului sebesar φe sehingga arus primer tanpa beban dapat diuraikan atas dua komponen, yaitu : Io = Im + Ih + e ……………………………………….( 2.16 ) 2. Besarnya ggl induksi E1 tidak lagi sama dengan V1, tetapi harus diperhitungkan terhadap penurunan tegangan karena adanya impedansi kumparan primer Z1 , sehingga diperoleh hubungan : V1 = ( -E1 ) + Io ( R1 + jX1 ) ...................................... (2.17 ) Dimana : R1 X1

: tahanan kumparan primer : reaktansi induktif kumparan primer


Φo

Io

90o

90o

0

V1 = - E1

E1

E2

Gambar 2.15 Diagram vektor transformator ideal tanpa beban Φo

IoR1 IoX1

Io

Im

-E1 φo Ih + e

V1

0

E1

E2

Gambar 2.16 Diagram vektor transformator tak ideal tanpa beban II.5.2 Transformator Berbeban II.4.5.1

Beban Tahanan Murni

Pada kumparan sekunder transformator terdapat R2 dan X2. Bila kumparan sekunder dihubungkan dengan tahanan murni R, maka dalam kumparan sekunder mengalir arus sebesar I2. Arus ini akan berbeda phasa sebesar φ2 terhadap E2 akibat adanya reaktansi kumparan sekunder ( X2 ).


I1

I2 X2

R2 E1

V1

E2

V2

RL

Gambar 2.17 Transformator berbeban tahanan murni Dari gambar 2.17 diatas didapat V2 = E 2 − I 2 (R2 + jX 2 + R L )

V2 = E 2 − I 2 [(R2 + RL ) + jX 2 ]

tg ϕ 2 =

................................... ( 2.18 )

X2 .......................................................... ( 2.19) R2 + R L

Untuk melukiskan diagram vektornya, maka diambil E2 sebagai dasarnya. Didapat harga E1 = a E2

Φo

I1

Io

I1R1

Im φ1 -E1

E1

-I2

I1X1

E2

φ2 V1

Ih + e

I2X2

V2 I2 ( R2 + RL )

Gambar 2.18 Vektor diagram Transformator berbeban tahanan murni

II.5.2.2

Beban Induktif


Apabila transformator berbeban induktif, berarti pada sekunder transformator terdapat R2 + jX2 dan RL + jXL. Dengan adanya harga-harga tersebut akan menyebabkan pergeseran phasa antara I2 dan Es sebesar θ2. Dimana

tg θ 2 =

X2 + XL ......................................................... ( 2.20) R2 + R L

Dan dengan adanya harga-harga tersebut diatas juga menyebabkan pergeseran phasa antara I2 dan V2 sebesar φ2, dimana

tg ϕ 2 =

XL .................................................................. (2.21 ) RL

Oleh karena beban induktif, maka I2 ketinggalan terhadap E2. Dengan mengambil E2 sebagai dasar melukiskan diagram vektor dan harga E1 = a E2 , maka diagram vektor dapat dilukiskan sebagai berikut : Φo

I1

Io Im

I1R1 -E1

I1X1

φ1

I2 V1

E2

E1

-I2

Ih + e

θ2

φ2

I2X2 V2

I2R2

I2RL I2X L

Gambar 2.19 Vektor diagram Transformator berbeban induktif

II.5.2.3

Beban Kapasitif


Dengan adanya beban kapasitif pada transformator menyebabkan pergeseran phasa antara I2 dan E2 sebesar θ2.

tg θ 2 =

XL − X2 ......................................................... ( 2.22 ) R2 + R L

Dan juga menyebabkan pergeseran phasa antara I2 dan V2 sebesar φ2.

tg ϕ 2 =

− XL ............................................................... ( 2.23 ) RL Φo I2RL I2

Io

I2XL Im φo

-E1

I1R1

φ2

θ2

E1

E2

φ1

I2X2

I1 I1X1 Ih + e

V1 -I2

I2R2 V2

Gambar 2.20 Vektor diagram Transformator berbeban kapasitif

II.6

TRANSFORMATOR TIGA FASA

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 Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

transformator dijodohkan dengan kumparan sekundernya. Hendaknya dicatat bahwa pada transformator tiga fasa ini besar tegangan antar fasa (VL-L) dan daya transformator (KVA) tidak tergantung dari hubungan belitannya. Akan tetapi tegangan fasa netral (VL-N) serta arus dari masing-masing transformator tergantung pada hubungan belitannya. Ada beberapa jenis hubungan belitan yang terdapat pada transformator tiga fasa ini. Hubungan Y-Δ biasa digunakan untuk menurunkan tegangan, dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau rendah. Satu diantara alasannya adalah 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 dipergunakan di lapangan. Sebaliknya hubungan Δ-Y biasa digunakan untuk menaikkan 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 akan dibumikan telah tersedia saluran netralnya. Hubungan Δ-Δ adalah salah satu jenis hubungan belitan yang istimewa. Keuntungannya yaitu salah satu kaki transformator dapat dipindahkan apabila terjadi kerusakan atau apabila akan dilakukan perawatan, sementara dua yang tertinggal dapat terus beroperasi sebagai bank-3 fasa dengan rating KVA yang turun sampai dengan 57,7% dari bank yang asli. Hubungan ini dikenal sebagai hubungan belitan Open-Delta. Hubungan Y-Y paling jarang digunakan karena kesukaran dalam gejala arus penalaan dan harmonisa.


II.6.2 KONSTRUKSI

TRANSFORMATOR

TIGA

FASA

DENGAN

MENGGUNAKAN TIGA BUAH TRANSFORMATOR SATU FASA Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusar di dalam inti, rangkaian magnetik itu biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis. Dua jenis konstruksi yang biasa dipergunakan diperlihatkan pada gambar 2.21 dan 2.22 berikut ini. PRIMER

SEKUNDER

Gambar 2.21 Transformator 3 Fasa Tipe Inti


Φ

TRAFO TIGA FASA TIPE CANGKANG

a

b

d

c

PRIMER

SEKUNDER

n

m

r

q

Gambar 2.22 Transformator 3 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 inti berkaki tiga dengan laminasi silikon-steel. Umumnya digunakan untuk transformator yang bekerja pada frekuensi dibawah beberapa ratus Hz. Silikon-steel memiliki sifat-sifat 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.


Kebanyakan fluks terkurung dalam inti dan karena itu dirangkum oleh kedua kumparan. Meskipun fluks bocor yang dirangkum salah satu kumparan tanpa dirangkum yang lain merupakan bagian kecil dari fluks total, ia mempunyai pengaruh penting pada perilaku transformator. Kebocoran dapat dikurangi dengan membagi-bagi kumparan dalam bagian-bagian yang diletakkan sedekat mungkin satu sama lainnya. Dalam konstruksi jenis inti (core type), tiap kumparan dari dua bagian, satu bagian pada setiap kaki dari kedua kaki inti. Kumparan primer dan sekunder merupakan kumparan yang konsentris. Dalam konstruksi janis cangkang (shell type) berbagai variasi susunan kumparan konsentris dapat digunakan atau kumparan dapat terdiri dari sejumlah “apem” (pancake) tipis disusun dalam satu tumpukan dengan kumparan primer dan sekunder berselang-seling.

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. Baik sisi primer maupun sekunder masing-masing dapat dihubungkan wye ataupun delta. Kedua hubungan ini dapat dijelaskan secara terpisah, yaitu : 1. Hubungan wye (Y) Hubungan ini dapat dilakukan dengan menggabungkan ketiga belitan transformator yang memiliki rating yang sama.


IA

A

Z01 E1 IN E1

N

E1

Z01

Z01 IB

IC

B

C

Gambar 2.23 Hubungan Wye Dari gambar diatas dapat diketahui sebagai berikut, IA = IB = IC = IL-L (ampere)………………………………( 2.24 ) IL-L = Iph (ampere)..………………………..…….............( 2.25 ) Dimana :

IL-L = Arus line to line Iph = Arus line to netral

Dan, VAB = VBC = VCA = VL-L (volt VL-L = √3 Vph = √3 E1 (volt).....…………………….......(2.26) Dimana :

VL-L = Tegangan line to line Vph = Tegangan line to netral

2. Hubungan delta (Δ) Hubungan delta ini juga mempunyai tiga buah belitan dan masing-masing memiliki rating yang sama.


Ia E1

A

Z01 E1 Ib E1

B

Z01

Ic

C

Gambar 2.24 Hubungan Delta Dari gambar diatas dapat kita ketahui sebagai berikut, IA = IB = IC = IL-L (ampere)……………………….….….....( 2.27 ) IL-L = √3 Iph (ampere).........……………………….….........( 2.28 ) Dimana :

IL-L = Arus line to line Iph = Arus line to netral

Dan, VAB = VBC = VCA = VL-L (volt)………………………...…( 2.29 ) VL-L = Vph = E1 (volt)....……………………………..……( 2.30 ) Dimana :

VL-L = Tegangan line to line Vph = Tegangan line to netral

Dengan menetapkan/ mengambil sebuah tegangan referensi dan sudut fasa nol, maka dapa ditentukan sudut phasa yang lainnya pada sistem tiga fasa tersebut.

