Proceedings of CITEE, August 4,20Og
149
Pengaruh Kebocoran Isolasi Inti Besi terhadap Unjuk Kerja Transformator The Effect of Core Insulation Leakage on Transformer Performance oleh: 1)
Lukman Subekti,') Eko Haryono Dosen Program Diploma T. Elektro FT-UGM ') .') Instruktur Program Diploma T. Elektro FT-UGM 55281, Yogyakarla
E-mail: I Ukraansubekti(4yahoo.com
Abstract-A fansformer is a static equipment with complicated electromagaetic circuit inside. The power is transferred from one electrical circuit to the other through a magnetic field. The greater portion of the flux flows in the core while the smaller portion called the leakage flux links around one or the other windings. If one coil is comected to a source of altemating voltage, an alternating flux will be set up in the core, which is in turn will induce an electric field in the core. If the core is conducting, currents will flows and called as eddy currents. The eddy currents will cause heating phenomenon that represents a kind of power loss. They are minimized by making the core flom a pile of thin laminations insulabed from each other. The objective of this research is to investigate the performance of a transformer if laminations insulation is leaked each other. Core insulation leakage is obtained way by removing the varnish from each lamination. The research was done by changing the amount of the lamination in which the vamish is eliminated from its core. The amount of laminations that are removed is proportional to the core insulation leakage level. The transformer is tested on no load and fulI load condition. Results of this research shows that the leakage flux is not affected by core insulation leakage level, but the power loss and the real current tends to increase to about 17 o/" of the 100o/o core insulation leakage level.
Keywords---core insulation leakage, performance, trawformer
I. PENDAHULUAN Pada waktu seorang praktisi
memperbaiki transformator yang rusak, tidak disadari bahwa saat melepas
inti besi sering merusak lapisan isolasi permukaan lempenglempeng inti yang terbuat dari bahan vemis. Kerusakan
II.
TINJAUANPUSTAKA
Lapisan oksida alami maupun lapisan vemis pengisolasi,
secara efektif membatasi arus pusar pada laminasi individual. Jalur arus pusar yang lebih sempit akan mereduksi arus pusar dalam inti besi pada transformator
kecil unfuk peralatan rumah tangga dan juga transformator besar yang digunakan di stasiun daya [5].
Arus eddy menyebabkan panas dan representative terhadap kehilangan energi, hal itu dapat diminimalkan dengan mengurangi konduktifitas besi dan membuat inti dengan tumpukan lempengan-lempengan besi silicon [2]. Robert tladfield meneliti bahwa tambahan silicon dalam
baja
meningkatkan resistivitas inti. Lempeng-lempeng tersebut mestinya diisolasi anlara sahr dengan yang lain, meskipun sebenamya secara alami lapisan korosi juga telah mengisolasinya [2]. Sebagian besar fluks bersama (mutual Jlux) mengaltr dalam inti, sementara sebagian kecil fluks bocor (leakage flux) mengalir di luar kumparan atau tidak mencapai salah satu kumparan (hanya di kumparan primer atau sekunder saja). Kebocoran fluks antara primer dan sekun6sy dzpat dieliminasi dengan menempatkan kumparan primer dan sekunder padatempat yang sama [4].
III.
LANDASANTEOzu
Transformator (trafo) adalah suatu alat liskik yang dapat memindahkan daya lishik pada satu tingkat tegangan listrik AC ke tingkat tegangan yang lain melalui gandengan magn€t []. Kerja transformator yang berdasarkan prinsip induksi memerlukan adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan magnet ini umumnya menggunakan media inti besi yang selanjutnya disebut inti trafo, yakni sebagai media mengalimya flulis bersarna.
Inti kafo disusun dari
lempengan
besi
yang dibuat
tersebut diakibatkan karena tergoresnya lapisan vernis yang berfungsi sebagai isolasi di antara lempengan inti, sehingga mengakibatkan kebocoran isolasi inti. Kebocoran isolasi inti
secara berlapis-lapis. Medan magnet yang dihasilkan inti
dapat meningkatkan besarnya arus eddy dalam inti
pusaran ini adalah arus pusar (eddy currenl) dan dapat menimbulkan panas. Masing-masing lempeng runumnya dilapisi isoiasi vemis atau bahan pelapis lain. Tujuannya agar supaya arus pusar tidak dapat mengalir dari lempeng inti yang satu ke
transformator. Akibat dari kerusakan isolasi inti besi kemungkinan dapat mengurangi unjuk kerja transformator baik daya keluaran (output), tegangan keluaran atau bahlcan munculnya magnet
listrik pada inti.