II.6.4 JENIS-JENIS HUBUNGAN BELITAN TRANSFORMATOR TIGA FASA


Dalam sistem tenaga listrik transformator tiga phasa digunakan karena pertimbangan ekonomis dan efisien. Pada transformator tiga phasa terdapat dua hubungan belitan utama yaitu hubungan delta dan hubungan bintang. Dan ada empat kemungkinan lain hubungan transformator tiga phasa yaitu : 1.

Hubungan Wye-Wye ( Y-Y ) Hubunangan ini ekonomis digunakan untuk melayani beban yang kecil

dengan tengangan transformasi yang tinggi. Hubungan Y-Y pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada Gambar 2.25 berikut ini. a

. Np1

b+ VLP VΦp

Ns1

.

Ns2

. Np3

+ b'

.

Np2

c -

a'

.

VΦs V LS

+ c'

. Ns3

Gambar 2.25 Transformator Hubungan Y-Y Pada hubungan Y-Y , tegangan primer pada masing-masing phasa adalah

Vφ P = VLP / 3 …………………………………………..( 2.31) Tegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasa sekunder dan perbandingan belitan transformator. Maka diperoleh perbandingan tegangan pada transformator adalah: VLP = VLS

3 VφP 3 VφS

= a ………………………………….…..( 2.32 )


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

2.

Hubungan Wye-Delta ( Y-Δ ) Digunakan sebagai penurun tegangan untuk sistem teganagan tinggi.

Hubungan Y-Δ pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada Gambar 3.6 berikut ini. a VΦp

VLP

.

a'

.

Np1

Ns1 VΦs

b

.

c

Ns2

. Np3

b'

.

Np2

VLS

c'

. Ns3

Gambar 2.26 Transformator Hubungan Y- Δ Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan phasa primer VLP = 3 VφP dan tegangan kawat ke kawat sekunder sama dengan tegangan phasa VLS = VΦS. Sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan ini adalah sebagai berikut : VLP = VLS

3 VφP VφS

= 3 a ……………………………………( 2.33 )

Hubungan ini lebih stabil dan tidak ada masalah dengan beban tidak seimbang dan harmonisa. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

3.

Hubungan Delta – Wye (Δ – Y ) Umumnya digunakan untuk menaikkan tegangan dari tegangan pembangkitan

ke tegangan transmisi. Hubungan Δ – Y pada transformator tiga phasa ditunjukkan pada Gambar 3.7 dibawah ini. a+ VLP

. VΦp

+ a'

.

Np1

Ns1

VΦs

b.

c'

.

Np2

VLS

Ns2

c . Np3

- b'

. Ns3

Gambar 2.27 Transformator hubungan Δ – Y Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer VLP = VΦP dan tegangan sisi sekunder VLS = 3 VφS . Maka perbandingan tegangan pada hubungan ini adalah : VLP = VLS

VφP 3 VφS

=

3 a

……………………………..….( 2.34 )

Hubungan ini memberikan keuntungan yang sama dan beda phasa yang sama seperti pada hubungan Y- Δ.

4.

Hubungan Delta-Delta (Δ – Δ ).


Hubungan ini ekonomis digunakan untuk melayani beban yang besar dengan tegangan pelayanan yang rendah. Hubungan Δ–Δ ini pada transformator tiga phasa ditunjukkan pada Gambar 2.28 berikut : a+ VLP

. VΦp

+ a'

.

Np1

Ns1

VLS VΦs

b-

- b' .

.

Np2

Ns2

c

c' . Np3

. Ns3

Gambar 2.28 Transformator hubungan Δ – Δ Salah satu keuntungan pemakaian transformator tiga fasa hubungan Δ–Δ adalah perbedaan phasa pada hubungan ini tidak ada dan stabil terhadap beban tidak seimbang dan harmonisa. Selain itu keuntungan lain yang dapat diambil adalah apabila transformator ini mengalami gangguan pada salah satu belitannya maka transformator ini dapat terus bekerja melayani beban walaupun hanya menggunakan dua buah belitan saja. Hubungan belitan yang dimaksud adalah hubungan belitan Open-Delta. Mengenai hubungan belitan Open-Delta ini selanjutnya akan dijelaskan pada bab ini. Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa sama untuk primer dan sekunder transformator VAB = VBC = VAC = VLN. Maka hubungan tegangan primer dan sekunder transformator adalah sebagai berikut : VL-L = VL-N (volt) ...........................................................( 2.35 ) Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

VAB = VBC = VAC (volt) ...................................................( 2.36 ) Dimana : VL-L = Tegangan line to line VL-N = Tegangan line to netral Sedangkan arus pada transformator tiga fasa hubungan delta dapat dituliskan sebagai berikut : IL-L =

3 IL-N (ampere).....................................................( 2.37 )

Dimana : IL-L = Arus line to line IL-N = Arus line to netral


BAB III TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA DAN EFISIENSI TRANSFORMATOR III.1

UMUM Trasformator tiga fasa hububngan open delta adalah transformator tig fasa

dengan dua kumparan atau transformator bank tiga fasa yang terdiri dari dua buah transformator satu fasa. Hubungan belitan open delta erat kaitannya dengan hubungan belitan delta karena hubungan belitan open delta merupakan modifikasi dari hubungan belitan delta yang dilakukan jika salah satu belitannya mengalami kerusakan atau tidak dapat melayani beban, maka sisa dua belitan lainnya dapat dioperasikan untuk menyalurkan daya, yang dikenal dengan nama Transformator Open-Delta

A

a

B

b

C

A

a

B

b

c

C

c


Gambar 3.1. Transformator Hubungan Delta

A

B

a

b

C

c

A

a

B

b

C

c

Gambar 3.2. Transformator Hubungan Open-Delta Sekalipun besar daya yang dapat dilayani harus dikurangi beberapa persen dari rating KVA transformator tiga fasa hubungan delta-nya, hubungan belitan ini mempunyai peranan yang sangat penting dalam pengiriman daya ke beban agar kontinuitas beban diperoleh dengan baik untuk sementara sehingga sistem bekerja terus menerus sampai ada perbaikan atau pergantian yang baru.

III.2

PEMAKAIAN TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPENDELTA Pemakaian transformator tiga fasa hubungan Open-Delta umumnya hanya

dipergunakan untuk sementara. Yaitu apabila transformator yang mengalami kerusakan tersebut akan diperbaiki atau diganti dengan transformator yang baru.


Disamping bersifat sementara (temporer) transformator ini dapat juga bekerja secara permanen. 1. Temporer Telah kita ketahui bahwa pada beberapa industri sangat diperlukan kontinuitas daya yang baik. Tetapi apabila salah satu belitan dari transformator tiga fasa ini mengalami gangguan dan menyebabkan kedua belitan yang lainnya bekerja tidak seimbang sehingga fasa-fasa yang tadinya stabil menjadi tidak stabil. Hal ini menyebabkan pengiriman daya terganggu dan kerugian yang sangat besar akan dialami oleh konsumen. Dengan demikian hubungan belitan Open-Delta memegang peranan penting dalam kejadian ini. Pada kejadian ini perubahan belitan pada inti tidak perlu dilakukan untuk mengurangi lekage impedance untuk memperoleh sistem lebih seimbang. Hubungan ini dapat dipakai sementara sebelum adanya pergantian transformator baru atau perbaikan belitan yang rusak apabila memungkinkan. 2. Permanen Pada suatu industri yang besar biasanya ada menggunakan peneranganpenerangan dan motor-motor kecil untuk dapat menggerakkan peralatan-peralatan industri yang tersendiri, misalnya pemompaan minyak. Transformator hubungan Open-Delta ini cukup mampu untuk pengiriman daya yang dibuat khusus, karena industri itu cukup mempunyai tenaga teknis untuk itu dan dipandang lebih ekonomis jika dibandingkan dengan pemakaian transformator tiga fasa. Keuntungan yang paling besar adalah sistem dapat lebih seimbang kalau dibandingkan dengan tidak dibuat satu transformator khusus untuk melayani beban ini, sebab belitan konduktor


pada inti dapat dibuat sehingga leakage impedance menjadi lebih kecil dan akhirnya dapat mendekati keseimbangan seperti transformator tiga fasa. Disamping hal-hal diatas hubungan open delta juga dilakukan jika beban yang

dilayani

sekarang

terlalu

kecil

dibandingkan

dengan

kapasitas

transformatornya, tetapi perlu diantisipasi pertumbuhan beban dimasa yang akan datang. III.3

TRANSFORMATOR

TIGA

FASA

HUBUNGAN

OPEN-DELTA

DALAM KEADAAN BERBEBAN. III.3.1 Jenis-jenis Beban III.3.1.1 Resistansi Pada unsur beban ini tegangan antara kutub-kutubnya berbanding lurus dengan arus yang melaluinya. Secara kuantitatif, tegangan diberikan oleh : V = R i ........................................................................ ( 3.1 ) Persamaan ini dikenal sebagai hukum Ohm. Benda fisis yang ciri utamanya resistansi disebut resistor. Grafik v dan i dapat diperlihatkan pada Gambar 3.3 dibawah.Dimana Grafik ini berupa sepotong garis lurus melalui titik asal dengan kemringan R. Karena R

merupakan konstanta maka resistor seperti ini disebut

resistor linier.


K em

iri

ng

an

=

R

V (Volt)

I (amper e)

-I

-V

Grafik 3.3 Perwakilan grafik untuk hukum ohm Resistor yang resistansinya tidak tetap konstan untuk berbagai arus yang berbeda dikenal sebagai resistor tidak liniear. Resistansi dari resistor semacam itu merupakan fungsi arus yang mengalir didalamnya. Salah satu contoh sederhana dari resistor ini adalah lampu pijar. Contoh karakteristik tegangan – arus untuk resistor tidak liniear dapat diperlihatkan pada Gambar. 3.2, dimana tampak bahwa grafiknya bukan lagi merupakan sepotong garis lurus karena R tidak konstan. V Volt

I Ampere

Gambar 3.4 Grafik resistor tidak liniear Parameter resistansi pada dasarnya merupakan suatu konstanta geometri. Ohm menunjukkan bahwa resistansi suatu penghantar dengan dimensi yang seragam


berbanding

lurus

dengan

panjangnya,

berbanding

terbalik

dengan

luas

penampangnya, dan bergantung pada sifat penghantaran fisis bahannya. Jadi R = ρ

l .................................................................. ( 3.2 ) A

Dengan ρ adalah resistifitas bahan yang dinyatakan dalam ohm-meter, l sebagai panjang penghantar dalam meter, dan A sebagai luas penampangnya dalam meter kuadrat. Daya yang dipergunakan dalam rangkaian listrik dapat diperoleh dari tegangan dan arusnya. Karena menurut definisi v = dw / dq dan i = dq / dt , maka daya adalah : ………………………...…..( 3.3 ) Dalam resistansi, sesuai dengan persamaan 3.1 P = v i = ( R i ) i = i2 R =

III.3.1.2

……..……...….( 3.4 )

Induktansi

Pada induktor tegangan antara kutub-kutubnya sebanding dengan kecepatan perubahan arus yang melaluinya. Secara kuantitatif, tegangan tersebut adalah v = L

i =

di .................................................................. (3.5 ) dt

1 ∫ v dt ........................................................... ( 3.6 ) L

Persamaan diatas menunjukkan bahwa arus dalam induktor tidak bergantung pada nilai sesaat tegangannya, melainkan pada nilai sejak awal hingga saat tegangan Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

diamati, yaitu integral atau jumlah hasil kali volt detik untuk seluruh waktu hingga saat diamati. Suatu induktor linier adalah induktor yang parameter induktansinya tidak bergantung pada arusnya. Sebagaimana diuraikan diatas, induktansi berhubungan erat dengan medan magnet, induktor merupakan suatu unsur rangkaian yang dapat menyimpan daya dalam bentuk medan fluks magnet. Pada saat arus mengalir melalui suatu induktor, arus itu menimbulkan fluks ruang. Bila fluks itu menembus udara, ia akan menimbulkan suatu kesebandingan antara arus dengan fluks tersebut sehingga parameter induktansi tetap konstan untuk setiap nilai arus. Selisih potensial antara kumparan sebagai fungsi waktu dapat ditunjukkan pada Gambar 3.5

Ke

m

iri

ng

an

=

L

V

di dt

-V

Gambar 3.5 Grafik parameter induktansi L Bila fluks dibuat agar menembus besi, timbul gangguan terhadap kesebandingan hubungan antara arus dengan fluks yang dihasilkannya. Dalam hal itu induktor dikatakan tak linier. Daya yang berhubungan dengan induktansi dalam rangkaian adalah Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

p = vi = Li

di ............................................................... (3.7 ) dt

Dan kerjanya w = ∫ p dt = ∫ L i

di 1 dt = ∫ L i di = L i 2 joule ............... ( 3.8 ) dt 2

Tidak seperti daya dalam resitansi yang berubah menjadi panas, daya induktif disimpan dalam medan magnet yang akan muncul kembali dalam rangkaian pada saat arus menjadi nol. Tegangan jatuh antara kutub suatu induktor dapat dinyatakan menurut persamaan ( 3.5 ), tetapi tegangan jatuh yang sama dapat diturunkan menurut hukum Faraday melalui fluks yang dihasilkan arus dan banyaknya lilitan N pada kumparan induktor. Sesuai dengan hal itu, dapatlah ditulis v=L

di dφ ........................................................... ( 3.9 ) =N dt dt

L=N

dφ ..................................................................... ( 3.10 ) dt

Dalam hal ini fluks Φ berbanding lurus dengan arus ( yaitu dalam induktor linier), persamaan terakhir ini menjadi : L=

Nφ ........................................................................ ( 3.11 ) i

Disini parameter induktansi mempunyai pernyataan gabungan karena sebagian dinyatakan dalam variabel rangkaian i dan sebagian lagi dalam variabel medan fluks. Untuk menghindari hal tersebut fluks dapat digantikan oleh pernyataan setaranya, yaitu


φ=

Ni ggm ....................................... ( 3.12 ) = ℜ reluk tan si magnet

ggm adalah gaya gerak magnet yang menghasilkan fluks Φ dalam rangkaian magnet yang mempunyai reluktansi ℜ .Gambar 3.4 memperlihatkan sebuah inductor liniear dengan inti besi. Jika inti besi diandaikan mempunyai panjang menengah/meter dengan luas penampang A meter2 , maka reluktansi magnetnya sama dengan

ℜ=

l ................................................................... ( 3.13 ) µA

N

Gambar. 3.6 Induktor liniear dengan inti besi Dengan memasukkan persamaan ( 3.12 ) dan ( 3.13 ) kedalam persamaan ( 3.11 ) akan dihasilkan persamaan induktansi untuk induktor liniear :

L=

N 2 µA ......................................................... ( 3.14 ) l

Seperti halnya dengan resistansi, induktansi juga bergantung pada geometri dimensi fisis dan sifat magnet mediumnya. Hal ini penting karena ia menyatakan apa yang dapat dilakukan untuk mengubah nilai L tersebut. Jadi untuk induktor yang meliliti sebuah inti besi, parameter induktansinya dapat dinaikkan nilainya dengan empat cara : memperbanyak lilitannya, menggunakan inti besi dengan permiabilitas yang lebih tinggi, mengurangi panjang intinya, dan memperbesar luas penampang intinya.


III.3.1.3 Pada

Kapasitansi kapasitor arus yang melaluinya sebanding dengan turunan waktu

tegangan antara kutub-kutubnya. Secara kuantitatif, arus tersebut adalah i=C

dv ....................................................................... ( 3.15 ) dt

Tegangan unsur tersebut dapat diturunkan dari persamaan 3.17 diatas sebagai v=

1 i dt ................................................................... ( 3.16 ) C∫

Tegangan jatuh pada arah arusnya dinyatakan oleh v. Bila induktansi melawan perubahan arus, kapasitansi menentang perubahan tegangan. Daya yang berhubungan dengan pengaruh kapasitansi adalah p = vi = Cv

dv ............................................................. ( 3.17 ) dt

Dan w = ∫ p dt = ∫ Cv

dv 1 dt = ∫ Cv dv = Cv 2 dt 2

Joule……..( 3.18 )

Tenaga yang tersimpan menurut persamaan 3.17 muncul kembali dalam rangkaian pada saat tegangannya menjadi nol.

III.3.2 Rangkaian Beban Tiga Phasa seimbang Yang dimaksud dengan keadaan seimbang adalah suatu keadaan dimana: 1. Ketiga vektor arus atau tegangan sama besar 2. Ketiga vektor saling membentuk sudut 1200 satu sama lain. Rangkaian beban tiga phasa untuk hubungan Y dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini: Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

a’

a

VAB VAN

jX

Phasa

-VCN

900

Sumber Tegangan Tiga

1200

b’

300

R

VBC

n c’

R

jX

VCN

R

jX

VBN b c

VCA

Gambar 3.7 Sistem beban tiga phasa seimbang beserta diagram fasornya Pada keadaan seimbang bahwa impedansi beban pada masing-masing phasanya adalah sama besarnya, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:

Z a = Z b = Z c = R + jX = Z ∠θ .................................. ( 3.19 ) Dalam hubungan Y, arus line sama dengan arus phasa, dapat ditentukan dengan: I a ' a = I an =

Van ............................................................. ( 3.20 ) Za

I b 'b = I bn =

Vbn ............................................................. ( 3.21 ) Zb

I c 'c = I cn =

Vcn ............................................................. ( 3.22 ) Zc

Untuk rangkaian beban tiga phasa terhubung delta ( Δ ) dapat dilihat seperti gambar dibawah ini :


Vab

a

a'

-Ica

Ia’a

Iab jX

R

c' Sumber Tegangan

Vbc

Tiga Phasa jX

R

Ic’c b'

R c

Ibc -Ibc Ica

jX

-Iab Ib’b

b

Vca

Gambar 3.8 Beban tiga phasa seimbang hubungan Δ dan diagram fasornya Pernyataan arus beban untuk hubungan Δ menjadi I ab =

Vab ……………………………………………….( 3.23 ) Zab

I bc =

Vbc Zbc

……………………………………………...( 3.24 )

I ca =

Vca Zca

……………………………………………...( 3.25)

Arus saluran Ia’a diperoleh dengan menerapkan hukum arus Kirchoff yaitu: Ia’a = Iab + Iac = Iab - Ica .......................................... ( 3.26 ) Ib’b = Iba + Ibc = Ibc - Iab .......................................... ( 3.27 ) Ic’c = Ica + Icb = Ica - Ibc .......................................... .(3.28 )

III.3.3 Rangkaian Beban Tiga Phasa Tidak Seimbang


Yang dimaksud dengan keadaan tidak seimbang adalah keadaan dimana salah satu atau kedua syarat keadaan seimbang tidak terpenuhi. Kemungkinan keadaan tidak seimbang ada tiga yaitu: 1. Ketiga vektor sama besar tetapi tidak membentuk sudut 1200 satu sama lain. 2. Ketiga vektor tidak sama besar tetapi membentuk sudut 1200 satu sama lain. 3. Ketiga vektor tidak sama besar dan tidak membentuk sudut 1200 satu sama lain. Penyelesaian beban tak seimbang untuk hubungan delta dapat disamakan dengan keadaan seimbang. Sedangkan untuk hubungan bintang penyelesaiannya adalah sebagai berikut: Pada sistem 4 kawat, masing-masing fase akan mengalirkan arus yang tak seimbang menuju Netral (pada sistem empat kawat). Sedangkan pada sistem tiga kawat akan mengakibatkan tegangan yang berubah cukup signifikan dan meunculkan suatu netral yang berbeda dari netral yang semestinya.