ini menginduksikan inti. Arus yang menyerupai
akan bergerak dengan rapat. Medan
arus yang berputar dalam
lempeng yang lain. Pemilihan bahan vernis dikarenakan memiliki beberapa keunggulan sebagai isolasi dalam teknik listrik, yakni ; cepat kering, stabilitas kimianya cukup tinggi
Conference on lnformation Technclogy and Electrical Engineering (CITEE)
ISSN:2085-6350
150
proceedings of CITEE, August 4,2009
dalam kondisi oksidasi dan dapat meningkatkan tegangan
dadal [3].
b.Rugi Arus Eddy Pada inti besi sebuah trafo bila ditinjau dari sisi AA dapat diilustrasikan seperti Gambar 2.a Karenabesi adalah
F-luks yang berada pada kumparan primer transformator akan mengalir dan menginduksi kumparan sisi sekunder. Tetapi tidak semua fluks yang dihasil{an sisi primer dapat menjangkau kumparan sisi sekunder. Beberapa garis fluks berhenti pada inti besi dan malahan langsung ke udara, seperli terlihat pada Gambar 1. Fluks p.i*", yang tidak mencapai lilitan sisi sekunder disebut fluks bocor (iakage flux), sedang fluks yang dapat terbagi dalam dua kompon!., primer dan sekunder disebut fluks.bersam a (mutual
konduktor, maka sebarang bagian dapat digambarkan sebagai beberapa rangkaian penghantar. yang satu berada di
dalam yang lainnya (Gambar 2.b.). Fluks melalui masing_ masing rangkaian ini secara berubah-ubah, sehingga arui_ arus eddy bersirkulasi pada seluruh volume inti itu dengan garis-garis alir yang membentuk bidang-bidang yang tegak lurus terhadap fluks tersebut. Arus edclv ini tidak diinginkan, karena menimbulkan panas dan puia arus eddy ini menimbulkan fluks yang menentang fluks yang melalui rangkaian [5],
flix).
ttti ilt' irll itulttul
iiii tlii lill
ffiW
iiil Gambar
l. Fluks
bersama dan fluks bocor dalam inti trafo Gambar
Op:
Op
OM +
= flttks primer rerata total
Oy:
:
Op
Ou,
bocor.
-
25
:
Qu
e)
fluks sekunder rerata total
O-y: Fluks O6
+
bersama pada kumparan primer dan sekunder
Fluks bocor di sekunder
A. Rugi-rugi pada trafo
l. Rugi tembaga(p"u) Rugi tembaga ini disebabkan oleh arus beban yang mengalir pada kawat tembaga baik pada kumparan primer maupun
melalui penampang melintang yang sempit
memperkecil rugi-rugi, karena rugi-rugi
arus
proporsional terhadap kuadrat ketebalan laminasi. Rumus empiris rugi arus eddy adalah
(3)
K" Karena arus beban berubah-ubah maka rugi tembaga juga
adata[
Antar laminasi inti trafo diisolasi satu sama lain dengan lapisan tipis dari bahan sejenis vernis ataupun lapisan oksida alami. Ketebalan lapisan vernis untuk hafo_trafo kecil berkisar antara 0,01 pm sampai dengan 0,5 pm. Umumnya dengan inti laminasi seperti Gambar 2.c. akan
P": 12 .R
dengan
koresponden dengan resistans yang tinggi. Untuk frekuensi 50Hz atau 60 Hz, ketebalan laminasi yang digunakan kira_ kira 0.3 mm [5].
kumparan sekunder.
P-,:
ditJlinasi
menggunakan inti yang dilaminasi. penampang laminasi inti trafo merupakan jalan fluks secarap arallel. Arus eddy yang
V1"g serupa pula pada kumparan sisi sekunder terdapat l"] fluks bersama dan fluks O74
Rcduksi Arus eu.u, a",liun Inti Trafo yang
Efek dari arus eddy ini dapat diminimalkan
Fluks bersama pada kumparan primer dan sekunder Fluks bocor di primer
@s:
2.
(l)
K" (B^* t-f )t
eddy
:
LI//m3
(5)
= konstanta material kerapatan fluks maksimum = ketebalan laminasi
B^^=
berubah bergantung pada besar bebannya.