Ia

a

a’ Ia

Van

a’ Za

n

Vab

Za

I1

Ic Vbn

Zc

Ib Zb

b’ Vcn c’

a

Zc

c

b’ Ib

b

Vbc c’

Ic

b

Zb

I2 c

Gambar 3.9 Beban tak seimbang terhubung bintang empat kawat dan tiga kawat Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Pada sistem dengan empat kawat, akan berlaku :

Ia =

Van ……………………………………….…….(3.29) Za

Ib =

Vbn ……………………………………….…….(3.30) Zb

Ic =

Van …………………………..………………….(3.31) Zc

I n = − (I a + I b + I c ) ………………………………..…(3.32)

Sedangkan pada sistem tiga kawat, diselesaikan dengan persamaan loop sebagai berikut : Loop 1: Loop 2:

(Z a + Z b ) I1 − Z 2

I 2 = Vab ……………………………(3.33)

− Z 2 I 1 + (Z 2 + Z 3 ) I 2 = Vbc ……………………………(3.34)

Dari persamaan 3.33 dan 3.34dapat dicari harga I1 dan I2, kemudian arus-arus line dapat dicari dengan: I a = I 1 ........................................................................(3.35) I b = I 2 − I 1 ..................................................................(3.36) I c = I 2 ........................................................................(3.37) Sedangkan besar tegangan pada setiap impedansi beban adalah:

Va 0 = I a Z 1 ..................................................................(3.38) Vb 0 = I b Z 2 ..................................................................(3.39)

Vc 0 = I c Z 3 ................................................................(3.40) Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

III.4

Daya Pada Transformator Tiga Phasa Hubungan Open Delta Secara umum daya sesaat pada suatu sumber sinusoida satu phasa juga

berbentuk sinusoida dengan frekwensi dua kali frekwensi sumbernya.

p = VI Cos θ − VI Cos (2ϖt − θ ) .................................( 3.41 ) Persamaan 3.40 di atas dapat diterapkan pada setiap phasa dalam suatu sistem tiga phasa seimbang. Satu-satunya perubahan yang diperlukan adalah adanya pergeseran phasa 120o di antara phasa-phasanya itu. Sesuai dengan hal tersebut, untuk masing-masing phasa dapat ditulis : Pa = V p I p Cos θ − V p I p Cos (2ϖt − θ )

......................( 3.42 )

(

)

.............( 3.43 )

(

)

.............( 3.44 )

Pb = V p I p Cos θ − V p I p Cos 2ϖt − θ − 120 o Pc = V p I p Cos θ − V p I p Cos 2ϖt − θ − 240 o

Dengan phasa a dipilih sebagai phasa acuan, Vp dan Ip menyatakan nilai-nilai efektif tegangan phasa, dan arus phasanya serta θ menyatakan sudut impedansi beban tiga phasa seimbang yang menyerap daya. Jadi daya sesaat keseluruhannya adalah: P = Pa + Pb + Pc

[

(

)

(

P = 3 V p I p Cos θ − V p I p Cos (2ϖt − θ ) + Cos 2ϖt − θ − 120 o + Cos 2ϖt − θ − 240 o

P = 3 V p I p Cos θ ...............................................................................(3.45)

Untuk suatu sistem tiga phasa yang dihubungkan secara Y, dengan memasukkan persamaan 2.25 dan 2.26, maka persamaan 3.45 menjadi P=3

Vl 3

I l Cos θ = 3 Vl I l Cos θ

…………..……..( 3.46 )

Untuk hubungan Δ, dengan menggunakan persamaan 2.28 dan 2.30 maka didapatkan


)]

P = 3 Vl

Il 3

Cos θ = 3 Vl I l Cos θ

…….………..…( 3.47 )

Tampak bahwa kedua pernyataan diatas menunjukkan bahwa daya dalam suatu sistem tiga phasa adalah sama, baik untuk hubungan Y ataupun Δ bila dayanya dinyatakan dalam besaran-besaran saluran ( line ). Tetapi perlu diingat bahwa θ menyatakan sudut impedansi beban perphasa. Untuk menentukan daya pada transformator open delta maka perlu diperhatikan vektor tegangan dan vektor arusnya. Dengan mengubah hubungan kumparan transformator menjadi hubungan open delta maka tegangan tiga fasanya adalah tetap. Misalkan tegangan pada dua kumparan yang tersisa adalah : VAB= VL ∠ 1200 dan VBC = VL ∠ 00 maka: a

A Ia

Ns1

Np1 Ns2

Np2 B

Vab Iab

C Ibc

Ib Ic

Vbc

B E B Vac A N 3 b P H A c S A

Gambar 3.10 Transformator Open delta berbeban

VCA = −V AB − VBC = −V∠120 0 − V∠0 0 = 0.5 V − j 0,866V − V

= −0.5 V − j 0,866 V = V∠240 0 Jika transformator tersebut melayani beban tiga fasa resistif yang seimbang maka vektor arus dan tegangannya digambarkan sebagai berikut: Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Vab Iab 300

Ibc 300

Vbc

Vca

Gambar 3.11 Diagaram fasor tegangan dan arus pada Transformator Open delta Dari diagram fasor diatas terlihat bahwa arus fasa Iab tertinggal dari tegangan Vab sebesar 300 sedangkan arus fasa Ibc mendahului Vbc sebesar 300. Hubungan arus fasa dan arus saluran adalah sebagai berikut: Ia = Iab ...........................................................................(3.48) Ic = Ibc ………………………………………………...(3.49) Ib = – Iab – Ibc …………………………………….……(3.50) Sehingga besar daya pada transfrmator open delta adalah:

P = V p I p Cos θ

(

P1 = V p I p Cos − 30 0

)

..................................................................(3.51)

( )

P2 = V p I p Cos 30 0

..................................................................(3.52)

Sehingga

P = P1 + P2 P = 3 Vp I p

.............................................................(3.53)


Daya reaktifnya adalah:

.................................................................(3.54)

.............................................................. (3.55) Dari persamaan diatas terlihat bahwa pada transformator open delta kapasitasnya jika dibandigkan dengan transformator delta-delta akan berkurang yaitu menjadi 57,7 % nya. Besar kapasitasnya tidak sama dengan penjumlahan kapasitas kedua transformator 1 phasa tetapi hanya 86,6 % nya. Hal ini dapat dibuktikan dengan persamaan-persamaan berikut ini: Kapasitas ∆ − ∆ = 3 V L − L I L = 3 V L − L ( 3 I P ) = 3 VL − L I P ) ................(3.56)

Pada hubungan open delta arus line sekundernya sama dengan arus fasa sekundernya sehingga: Kapasitas V − V = 3 V L − L I L = 3 V L − L I P ) .............(3.57)

Dengan membandingkan kedua persamaan diatas, maka didapat : SV −V 1 = = 0.577 S∆ - ∆ 3

dimana :

atau = 57.7% .......................... (3.58)

SΔ-Δ = rating kVA transformator hubungan Delta SV-V = rating kVA transformator hubungan Open-Delta VL-L = tegangan fasa ke fasa, kV


IL

= arus saluran, A

Dua buah belitan dari transformator hubungan Open-Delta seharusnya dapat menyuplai 66,6 persen dari kapasitas total transformator hubungan delta, tetapi kedua belitan tersebut hanya dapat menyuplai 57,7 persen dari kapasitas total transformator. Jadi dari perbandingan rasio transformator 57,7/66,6 = 0,866 disebut juga dengan faktor utilitas dari kedua belitan transformator ketika dalam keadaan berbeban. Dengan dioperasikan seperti ini, transformator masih dapat mengirim daya tiga fasa dengan urutan belitan yang sama, tetapi kapasitas dari transformator berkurang hingga 57,7 persen dari kapasitas total transformator ketika terhubung delta. Misalnya

transformator delta-delta bekerja pada beban nominalnya, jika

taransformator tersebut dirubah menjadi open-delta dengan beban yang sama seperti sebelumnya, maka sisa kedua transformator akan mengalami overload/ beban lebih masing-masing sebesar 73,2 % yaitu dari: Total beban hubungan V − V VA Ma sin g − ma sin g Transformaor

=

3 VL − L I p VL − L I p

= 3

= 1.732 = 173,2%

Sehingga untuk mencegah terjadinya kerusakan pada transformator maka bebannya harus dikurangi.