/ /
2. Rugi Besi (p-) Rugi rugi besi terdiri atas dua macam yaitu : rugi hysteresis dan rugi arus eddy. , a.. Rugi hysteresis (p6) adalah rugi yang disebabkan karena adanya fluks bolak balik pada- ini besi yang besarnya dinyatakan dalam :
Besarnya rugi inti terdiri atas rugi hysterisis ditambah dengan arus eddy, sehingga rugi inti dapat diminimalkan dengan bahan yang mengandung silicon dalam besi dan rnenggunakan lembaranlembaran tipis pada inti [4].
Pn K7,: konstanta
l'-
frckuensi
:
Kn ..f.
B''u
(4)
B : fluks maksimum Penambahan material silicon dengan porsi 4,25% Si pada inti besi trafo akan mengurangi rugi hysteresis sekitar l g00 ergs per cycle per cm, y21.
iSSN:2085-6350
-
frekuansi
B. Efi siensi transformator
Efisiensi dari peralatan dalam bidang teknik
perbandingan daya keluaran
(p"")
adalah
terhadap daya masukan (P;no) dan dapat dinyatakan dalam p".r"n (2"). efisiensl la1slrmator umumnya cukup tinggi dapar mencapai lebih
dai
98Y" pada beban penuh [2].
conference on lnformation Technorogy and Erectricar Engineering (crrEE)
Proceedings of CITEE, August 4,2009
Efisiensi (ry)
151
v 100'% - PY' P;n
(6)
Dari pengujian beban nol dan pengujian hubung singkat didapatkan rugi total
Prn:Pou,t
(In,e) pada trafo sehingga
Q)
yang diubah. 7. Percobaan
V.
diulangi unhrk trafo dengan ukuran yang lain
Klsur-treN-rcESULITAN DAN PEMEcTAHANNYA
kecil yang ada di pasaran memiliki name-plate dalam sahran A (Ampere bukan
1. Transformator berdaya
VA), Msropn
PEI.IELITIAN
A. Bahan atau Materi Penelitian 1.
dibersihkan berbanding h.rus dengan kebocoran isolasi inti trafo total. 6.Percobaan diulangi dengan beban dan tingkat kebocoran
[2].
IV.
beberapa lempeng plat
dibersihkan isolasinya. Jun.rlah lempeng yeng
(8)
x 1009/o
Rugi-rugi yang ada meliputi rugi-rugi tembaga dan rugirugi inti. Biasanya rugi-rugi inti hanya sekitar % rugi-rugi
(t**)
inti trafo diukur.
5.lnti hafo dilepas dari kokemya,
inti
Dengan demikian efisiensi trafo bergantung pada rugi-rugi yang ada, sehingga dapat diformulasikan dengan :
dayatotal
tegangan, arus, daya maupun fluks bocor pada permukaan
:
Znuei
Efrsiensi (r1) =
4.Bagian sekunder trafo dihubungkan dengan beban, nilai
Transformator fase tunggal merk ERA 3A buatan pabrik dengan tingkat kebocoran 0oA, 25o, 50Yo, 7 5Yo, dan T00%.
Transformator fase tunggal merk ERA 5A buatan pabrik dengan tingkat kebocoran 0o/o,25oh, 50oh,I5o/o, dan t00%. 3. Transformator fase hrnggal 5A melilit sendiri dengan tingkat kebocoran isolasi 50olo, 7 8% dan 100%o. 4. Transformator fase tunggal merk ERA l0A buatan pabrik dengan tingkat kebocoran isolasi 50o%, 75o/o dan l00Yo. 5. Transformator fase tunggal l0A melilit sendiri dengan - tingkat kebocoran isolasi 0%o, 50oA, I 5o/o, dan l00o/'. 2.
percobaan a. Rangkaian percobaan
sehingga dalam penelitian
ini
mengikuti rating
yang ada pada name-plate trafo tersebut. 2. Ketebalan lapisan isolasi permukaan lempeng-lempeng inti trafo sangat bervariasi, sehingga dalam penelitian ini diambil reratanya. 3. Pola kebocoran fluks magnet pada permukaan inti adalah acak, sehingga dalam penelitian ini dideteksi dengan tesla-meter padajarak tertentu dari sisi tepi kiri atas
inti
VI.
PeNcurmx
DAN PEMBAHASAN
A. Pengukuran Ketebalan Lapisan Vernis
Terlebih dahulu ketebalan lapisan vernis
pada
permukaan setiap lempeng laminasi inti besi transformator diukur dan hasilnya terlihat pada Tabel l. Tabel
l.
Hasil Pengultran Ketebalan Isolasi Permukaan Lrmpeng Inti Transformator
UKURAN
NO.
TRAFO
TEBALRERATA rsoLASt (MM)*
ruMLAH SAMPEL
(DALAM AMPERE) I Gambar
3.
Skema Rangkaian Pengujian pada
2
Trafo Tanpa Beban
.J
4 5
*) Gambar
4.
Skema Rangkaian Pengujian pada Trafo Berbeban
B. Jalannya Peneiitian l. Likur ketebalan isolasi permukaan tiap lempeng inti besi
transformator dengan
alat ukur ketebalan lapisan
(Thiclmess Coating G age). 2. Sebuah transformator merk ERA 3
A
dirangkai dengan
alat ukw listrik pada sisi primer maupun sisi sekunder dan diberi t€gangan masukan sesuai rating tegangannya. 3.Dalam keadaan tanpa beban (beban nol) nilai tegangan, arus, daya, temperature maupun fluks bocor pada permu kaan inti trafo diukur.
5 A merkERA 0 A merk ERA
0,26 0,15
lilit sendiri OA lit sendiri OA it sendiri
0.
0A
5
7
l4
7
0.t I
6
0,28
8
Isolasi terbuat dari bahan vemis (dalam mikro-meter)
Dari Tabel 1. menunjukkan bahwa ketebatran isolasi permukaan laminasi inti trafo yang umum berada di pasaran berkisar antara 0,11 pm sampai dengan
0,28 pm.
B. Pengujian Rugi Daya lnti Transfonnator
Rugi-rugi daya pada
inti
dapat diperkirakan dengan
pengujian tanpa beban atau beban nol. Pada saat beban nol atau tanpa beban, daya yang masuk trafo (P") semata-mata hanya dianggap untuk pensuplai rugi-rugi pada inti yang meliputi rugi karena arus eddy dan jerat histeresis. Tetapi
arus yang masuk saat pengujian tanpa beban juga dipergunakdn unfuk proses magnetisasi. Sehingga arus masukan (Io) merupakan arus kompleks, yakni gabungan arus real (l) dan arus imajiner (I-).
Conference on lnformation Technology and Electrical Engineering {CITEE)
ISSN:2085S350
152
Proceedings of CITEE, August 4,2009 Tabel
No
2
Data Pengukuran 1'anpa Beban pada Tralo 3A
Tanpa Beban
Prosentase
Kebocoran
l.(mA) V. (V)
(w)
P"
rv)
1
0%
82.5
220
7
l2
2
25%
71.5
220
1
t2
3
50%
75
720
1
I2
4 100%
5
Pemisahan antara arus real (1.) dan arus imajiner (1.)
dapat dihitung dengan melibatkan faktor daya. Hasil perhitungan antara faktor-faktor real dan imajiner dapal dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7. Kenaikan arus real (I")
65
720
1
l2
85
220
l0
T2
pada tingkat kebocoran 100% dalam Tabel 6 mencapai 4,1 mA atau mengalami kena;tkan l7o/o.
6
Tabel
Hasil Pengukuran Tanpa Beban pada Tralo ERA 5 A Pensukuran Rugi lnli V" (V) P,, (W)
Tingkat
No
I"(mA)
Kebocoran Oo/n
2
f
50%
3
No
Prosentase
Kebocoran
l. rv)
lWl
OYo
40
220
5.3
2
') ao/^
4t.4
220
J
50%
46.4
220
4
75%
49.8
5
100%
48.2
ry)
5.5
7
48.2
6 6.2
62
Hasil Perhitungan Tanpa Beban pada Trafo ERA 5 A Perhitunsan Dava Inti
Tingkat
No
2
Kehocomn
pf
5.5
2
0%
6
2
270
6.2
2
220
6.2
2
0.602 0.604 0.588 0,566 0,585
2
2504
J 4
s0% 75%
5
1000/"
Keterangan
* merk dagang
I.
a-
(mA)
I,(nA)
24.08
I l.ei2
7.02
8.8
z5
i2.995
7.26
9.r08
ftAR)
s
(vA)
21.28
31.539
8-258
10.208
28,1 8
4l ,059
9,033
r0.9s6
28.1 9
39. l 03
8.602
10.604
:
Pf : faktordaya
Tabel 4. Data Pengukuran pada Trafo Lilitan Sendiri 5A
I.