III.5

Transformator Open Delta dalam Keadaan Tidak Seimbang Keadaan tidak seimbang yang dimaksud disini adalah keadaan yang

diakibatkan oleh ketidakseimbangan pada beban yang dilayani oleh transformator open delta dengan sumber daya tiga fasa yang seimbang, Jika transformator open Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

delta dibebani tidak seimbang maka arus-arus fasanya akan tidak seimbang yang mengakibatkan tegangan sekundernya tidak seimbang. Perubahan besar tegangan Vab dan Vbc ini seiring dengan masing-masing verktor emfnya yaitu Iab Zsh dan Ibc Zsh yang menghasilkan V’ab dan V’bc yang dapat digambarkan sebagai berikut:

Vab

-Iab rsh -Iab xsh

-Iab zsh V’ab Iab

Ibc

-V’bc

V’bc

-Ibc xsh

-Ibc zsh Vbc -Ibc rsh

-V’ca -V’ab Vca Gbr.3.12 Vektor Tegangan dan Arus Transformator Open delta pada keadaan Tidak Seimbang III.6

RUGI – RUGI DAN EFISIENSI Rugi-rugi pada transformator dapat digambarkan seperti pada blok diagram

dibawah ini: Rugi Tembaga

Pin

Kumparan primer

Rugi Tembaga

Fluks Bersama

Kumparan Sekunder

Pout


Rugi Besi Histeresis Dan Eddy Current Gambar 3.13 Blok diagram rugi – rugi pada transformator.

1II.6.1 Rugi tembaga ( Pcu ) Rugi yang disebabkan arus mengalir pada kawat tembaga dapat ditulis sebagai berikut : Pcu = I2 R (watt) .........................................................(3.59) 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.

III.6.2 Rugi besi ( Pi ) Rugi besi terdiri atas : •

Rugi histerisis, yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak – balik pada inti besi yang dinyatakan sebagai : Ph = kh f Bmaks1.6 ( watt ) ..........................................(3.60) Kh

= konstanta

Bmaks = Fluks maksimum ( weber )

•

Rugi arus eddy , yaitu rugi yang disebabkan arus pusar pada inti besi. Dirumuskan sebagai : Pe = ke f2 B2 maks ........................................................ (3.61)


Ke

= Konstanta

Bmaks = Fluks maksimum (weber) Jadi, rugi besi ( rugi inti ) adalah : Pi = Ph + Pe ................................................................. (3.62)

III.6.3 Efisiensi Efisiensi merupakan perbandingan antara daya keluar dengan daya masuk Efisiensi dinyatakan sebagai :

η=

Pout ......................................................................(3.63) Pin

η=

Pout ∑ rugi .................. (3.64) =1− + Σrugi − rugi daya masuk

Pout

dimana : Pin = Daya input transformator Pout = Daya output transformator ∑ rugi = Pcu + Pi

III.6.3.1 Perubahaan efisiensi terhadap beban Perubahaan efisiensi terhadap beban dinyatakan sebagai :

V2 cos φ

η=

V2 cos φ + I 2 R2 ek

P + 1 I2

............................................ (3.65)

Agar n maksimum maka,

d dl 2

 P  I 2 R2 ek + i  = 0 I2  


R2 ek =

PI I2

Pi = I 22 R2 ek = Pcu ..........................................................(3.66)

Artinya untuk beban tertentu, nilai efisiensi maksimum terjadi ketika rugi tembaga sama dengan rugi inti.

III.6.3.2 Perubahan efisiensi terhadap factor kerja (Cos Ф) beban Perubahan efisiensi terhadap factor kerja (Cos Ф) beban dapat dinyatakan sebagai :

η=

∑ rugi ...................................................(3.67) V2 I 2 cos φ + ∑ rugi

η=

∑ rugi / V2 I 2 ................................................(3.68) Cosφ + ∑ rugi / V2 I 2

Jika X = ∑ rugi / V 2 I2 = konstan

η =1−

X cos φ + X

..........................................................(3.69)

Hubungan antara efisiensi dengan beban pada Cos Ф bisa dilihat pada gambar di bawah:

Gambar 3.14 Kurva perubahan efisiensi terhadap faktor kerja Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

III.6.3.3 KONDISI UNTUK EFISIENSI MAKSIMUM Seperti dijelaskan diatas bahwa: Rug-rugi tembaga

Cu loss = I 12 R01

Rugi-rugi inti besi

Pi = rugi histerisis + rugi arus eddy Pinti = Ph + Pe

Jika ditinjau dari sisi primer Maka efisiensi η =

η=

P1 = V1 I1 Cos ф1

V1 I 1Cosφ1 − losses V1 I 1Cosφ1 V1 I 1Cosφ1 − I 12 R01 − Pint i V1 I 1Cosφ1

η = 1−

I 1 R01 Pint i ........................................(3.70) − V1Cosφ1 V1 I 1Cosφ1

Dengan mendifferensialkan kedua sisi terhadap I1 maka kita mendapatkan

R01 Pint i dη ...................................(3.71) = 0− + dI 1 V1Cosφ1 V1 I 12 Cosφ1 Untuk efisiensi maksimum,

dη = 0 , maka persamaan diatas menjadi: dI 1

R01 Pint i ................................................. (3.72) = V1Cosφ1 V1 I 12 Cosφ1 Maka

Pint i = I 12 R01 , ............................................................... (3.73)

atau

Pint i = I 22 R02 ................................................................ (3.74)

atau

Rugi-rugi tembaga = Rugi-rugi inti besi.

Dapat disimpulkan arus sekunder pada efisiensi maksimum adalah Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

I2 =

Pint i .................................................................(3.75) R02

Harga arus sekunder ini menyebabkan rugi tembaga sama dengan rugi inti besi. Sehingga dapat dirumuskan:

η = Full load x

rugi besi rugi tembaga beban penuh

.............(3.76)

Efsiensi pada beberapa faktor beban dapat ditentukan sebagai berikut:

η= Dimana:

χ x beban penuh KVA x faktor daya ( χ x beban penuh KVA x faktor daya + Pc + Pi

x100% ......(3.77)

χ = rasio beban penuh Pi = rugi besi (kW) Pc = rugi tembaga (kW)

III.6.3.4 Efisiensi Sepanjang Hari Pada dasarnya efisiensi dari sebuah transformator dirumuskan sebagai berikut:

η=

daya output ( watt ) daya input ( watt )

Akan tetapi ada tipe tertentu yang performansinya tidak dapat ditentukan dengan persamaan efisiensi ini.Transformator yang digunakan untuk menyuplai penerangan dan jaringan umum, seperti transformator distribusi yang sisi primernya berenergi sepanjang hari walupun sisi sekundernya tidak berbeban atau hanya memikul sebagian kecil beban saja selama sehari kecuali pada jam-jam penerangan pada rumah-rumah. Ini berarti bahwa rugi-rugi inti terjadi sepanjang hari , sedangkan rugiHotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

rugi tembaga hanya ketika transformator berbeban. Hal ini merupakan pertimbangan yang sangat penting dalam merancang sebuah transformator sehingga diperoleh rugirugi inti sekecil mungkin. Performansi transformator seperti ini ditentukan berdasarkan energi yang dikonsumsi selama periode tertetu, biasanya selama 24 jam. Efisiensi ini disebut sebagai efisiesi energi yang dirumuskan sebagai berikut:

η=

daya output (kwh) daya input (kwh)

(untuk 24 jam) ......................(3.78)

Efisiensi ini selalu lebih kecil dari efisiensi standar sebuah transformator.Untuk menentukannya harus diketahui siklus beban dari transformator yaitu berapa banyak dan berapa lama transformator dibebani selama 24 jam.