Kebocoran
(A)
P"
{v)
S
(m
/vl ln
<
50%
o.o'1
220
1,5
2
78%
0,065
220
8
l7 {
3
100yo
0,065
220
t0
12,4
i,..
Tabel 5. Data Pengukuran pada Trafo Lilitan Sendiril0A Prosentase
No
Penzuiian Tanpa Beban Io
Po
(A)
(v)
Vout put
Kebocoran
rw)
rv)
0%
0,1 15
220
t5
t2
.l
l2
50%
0.1 25
220
-5
I" : arus inti yang menimbulkan I. : arus inti yang menimbulkan Q- : rugr daya
Pengujian Tanpa Beban
Prosentase
I
2
5.3
D
(mA)
No
t00%
Tabel
Pengujian Tanpa Beban
220
220 220 220 220
49.8
5
Data Pengukuran Tanpa Beban pada Trafo ERA* 5A
40
4t4 46.4
4
Tabel
:
magnetisasi
75%
0.115
220
t4,7
13
4
100%
0,12
220
15
13
,ai
: Rugi-rugi daya nyata pada inti hasil pengukuran dalam Tabel 6 sedikit terpengaruh oleh tingkat kebocoran isolasi
inti transformator.
Daya kompleks hasii perhitungan merupakan rugi daya total yang diserap oleh inti trafo baik untuk magnetisasi maupun didisipasi berupa panas. abe
Data Penzuiian Beban Nol
No
Trafo l0 A
Pengujian Beban Nol
bocor
inti
I.(A)
P"
(v'
rw)
(vl
I
0%
0,1
t5
220
l5
t2
2
50%
0,125
220
l5
l2
0,1r5
220
14,1
l1
0.12
220
l5
l3
J 4
o/ /o-
100%
Dari data pengukuran tanpa beban seperti tertampil
2 sampai dengan Tabel 5 m€nunjuklian bahwa prosentase kebocoran isolasi inti sampai dengan 100?'o menamtah kenaikan rugi daya yang diserap oleh inti (P") mencapai 0,9 W atat l6,9Yo. Kebocoran isolasi inti juga meningkatkan arus inti (lJ yang sebagian besar untuk magnetisasi- Arus inti yang nyata atau real (1") dipengaruhi oleh tingkat kebocoran isolasi inti, sementera tegangan keluaran tidak terpengaruh oleh adanya kebocoran isolasi pada Tabel
tli
r!
ii lat
:;
i;:. lii
tan Beban Penuh
o/
rafo
Penguiian Beban Penuh
bocor
Ir
Vi
Pn
Iz
inti
(A)
(v)
(w)
(A)
(v)
t\r/i
n (V.\
P2
I
o%
0,65
220
158
10
12
t25
79
,)
so%
063
220
t59
10
il
124
71
3
75%
o-65
220
156
i0
ll
123
78
4
lO0o/n
0,64
220
154
l0
8
t20
17
inti,
'',
i;
Tabel 9 Dataa Pen No
' .,
i.)
!.ir
t;; li1
E
9a
15N:2085-6350
rc(!.
a: ,lj-:
Rugi-rugi magnetisasi pada inti hasil perhitungan dalam Tabel 7 tidak terlalu lerpengaruh oleh tingkat kebocoran isolasi inti transformator.
o%
J
panas
fluks magnet
rugi daya kompleks
Prosentase kebocoran atau tingkat kebocoran dapat diasumsikan dengan cara, apabila sebuah inti trafo terdiri atas 100 lembar: jika ada 50 lembar tanpa dilapisi vernis atau isolasi, maka dianggap tingkat kebocorannya adalah 50
it
I
Conference on lnformation Technology and Electrical Engineering (ClTEEl
::i' i:: :L
;:
Proceedings of CITEE, August 4,2009
.
Catatan : Efisiensi
153
q (%) pada kolom terakhir merupakan hasil
perhitungan
Pada kurva Gambar 5 kenaikan suhu inti (dalam "C) maupun suhu lililan pada trafo adalah selisih suhu objek uji
Hasil perhitungan efisiensi pada kolom terakhir dari Tabel 9 menunjukkan bahwa tingkat kebocoran isolasi inti berpengaruh pada efisiensi trafo yang berbeban penuh l0 A. Dalam kondisi kebocoran isolasi inti 100%, efisiensi trafo
terhadap suhu ruang sekitar 29 "C. pengujian tersebut diukur selama selang waktu 15 menit untuk setiap titik uji. Tampak dalam Gambar 6 bahwa bila kebocoran isolasi inti
mengalami penunman
atau34%o saat tanpa beban dan sebesar I beban penuh.
kondisi kebocoran
2 Y, b1la dibandingkan
dengan
0olo.
mencapai 100Yo akan menaikkan suhu inti sebesar
Hasil pengukuran dalam Tabel 9 juga menunjukkan bahwa pada kondisi kebocoran isolasi inti l00yo, tegangan sekunder (V2) mengalami penurunan 4 y atau 33,3% bila dibandingkan dengan kondisi kebocoran 0oZ.
Pengaruh Kebocoran lsolasi Trafo
5
I
oC
l0
oC
atau 30oh saat
A Terhadap Suhu
Disipasi daya real dalam inti dialami oieh setiap trafo.
Rugi daya inti ditandai dengan naiknya suhu seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.1. Tampak dalam Gambar 3.1,
^10 sa
p8
bahwa pada keadaan tanpa beban kenaikan tingkat kebocoran isolasi inti 100%q menaikkan suhu inti besi
sebesar 3"C atau 10 o/o, sementara saat beban penuh oC
6
..-/. l
2r
nak2
ol-
atau 6,80/o,blla dibandingkan dengan tingkat kebocoran isolasi inti 0%.
VA
50/"
fingkat Keb@oran lnti Trab Petrgaruh Keboconn Isolasi
Inti Tmfo 3A Terlradap Suhu
Keterangan dT dT dT dT
30
inti Bo lilitan Bo inti Bp lilitan Bp
Gambar
20
:
7
: Kenaikan suhu : Kenaikan suhu : Kenaikan suhu : Kenaikan suhu
pada inti besi saat beban nol (dalam "C) pada lilitan saat beban nol (tlalam "C) pada inti besi saat beban penuh (dalam.C) pada lilitan saat beban penuh (dalam "C)
Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti terhadap Suhu pada
Trafo Merk ERA 5 A
Tampak dalam Gambar 7 bahwa kenaikan suhu pada tingkat kebocoran 100% isolasi inti adalah 6oC, sedangkan saat tingkat kebocoran 0olo kenaikan suhunya hanya 5oC. Dari data tersebut dapat difahami bahwa pada trafo ERA 5A tingkat kebocoran isolasi 100% menambah kenaikan suhu inti besi loC atau 20 o/o bila dibandingkan dengan tingkat kebocoran isolasi inti 0% , hal ini disebabkan karena meningkatnya arus eddy. Fakta tersebut diperkuat dari hasil
Thgkrt Kebo@rrn Isolasi Inti Trefo
Keterangan: TS : Tanpa Sumber Listrik TB : Tanpa Beban BP : Beban Penuh
5
Gambar
Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhadap Suhu pada Trafo 3 A
P.dgd&bnlhlsiTt
ruur"a.opuon-im-
---l
pengamatan seperti yang tertera pada Gambar 8
Terbukti pada Gambar 8 bahwa pada saat tanpa beban kenaikan tingkat kebocoran isolasi inti trafo ERA l0 A menaikkan suhu inti besi trafo hingga 35'C, hal ini disebabkan karena meningkatnya arus eddy. Pengujian tersebut diukur selama selang waktu 15 menit untuk setiap titik uji.
*f
TRAFo
10
A
{Herk €RA}
sf
Keterangan dT dT dT dT
Besi
Bo
I
"]-
:
I
i__--
i-:
inti besi saat beban nol (dalam'C) Lilitan Bo : Kenaikan suhupada lilitan saat Lreban nol (dalam'C) Besi Bp : Kenaikan suhu pada inti besi saat beban penuh (dalam'C) Lilitan B : Kenaikan suhu pada lilitan saat beban penuh (dalam'C)
Gambar
1-"
:l
E/,
: Kenaikan suhu pada
6. Kurva
Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Kenaikan Suhu pada Trafo ERA 3.4
Inti
;l
5fn
€s{
7o% 8t% leai
1s%
prosen€se kebcc6ran
terhadap
Gambar
8
Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhad"p Subu pada
Trafo MerkERA l0 A
Conference on lnformation Technology and Electrical Engineering (CITEE)
ISSN:2085-6350
154
Proceedings of CITEE, August 4,2009
PerEaruh Kebcccra* &d
lq
kebocoran isolasi inti mencapai 25 o/o justru menunjukkan
po dan dp
kerapatan fluks bocor dipermukaan yang setara dengan kebocoran isolasi
inti
inti
mencapai nilai
100 oA.