BAB IV PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA

IV.1

UMUM


Transformator tiga fasa hubungan Open-Delta adalah suatu hubungan belitan khusus pada transformator tiga fasa. Hubungan belitan ini dilakukan apabila pada transformator hubungan Delta salah satu belitannya mengalami kerusakan ataupun jika beban yang dipikul sekarang terlalu kecil tetapi perlu diantisipasi pertumbuhan beban dimasa yang akan datang. Dengan menggunakan dua buah belitannya daya tiga fasa dapat terus disalurkan kepada konsumen walaupun dengan kapasitas daya yang dapat lebih kecil. Penelitian ini dimaksudkan untuk melihat pengaruh beban tidak seimbang terhadap efisiensi transformator tiga fasa hubungan Open-Delta. Penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan percobaan dan mengambil data pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

IV.2

PERSAMAAN-PERSAMAAN

YANG

DIGUNAKAN

DALAM

PENGUJIAN TRANSFORMATOR TIGA FASA Persamaan yang digunakan dalam menganalisa karakteristik transformator tiga fasa adalah sama dengan analisa karakteristik pada transformator satu fasa, hanya saja besarannya diganti dengan besaran tiga fasa. IV.2.1 Percobaan Beban Nol Persamaan yang digunakan dalam menganalisa karakteristik beban nol transformator tiga fasa, terutama adalah rugi-rugi inti transformator tiga fasa tesebut. Sehingga didapat karkteristik rugi-rugi beban nol terhadap kenaikan tegangan. Sedangkan arus beban nol yang mengalir ada dua komponen, yaitu : Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

1. Arus rugi-rugi inti atau arus penguat yaitu arus yang aktif yang dapat menimbulkan rugi-rugi inti ( Ic = Io Cos Φ ). 2. Arus yang timbul karena adanya fluks yang menimbulkan arus eddy dan arus hysteresis yang dikenal dengan arus magnetisasi. ( Im = Io Sin Φ ). Pada keadaan beban nol, Io sangat kecil maka rugi-rugi tembaga pada sisi primer dapat diabaikan, jadi rugi-rugi yang ada praktis hanya rugi-rugi besi. Daya beban nol dapat dihitung dengan persamaan Po = V1 Io Cos Φ .........................................................( 4.1 ) Dimana,

Po = Daya pada beban nol ( rugi-rugi inti ) (watt) V1 = Tegangan input pada sisi primer (volt) Io = Arus beban nol (ampere)

Untuk menghitung faktor daya beban nol pada transformator tiga fasa dapat dihitung sebagai berikut :

Cos φ o =

P0 ............................................................( 4.2 ) V1 I 0

Untuk mencari besar tahanan pada inti besi adalah :

Rc =

V1 V1 = ...................................................( 4.3 ) Ic I o Cosφ o

Untuk mencari reaktansi magnetisasi adalah :

Xm =

V1 V1 = ...................................................( 4.4 ) I m I 0 Sinφ 0

Pada keadaan tanpa beban Po = Physteresis + Peddy current Dimana Physteresis = K h =

V0 , dan Peddy current = Kc V02 f


IV.2.2 Percobaan Hubung Singkat Dalam percobaan ini terminal sekunder transformator dihubung singkat. Tujuannya agar didapat karakteristik daya hubung singkat yang merupakan rugi-rugi tembaga kumparan belitan transformator. Dan juga karakteristik tegangan jatuh yang terjadi akibat adanya arus hubung singkat. Perhitungan yang digunakan untuk mencari karakteristik hubung singkat tersebut adalah sebagai berikut : Untuk mencari impedansi hubung singkat Dimana R01 = R1 + R2’ dan X01 = X1 + X2’ Sehingga

Z 01 = R 01 2 + X 01 2 =

Vsc ...........................................( 4.5 ) I1

Untuk mencari rugi-rugi daya pada kumparan P = I12 R01 ...................................................................( 4.6 ) Sedangkan tegangan jatuh dalam belitan primer dan sekunder adalah Vsc = Isc Z01.....................................................................( 4.7 ) IV.2.3 Percobaan Berbeban Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan karakteristik efisiensi dari transformator tiga fasa tersebut. Perhitungan yang digunakan untuk mendapatkan karakteristik transformator tiga fasa berbeban adalah sebagai berikut : Daya input Pin = V1 I1 Cos Φ .......................................................( 4.8 ) Daya output Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Pout

= Pin – rugi-rugi = Pin – Pcu-Pinti = V1 I1 Cos Φ – I12R01-Pinti ................................( 4.9 )

Berarti daya output lebih rendah daripada daya input, dikarenakan adanya rugi-rugi didalam transformator tersebut. Maka efisiensi transformator :

η=

Pout × 100% ..........................................................( 4.10 ) Pin

Untuk perhitungan rugi-rugi daya adalah : Ploss = Pinput – Poutput ......................................................( 4.11 )

Apabila beban dalam keadaan seimbang maka besar daya beban terhubung delta seperti pada percobaan ini adalah: ............................................................... (4.12)

Dimana I adalah besar arus fasa beban pada keadaan seimbang, maka untuk daya yang sama tetapi dengan keadaan tidak seimbang, besarnya arus-arus fasa beban dapat dinyatakan dengan koefisien-koefisien a, b, dan c sebagai berikut: .................................................................. (4.13) .................................................................. (4.14) .................................................................. (4.15) Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Bila faktor daya pada ketiga fasa sama walaupun besarnya arus berbeda, besar dayanya dapat dinyatakan sebagai: ...................................... (4.16)

Dari persamaan (4.16) dan persamaan (4.12) maka dapat diperoleh ketentuan bahwa:

........................................................... (4.17) Sehingga rata-rata ketidak seimbangan adalah:

................................... (4.18)

Dimana pada keadaan seimbang nilai a = b = c = 1.

IV.3

PERALATAN YANG DIGUNAKAN Pengukuran ini menggunakan beberapa peralatan, yaitu :

1. Transformator 3 fasa : 50 Hz, 2000 VA Primer

1 Unit

: 36,7 – 63,5 Volt ; 5,3 Ampere

Sekunder : 127 – 220 Volt ; 3,2 Ampere Terhubung open delta dengan setting trafo step-up 2. LCR multimeter TES 2712

8 Set

3. Wattmeter 1 fasa Yokogawa Electric Works Ltd.

6 Set


4. Tahanan

geser

6 Unit

5. Power Supply MV 1300

1 Unit

6. Kabel

Secukupnya

IV.4

RANGKAIAN PENGUKURAN Rangkaian pengukuran transformator tiga fasa yang terhubung open-delta

adalah seperti berikut ini : P1

P V1

V2

T

A

C

A1

Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan Beban Nol Hubungan Open-Delta

P1

P V1

A2

T

A

C

A1

Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Hubung Singkat Hubungan Open-Delta Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

P1 A1

P2 A2

A4

A

N

BE BA N

V2

BA BE

V1 T

P6

P4

P

A6

P5 BEBAN

A5

P3

C

A3

Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Berbeban Hubungan Open-Delta

IV.5

PROSEDUR PENGUKURAN

IV.5.1 Percobaan Beban Nol 1. Rangkai peralatan percobaan seperti gambar 4.1 diatas. Alat ukur diatur sesuai yang diperlukan, Power Supply dalam keadaan minimum. 2. Hidupkan Power Supply, multimeter dan wattmeter. 3. Naikkan tegangan V1 secara bertahap dengan mengatur tegangan keluaran dari Power Supply. 4. Untuk setiap kenaikan tegangan V1 catat pembacaan alat ukur A1, P1 dan V2. 5. Turunkan kembali tegangan V1 dan matikan kembali Power Supply, multimeter dan wattmeter. 6. Percobaan selesai. IV.5.2 Percobaan Hubung Singkat Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

1. Rangkai peralatan percobaan seperti gambar 4.2 diatas. Atur range alat ukur sesuai yang diperlukan, Power Supply dalam keadaan minimum. 2. Hidupkan Power Supply, multimeter dan wattmeter. 3. Naikkan arus I1 sampai mendekati nilai nominal secara bertahap dengan mengatur tegangan keluaran dari Power Supply. 4. Untuk setiap kenaikan arus I1 catat pembacaan alat ukur V1, P1, dan I2. 5. Turunkan kembali arus I1 dan matikan kembali Power Supply, multimeter dan wattmeter. 6. Percobaan selesai. IV.5.3 Percobaan Berbeban 1. Rangkai peralatan percobaan seperti gambar 4.3 diatas. Atur range alat ukur sesuai yang diperlukan, Power Supply dalam keadaan minimum. 2. Hidupkan Power Supply, multimeter dan wattmeter. 3. Atur tegangan pada sisi primer sebesar 50 Volt konstan. 4. Atur nilai arus I2 dengan cara mengubah-ubah nilai beban seuai dengan data yang diinginkan. 5. Untuk setiap kenaikan arus I2 catat pembacaan alat ukur A1, P1, P2, P3 , V2, P4, P5, dan P6 dengan menjaga V1 konstan. 6. Turunkan kembali arus I2 dengan cara mengatur beban. 7. Turunkan kembali tegangan V1 dan matikan seluruh peralatan. 8. Percobaan selesai.