5C
-
t,r
Fluks Bocor pada
Pe
rmukaan lnti Tralo
ERA 5 A
8€.beban
pe
nuh
i
2
5*
18
j
16
E-"
;
5 1t
61 iiud
0.4
Keterangan : Io : arus masukan tanpa beban Po : daya masukan tanpa beban dP : selisih daya masukan tanpa beban dengan beban penuh
Gambar 9 Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhadap Arus dan Daya pada Trafo I 0 A
Arus masukan (Io) menunjukkan peningkatan seiring dengan kenaikan tingkat kebocoran isolasi inti trafo, hal ini disebabkan karena semakin bocor isolasi intinya, maka arus
-
Keterangan: Posisi : 0 mm, 4,5 mm, 9 mm, dst. diukur dari batas sudut tepi kiri atas inti trafo
mT
Gambar I
I
real yang didisipasi untuk menimbulkan panas semakin
:
mili Tesla
Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhadap Rapat Fluks Magnet di Permukaan Inti pada Trafo Merk ERA 5 A Berbeban Penuh
besar.
C. Pengujian Fluks Bocor pada Permukaan Inti
Transformator
' Kerapatan fluks yang ada pada permukaan inti besi transformator dianggap fluks magnit yang tidak efektif terhadap transformasi daya dari sisi primer ke sisi sekunder.
Dari Gambar 1l dapat ditunjukan bahwa rapat fluks bocor pada pernukaan inti trafo merk ERA 54. saat beban penuh, tidak terpengaruh terhadap tingkat kebocoran isolasi intinya, meskipun diukur dari berbagai posisi. pada saat tingkat kebocoran isolasi inti mencapai 25 % menunjukkan kerapatan fluks bocor dipermukaan inti mengalami kenaikan.
0,5 0,45 0,4
^
0,35
503 3 ou
;5
0,2
=
ot5
-
0.05
0,1
0
2 2,5 3 3,5. 4 4,5 5 5,5
6
tusbi tunguk*an dari Tepi Kiri hti icm)
angan : mT
Ket€rangan : Posisi : 0 mm, 4.5 mm, 9 mm, dst. diukur dari batas sudut tepi
kid atas inti trafo
l0 Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhadap Rapat Fluks Magnet di Permukaan Inti pada lrafo Merk ERA 5 A TanpaBeban Gambar
Dari Gambar 10 dapat ditunjukan bahwa rapat fluks bocor pada permukaan inti saat hafo merk ERA 5,4' tanpa beban, tidak terpengaruh rerhadap tingkat kebocoran isolasi intinya, meskipun diukur dari berbagai posisi. pada tingkat
:
mili Tesla
Gambar 12 Pen-earuh Posisi Pengulrrran terhadap Rapat Fluks Magnet pada Trafo 5
A
Dari Gambar 12 dapat
:ii
'i,
':i 'i,
ISSN:2085-6350
conference on lnfoimation Technology and Electrical Engineering (clrEE)
Proceedings of CITEE, August 4,2009
155
F-UKS BOCOR PADA PERITUI(MI.I INN 1RAFO MERK ERA
1O
A
BERBEBAN I() A32 V
0.9
l
+Lt 08
I a7
.- --
rsl I
5o: +zd
Soul
63 -90.q
l
--*,q l
Eo'i eo2I I
o'l I
- *51
ol l%
Ketermgan
60% rc% 80% 90% {0%
1f9t
Prosenlrse Xebocoran
0,5 cm, I cm, 1,5 cm, dst. adalah jarak dari sudut tepi kiri atas pengukuran kempatan fluks bocor pada pemukan inti trafo
Gambar
2a% 30% 4ara s%
:
12
Pengaruh Tingkat Kebocoran lsolasi Inti Terhadap Rapal Fluks Magnet di Permukaan Inti pada Trafo Merk ERA 10 A Tanpa Beban
Dari Gambar 12 dapat ditunjukan bahwa rapat fluks bocor saat tanpa beban tidak terpengaruh terhadap tingkat kebocoran isolasi intinya,
Keterangan
:
Posisi0,5,
l,
1,5,dst. adalah jarak dalamcmdari suduttepi ki.ri
atas pengukuran kerapatan fluks bocor pada pemukmn inti traib
Gambar 14. Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhadap Rapat Fluks Magnetdi Permukaan Inti pada Trafb Merk ER.\ l0 A Berbeban Penuh
Dari Gambar
14
dapat dihnjukkan bahwa rapat fluks
bocor saat berbeban penuh juga tidak terpengaruh secara
signifikan terhadap tingkat kebocoran isolasi inlinya.