IV.6

DATA HASIL PENGUKURAN DAN ANALISA PERHITUNGAN


IV.6.1 Data Name Plate Transformator Tiga Fasa Adapun data Name Plate yang tertera di badan transformator adalah: Kapasitas Transformator

: 2000 VA

Frekuensi

: 50 hz

Tegangan sisi primer

: 36,7 – 63,5 Volt

Arus sisi primer

: 5,3 Ampere

Tegangan sisi sekunder

: 127 – 220 Volt

Arus sisi sekunder

: 3,2 Ampere

Transformator tersebut dibuat menjadi Transformator tiga fasa hubungan Open delta dengan setting step up, sehingga menjadi: Kapasitas Transformator

: 2000 x 0,577 = 1154VA, 50 Hz

Tegangan

: 63,5 / 220Volt

Arus sisi primer

:

Arus sisi sekunder

:

IV.6.2 Percobaan Beban Nol Percobaan beban nol diperoleh data sebagai berikut : NO

V1 (Volt)

I1 (Amp)

P1 (Watt)

V2 (Volt)

1

10

0,14

1,1

46

2

20

0,2

3,4

81

3

30

0,31

7,1

117

4

40

0,45

14

154

5

50

0,64

27,1

195


6

60

0,84

40,5

230

Tabel 4.1 Data Percobaan Beban Nol Analisa Data : Contoh untuk data No.1

Cosφ =

Faktor Daya Transformator

P1 1,1 = = 0,79 V1 I 1 10 × 0,14

Φ = 38,210 ; Sin Φ = 0,62 Arus rugi-rugi besi

Ic = I1CosΦ = 0,14 x 0,79 = 0,11A

Arus rugi-rugi magnetisasi

Im = I1SinΦ = 0,07 x 0,7

Tahanan inti besi

Rc =

Xm =

Reaktansi magnetisasi

= 0,08A

V1 10 = = 90,90 Ω I c 0,11

V1 10 = = 125 Ω I m 0,08

Dengan cara yang sama, data selanjutnya dapat ditentukan sehingga didapat tabel analisa data sebagai berikut : N O

V1

I1

(Volt) (Amp)

P1

V2

(Watt)

(Volt)

Cos φ

Ic

Im

Rc

Xm

(A)

(A)

(Ω)

(Ω)

1

10

0,14

1,1

46

0,79

0,11

0,08

90,90

125

2

20

0,2

3,4

81

0,85

0,17

0,10

117,64

200

3

30

0,31

7,1

117

0,76

0,23

0,20

130,43

150

4

40

0,45

14

154

0,78

0,35

0,28

114,28

142,85

5

50

0,64

27,1

193

0,85

0,54

0,33

92,59

151,51


6

60

0,84

40,5

230

0,80

0,67

0,50

89,55

120

Tabel 4.2 Analisa Data Percobaan Beban Nol

Gambar 4.4 Kurva Karaktertistik Daya Beban Nol Terhadap Tegangan Input

Analisa Pengukuran Dari percobaan beban nol terlihat bahwa transformator tiga fasa hubungan Open-Delta memiliki rugi-rugi beban nol sampai 40,5 watt. Dari grafik daya beban nol terlihat bahwa rugi-rugi beban nol semakin besar jika tegangan input semakin tinggi.

IV.6.3 Percobaan Hubung Singkat Percobaan hubung singkat diperoleh data sebagai berikut : I1

V1

P1

I2


(amp)

(volt)

(watt)

(amp)

0,84

0,9

0,54

0,5

1,71

1,85

2,25

1

2,42

2,62

4,55

1,5

3,28

3,55

8,3

2

4,02

4,35

12

2,5

4,9

5,25

18,5

3

5,38

5,75

23

3,18

Tabel 4.3 Data Percobaan Hubung Singkat Analisa Data : Contoh untuk data No.1 Impedansi hubung singkat

Z ek =

V1 0,9 = = 1,071 Ω I1 0,84

Tahanan hubung singkat

Rek =

P1 I1

2

=

0,54 = 0,765 Ω 0,84 2

Reaktansi hubung singkat X ek = Z ek ¬Rek = (1,071) 2 ¬(0,765) 2 = 0,400 Ω 2

2

Dengan cara yang sama, data selanjutnya dapat ditentukan sehingga didapat tabel analisa data sebagai berikut : NO.

I1 (amp)

V1 volt)

P1 (watt)

I2 (amp)

Zek (Ω)

Rek (Ω)

Xek(Ω)

1

0,84

0,90

0,54

0,50

1,071

0,765

0,400


2

1,71

1,85

2,25

1,00

1,082

0,769

0,404

3

2,42

2,62

4,55

1,50

1,083

0,777

0,399

4

3,28

3,55

8,30

2,00

1,082

0,771

0,402

5

4,02

4,35

12,00

2,50

1,082

0,743

0,423

6

4,90

5,25

18,50

3,00

1,071

0,771

0,397

7

5,38

5,75

23,00

3,18

1,069

0,795

0,377

Tabel 4.4 Analisa Data Percobaan Hubung Singkat

Gambar 4.5 Kurva Karaktertistik Daya Hubung singkat

Analisa Pengukuran Dari percobaan hubung singkat dapat kita ketahui bahwa pada transformator tiga fasa hubungan Open-Delta rugi-rugi daya Hubung Singkat semakin besar jika arus yang mengalir pada kumparan transformator semakin besar juga. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

IV.6.4 Percobaan Berbeban seimbang Percobaan berbeban seimbang diperoleh data sebagai berikut: V1=50 Volt N

IL-L PRIMER

P input

Vout

Arus Phasa

Daya keluaran

O

(Amp.)

(watt)

(Volt)

beban (Amp)

(watt)

A1

A2

A3

P1

P2

P3

V2

A4

A5

A6

P4

P5

P6

210

0,5

0,5

0,5

90

90

90

1

3,45 3,46 3,45 103 104 104

2

4,75 4,77 4,73 142 143 142 199,35 0,75 0,75 0,75 128 128 128

3

5,6

5,5

5,5

185 185 186

198

4

6,6

6,5

6.6

227 226 227

196

1,25 1,25 1,25 210 210 210

5

7,8

7,7

7,7

264 263 263

194

1,5

6

8,15 8,15 8,25 309 310 309

192,5

7

9,3

190.5

9,4

9,3

350 349 350

1

1

1,5

1

1,5

170 170 170

245 245 245

1,75 1,75 1,75 289 289 289 2

2

2

327 327 327

Tabel 4.5 Data Percobaan Berbeban Seimbang

Analisa data: Contoh untuk data No.1 P input total

Pout = P1 + P2 + P3= 103+104+104 =311 watt

Pout total

Pout = P4 + P5 + P6= 90 + 90+ 90 = 270 watt

Rugi-rugi transformator

Losses = Pin – Pout = 311 – 270 = 41 watt

Efisiensi Transformator


Dengan cara yang sama, data selanjutnya dapat ditentukan sehingga didapat tabel: analisa data sebagai berikut:

No.

DAYA INPUT

DAYA OUPUT

Losses

Efisiensi

(watt)

(watt)

(watt)

(%)

1

311

270

41

86,82

2

427

384

43

89,93

3

556

510

46

91,73

4

680

630

50

92,65

5

790

735

55

93,04

6

928

867

61

93,43

7

1049

981

68

93,52

Tabel 4.6 Tabel Hasil Analisa Data Percobaan berbeban seimbang


Gambar 4.6 Kurva Hubungan Antara Efisiensi Dengan Daya Output

Gambar 4.7 Kurva Hubungan Antara loses Dengan arus beban Analisa Pengukuran 1. Dari grafik dapat juga kita ketahui bahwa nilai efisiensi transformator tiga fasa hubungan Open-Delta akan lebih besar jika beban bertambah. 2. Dari grafik percobaan berbeban dapat kita ketahui bahwa nilai Losses pada transformator tiga fasa hubungan Open-Delta akan lebih besar jika bebannya semakin besar.

IV.6.5 Percobaan Berbeban Tidak Seimbang IV.6.5.1 Percobaan dengan 2 fasa Seimbang sedangkan fasa lain tidak di bebani V1= 50 Volt


N

IL-L PRIMER

P input

Vout

Arus

Daya keluaran

O

(Amp.)

(watt)

(Volt)

Phasabeban

(watt)

(Amp) A1

A2

1

9,3

9,4

2

11,3

3

9,4

A3

P1

P2

P3

V2

A4

A5

A6

P4

P5

11,2 346 347 393 190,75

0

3

3

0

9,4

9,3

393 347 346 190,32

3

0

3

491

11,4

9,4

346 395 345 190,55

3

3

0

491 492

P6

491 491 0

490 0

Tabel 4.7 Data Percobaan dengan 2 fasa Seimbang Sedangkan fasa lain tidak di bebani Analisa data: Contoh untuk data No.1 P input total

Pin = P1 + P2 + P3= 344+345+391 = 1080 watt

Pout total

Pout = P4 + P5 + P6= 0 + 491+ 491 = 982 watt



Efisiensi Transformator Sedangkan rata-rata ketidak seimbangan beban adalah : I = 2 Ampere = arus fasa rata-rata / arus fasa dalam keadaan seimbang IAB = a x I, maka a = 0 IBC = b x I, maka a = 1,5 ICA = c x I, maka a = 1,5 Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

Sehingga rata-rata ketidakseimbangannya adalah:

Dengan cara yang sama, data selanjutnya dapat ditentukan sehingga didapat tabel analisa data sebagai berikut: DAYA INPUT

DAYA OUPUT

Losses

Efisiensi

No.

(watt)

(watt)

(watt)

(%)

1

1086

982

104

90,42

2

1086

981

105

90,33

3

1086

983

103

90,52

Tabel 4.8 Tabel Hasil Analisa Data Percobaan dengan 2 fasa Seimbang Sedangkan fasa lain tidak di bebani

IV.6.5.2

Percobaan dengan 2 Fasa Seimbang Sedangkan Fasa Lain Dibebani Berbeda V1 = 50 Volt


N

IL-L PRIMER

P input

Vout

Arus Phasa

Daya keluaran

O

(Amp.)

(watt)

(Volt)

beban

(watt)

(Amp) A1

A2

1

9,2

9,2

2

10,5

3

V2

A4

A5

A6

10,5 343 343 392

190

1

2,5

2,5

151 376 375

9,2

9,2

391 343 343

191

2,5

1

2,5

376 151 377

9,2

10,5

9,2

344 392 344

189,5

2,5

2,5

1

377 373 153

4

9,5

8,7

10,2 367 336 375

189

1,5

1,5

3

225 227 454

5

10,2 10,2

8,7

372 372 333

190

3

1,5

1,5

451 228 227

6

10,2

8,7

373 370 335

190

1,5

3

1,5

224 451 225

9.6

A3

P1

P2

P3

P4

P5

P6

Tabel 4.9 Data Percobaan dengan 2 fasa Seimbang Sedangkan Fasa Lain Dibebani Berbeda Analisa data: Contoh untuk data No.1 P input total

Pin = P1 + P2 + P3= 343+343+392 = 1078 watt

Pout total

Pout = P4 + P5 + P6= 151 + 376+ 376 = 982 watt




Sedangkan rata-rata ketidak seimbangan beban adalah : a. Untuk beban (1, 2,5, 2,5) Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

I = 2 Ampere = arus fasa rata-rata / arus fasa dalam keadaan seimbang IAB = a x I, maka a = 0,5 IBC = b x I, maka a = 1,25 ICA = c x I, maka a = 1,25


b. Untuk beban (1,5, 1,5, 3) I = 2 Ampere = arus fasa rata-rata / arus fasa dalam keadaan seimbang IAB = a x I, maka a = 0,75 IBC = b x I, maka a = 1,75 ICA = c x I, maka a = 1,5




No.

DAYA INPUT

DAYA OUPUT

Losses

Efisiensi

(watt)

(watt)

(watt)

(%)

1

1078

982

96

91,09

2

1077

982

95

91.18

3

1080

983

97

91,02

4

1078

982

96

91,09

5

1077

982

95

91.18

6

1078

983

95

91.19

Tabel 4.10 Data Percobaan dengan 2 fasa Seimbang Sedangkan Fasa Lain Dibebani Berbeda


IV.6.5.3 Masing-Masing Fasa Dibebani Berbeda,

V1 = 50 Volt

N

IL-L PRIMER

P input

Vout

ArusPhasa

Daya keluaran

O

(Amp.)

(watt)

(Volt)

beban (Amp)

(watt)

A1

A2

A3

P1

P2

P3

1

9,8

9,35

2

10.85

9,35

9,8

410 328 342

3

9,8

10.85

9,35

4

9,35

10.85

5

10.85

6

10.85 342 329 410

V2

A4

A5

A6

P4

190

0,5 2,5 3,0

82

189

2,5 0,5 3,0 409

P5

P6

409 491 82

491

342 411 328

190,5 3,0 2,5 0,5 491 409

82

9,8

329 412 340

189,5 0,5 3,0 2,5

9,8

9,35

410 340 330

190

3,0 0,5 2,5 491

82

409

9,35

9,8

10.85 329 342 411

189

2,5 3,0 0,5 409 491

82

7

9.60

8.65

9.65

371 334 369

188

1,0 2,0 3,0 164 327 491

8

9,50

8.65

9.60

368 332 369

9

9.60

9,50

8.65

369 369 332

189

3,0 2,0 1,0 491 327 164

10

8.65

9.60

9,50

332 371 368

189

1,0 3,0 2,0 164 491 327

11

9,50

9.60

8.65

369 368 334

188

3,0 1,0 2,0 491 164 327

12

8.65

9,50

9.60

332 369 370

13

9,50

9.60

10.10 347 352 372

82

491 409

188.5 2,0 1,0 3,0 327 164 491

189,5 2,0 3,0 1,0 327 491 164 188

1,5 2,0 2,5 246 327 409


14 10.10

9.60

9,50

369 351 351

189

2,0 1,5 2,5 327 246 409

15

9,50

10.10

9.60

351 369 351

190

2,5 2,0 1,5 409 327 246

16

9.60

9,50

10.10 351 347 369

189

1,5 2,5 2,0 246 409 327

17 10.10

9,50

9.60

369 347 352

190

2,5 1,5 2,0 409 246 327

18

10.10

9.60

347 369 352

189

2,0 2,5 1,5 327 409 246

9,50

Tabel 4.11 Data Percobaan dengan 2 fasa Seimbang Sedangkan Fasa Lain Dibebani Berbeda Analisa data: Contoh untuk data No.1 P input total

Pin = P1 + P2 + P3= 338+326+405 = 1069 watt

Pout total

Pout = P4 + P5 + P6= 82 + 409+ 491 = 982 watt




Sedangkan rata-rata ketidak seimbangan beban adalah : a. Untuk beban (0,5, 2,5, 3) I = 2 Ampere = arus fasa rata-rata / arus fasa dalam keadaan seimbang IAB = a x I, maka a = 0,25 IBC = b x I, maka a = 1,25 ICA = c x I, maka a = 1,5



b. Untuk beban (1,2,3) I = 2 Ampere = arus fasa rata-rata / arus fasa dalam keadaan seimbang IAB = a x I, maka a = 0,5 IBC = b x I, maka a = 1 ICA = c x I, maka a = 1,5 Sehingga rata-rata ketidakseimbangannya adalah:

c. Untuk beban (1,5, 2, 2,5) I = 2 Ampere = arus fasa rata-rata / arus fasa dalam keadaan seimbang IAB = a x I, maka a = 0,75 IBC = b x I, maka a = 1 ICA = c x I, maka a = 1,25 Sehingga rata-rata ketidakseimbangannya adalah: Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009


No.

DAYA INPUT

DAYA OUPUT

Losses

Efisiensi

(watt)

(watt)

(watt)

(%)

1

1081

982

99

90,84

2

1080

982

98

90,93

3

1081

982

99

90,84

4

1081

982

99

90,84

5

1080

982

98

90,93

6

1082

982

100

90,76

7

1074

982

92

91,43

8

1069

982

87

91,86

9

1070

982

88

91,78

10

1071

982

89

91,69

11

1071

982

89

91,69

12

1071

982

89

91,69

13

1071

982

89

91,69

14

1071

982

89

91,69


15

1071

982

89

91,69

16

1067

982

85

92,03

17

1068

982

86

91,95

18

1068

982

86

91,95

Tabel 4.12 Analisa Data Percobaan dengan Masing-Masing Fasa Dibebani Berbeda

Jika data diatas disusun berdasarkan rata-rata ketidakseimbangannya maka didapat: Rata-rata ketidak

Loses

Efisiensi

seimbangan (%)

(watt)

(%)

66,66

104

90,42

50

98.83

90.86

33,33

90,66

91,77

0

68

93.52


Gambar 4.8 Kurva Hubungan Antara Rata-Rata Ketidak Seimbangan Dengan Loses

Gambar 4.9 Kurva Hubungan Antara Rata-Rata Ketidak Seimbangan Dengan Efisiensi

Analisa Pengukuran


1. Dari grafik dapat kita ketahui bahwa nilai Losses pada transformator tiga fasa hubungan Open-Delta pada keadaan berbeban seimbang lebih kecil dibandingkan dengan keadaan tidak seimbang 2. Dari grafik dapat juga kita ketahui bahwa nilai efisiensi transformator tiga fasa hubungan Open-Delta pada keadaan seimbang lebih kecil daripada efisiensi berbeban tidak seimbang.

BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Dari pembahasan yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada percobaan beban nol, semakin besar harga V0 maka akan semakin besar juga harga I0 dan rugi-rugi inti (P0). 2. Pada percobaan hubung singkat, semakin besar harga V1 maka nilai Isc dan rugi-rugi hubung singkat (Psc) juga semakin besar. 3. Untuk Setiap Percobaan berbeban, dengan menaikkan arus beban maka akan didapat rugi-rugi dan efisiensi yang semakin besar. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

4. Besar Losses pada percobaan berbeban seimbang lebih kecil dibandingkan besar Losses percobaan berbeban tidak seimbang. 5. Besar efisiensi pada percobaan berbeban seimbang lebih besar dibandingkan nilai efisiensi percobaan berbeban tidak seimbang karena untuk daya output yang sama transformator berbeban tidak seimbang akan menyerap daya yang lebih besar. 6. Semakin besar rata-rata ketidakseimbangan beban maka semakin besar rugiruginya 7. Semakin besar rata-rata ketidakseimbangan beban maka semakin kecil efisiensinya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chapman, Stephen J, ”Electric Machinery Fundamentals”, 3rd Edition, Mc Graw – Hill Book Company, Singapore, 1999. 2. L, Piotrovsky and M.Kostenko,”Eectical machines”, Part One, Peace Publisher, Moscow 3.

Kadir, Abdul, “Transformator”, Penerbit PT Elex Media KomputindoKelompok Gramedia, Jakarta, 1989.

4. Theraja, B.L, ”A Text-Book Of Electrical Technology”, Nurja Construction & Development, New Delhi, 1989. Hotdes Lumbanraja : Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Efisiensi Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta, 2008. USU Repository © 2009

5. Zuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Edisi ke-5, Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995. 6. Gonen, Turan, “Electric Power Distribution System Engineering”, Mc GrawHill Book Company, Singapore 1986. 7. Sumanto, MA, Drs., “Teori Transformator”, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta, 1997. 8. Wildi, Theodore, ”Electrical Machines, Drives And Power System”, Prentice Hall International, Liverpool, 1983. 9. Wijaya, Mochtar, ”Dasar-Dasar Mesin Listrik”, Penerbit Djambatan, Jakarta, 2001.


PENGARUH BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA

Recommend Documents