Fluks Bocor pada Permukaan lnti Trafo l0ATanpa Beban
l
0,6 I
l
i^F 0,4
tv
o
6
:
r o
l--j-3-:-j-=-:/._.n\; 0,2
E
1,5 2 2,5 3 3,5
4
Tn€td Kebotrtr bol6i ldi
Keterangan : Posisi 0,5 cm, lcm, 1,5 cm, dst. adalah jarak dari sudut tepi kiri atas pengukuran kerapatan fluks bocor pada permukaan inti tralo Garnbar
13
Pengamh Posisi Pengukuran terhadap Rapat Fluks Magnet Trafo Merk ERA l0 A Tanpa Beban
pada
Dari Gambar 13 terlihat bahwa fluks magnet bocor makin ke tepi inti semakin kuat. Rapat fluks bocor tertinggi di permukaan inti trafo sebagai akibat dari kebocoran isolasi inti secara berturutan adalah : kebocoran 0 %, 75 o , l0A
%. dan 50 %.
Tampak
dari
kurva percobaan ini
Gambar 15 Pengaruh Tingkat Kebocoran Isolasi Inti Terhadap Rapat Fluts Magnct di Permukaan Inti Trafo 10 A Lilitan Sendiri Berbeban Penuh.
Pada Gambar 15 tampak bahwa tingkat kebocoran isolasi inti tidak berpengaruh terhadap rapat fluks bocor inti trafo l0 A. Terlihat bahwa pada trngkat kebocoran isolasi inti 1009/o memiliki kerapatan fluks bocor setara dengan tingkat kebocoran isolasi inti 0%.
menunjukkan bahwa kerapatan fluks bocor pada permukaan inti nafo tidak dipengaruhi secara signif,rkan oleh tingkat kebocoran isolasi inti hafo.
Conference on lnformation Technology and Electrical Engineering (CITEE)
ISSN:2085-6350
156
Proceedings of CITEE, August 4,2009
Vil.
KESIMPULAN
l. Pada ketebalan isolasi inti transformator kurang dari 0,28 pm, kebocoran isolasi inti tidak berpengaruh terhadap perubahan tegangan keluaran, baik pada trafo 3A, 5 A maupun trafo l0A.
2.Kebocoran isolasi inti sampai l00o/o pada transformator 5
A
berpengaruh terhadap arus real tanpa beban hingga
n%. 3.Rugi daya inti trafo 5A, tanpa beban bertambah
Chapman, "Electric Machinery Fundamentals, third edition", McGraw-Hill, New York. pp. 56-99,1999. I21 Calvert, "ldeal Transformer", http://mysite.du.edu,
[1]
2001
[3] Mittle, "Design of Electrical Machines", lourlh edition,
16,9%o
saat isolasi intinya mengalami kebocoran l00oZ.
4.Pada ketebalan isolasi inti trafo kurang dari 0,28 pm, tingkat kebocoran isolasi inti tidak berpengaruh terhadap efisiensi transformator 3 A. 5. Tingkat kebocoran isolasi inti transformator tidak mempengaruhi terhadap timbulnya fluks magnet bocor disekitar inti, baik pada trafo 3 A, 5,A maupun trafo 10 A.
ISSN:2085-6350
DATTAR PUSTAKA
[4]
Standard Publishers Distributors, Delhi, pp. 82-101 , t996. Singh, "Transformers", Tata McGraw-Hill, Bhopal, pp.
6-16,2005
t5] Young &
Freedman, Fisika Universitas, Edisi Kesepuluh, J1lid2, Erlangga, Iakarta,jilid 2, pp.452455,2004
Conference on lnformation Technology and Electrical Engineering (CITEE)
