STUDI KETEPATAN TEGANGAN SEKUNDER DAN MENGHITUNG HARGA SESATANNYA PADA TRAFO DISTRIBUSI YANG MENGGUNAKAN OFF LOAD TAP CHANGER (Aplikasi pada PT.Morawa Elektrik Transbuana)
OLEH NAMA
: JAITUN SIDABUTAR
NIM
: 060402064
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara
STUDI KETEPATAN TEGANGAN SEKUNDER DAN MENGHITUNG HARGA SESATANNYA PADA TRAFO DISTRIBUSI YANG MENGGUNAKAN OFF LOAD TAP CHANGER ( Aplikasi pada PT. Morawa Elektrik Transbuana) OLEH NAMA NIM
: JAITUN SIDABUTAR : 060402064
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 16 Juli 2011 didepan Penguji: 1. Ir.Syarifuddin Siregar
: Ketua Penguji
:
2. Ir.Sumantri Zulkarnain
: Anggota Penguji
:
3. Ir.Surya Tarmizi Kasim, M.si
: Anggota Penguji
:
Disetujui oleh : Pembimbing Tugas Akhir,
(Ir.Panusur SM. L.Tobing) NIP:101100314510057
Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro,
(Ir.Surya Tarmizi Kasim, M.si) NIP:195405311986011002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Trafo distribusi merupakan suatu peralatan untuk menurunkan tegangan listrik ke sisi konsumen, berhubung karena perubahan atau penurunan tegangan sering terjadi didalam penyaluran listrik akibat posisi pembangkit tenaga listrik yang berada jauh dari konsumen maka, trafo distribusi dilengkapi dengan tap changer atau perubah sadapan. Tap changer adalah kelengkapan trafo distribusi yang memungkinkan transformator tersebut mempunyai variasi perbandingan belitan untuk mendapatkan suatu tegangan sekunder tertentu pada saat tegangan primer berubah. Biasanya tap changer ditempatkan disisi tegangan tinggi (belitan primer) dari transformator karena pertimbangan arus lebih rendah dan variasi tegangannya lebih luas. Dalam tugas akhir ini akan membahas mengenai ketepatan tegangan sekunder dan menghitung harga sesatannya pada trafo distribusi yang menggunakan off load tap changer. Dimana, untuk menanggulangi perubahan atau drop tegangan yang bervariasi disisi primer trafo distribusi, diharapkan off load tap changer dapat bekerja dengan baik sehingga harga sesatan atau nilai persen error tegangan sekunder dapat diminimalisasi dan ketepatan tegangan sekunder yang diinginkan dapat tercapai maksimal.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul STUDI KETEPATAN TEGANGAN SEKUNDER DAN MENGHITUNG HARGA SESATANNNYA PADA TRAFO DISTRIBUSI YANG MENGGUNAKAN OFF LOAD TAP CHANGER (Aplikasi pada PT. Morawa Elektrik Transbuana) Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Judiman Sidabutar dan Tiodorman Sinaga serta saudara kandung penulis, Putrina Sidabutar, Jumadin Sidabutar dan Pasulina Sidabutar atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati pada kesempatan ini penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.
Bapak Ir. Panusur S. M L. Tobing selaku Dosen Pembimbing Tugas akhir saya yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan, bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama menyusun Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Hendra Zulkarnaen selaku Dosen Wali Penulis.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M. SI, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU.
Universitas Sumatera Utara
4.
Seluruh Staf Pengajar dan Administrasi Departemen Teknik Elektro, FT USU.
5.
Bapak Herbet L.Tobing, dan Manager PT. Morawa Electrik Transbuana, yang sangat kooperatif selama penulis melakukan pengambilan data.
6.
Teman-teman dan sahabat penulis : Fresman A. Sibarani, Mindo Simbolon, Mesakh Marpaung, Ronal Sinaga, Tonny M.P, Gabe juntak, Kristian E. Ginting, Mitro, Royden, Okta, Baim wong, Wendy, Taufan, Albert, Ivan B, Antonius, Bayu, Ishak, Jhon C, Efandi, Rinaldo, Juanry, Royen, Fransiscus, Donal, Bonar, Supenson, Epriana Tarigan dan semua teman-teman stambuk 2006 serta senior dan junior di jurusan Teknik Elektro FT.USU.
7.
Kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahan-
kesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan menerima dengan terbuka segala saran dan kritik yang ditujukan untuk memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua penulis dan pembaca.
Medan, Juni 2011
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI ABSTRAK ...................................................................................................................i KATA PENGANTAR ...............................................................................................ii DAFTAR ISI .............................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................vii DAFTAR TABEL .....................................................................................................ix
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN I.1
Latar Belakang .................................................................................1
I.2
Tujuan Penulisan .............................................................................2
I.3
Manfaat Penulisan ...........................................................................2
I.4
Batasan Masalah ..............................................................................3
I.5
Metode Penulisan ............................................................................3
I.6
Sistematika Penulisan ......................................................................4
TRANSFORMATOR II.1 Umum ..............................................................................................6 II.2 Konstruksi Transformator ................................................................7 II.2.1 Tipe Inti (Core Type) ...........................................................8 II.2.1 Tipe Cangkang (Shell Type) ................................................9
Universitas Sumatera Utara
II.3 Prinsip Kerja Transformator ..........................................................11 II.3.1 Keadaan Transformator Tanpa Beban ...............................12 II.3.2 Keadaan Transformator Berbeban .....................................14 II.4 Rangkaian Ekivalen Transformator ...............................................15 II.5 Rugi-rugi dan Efisiensi Transformator ..........................................18 II.5.1 Rugi tembaga (Pcu) ...........................................................19 II.5.2 Rugi besi (Pi) .....................................................................19 II.5.3 Efisiensi .............................................................................20 II.5.3.1 Perubahan Efisiensi Terhadap Beban ....................20 II.6 Transformator Tiga Fasa ...............................................................21 II.6.1 Umum ................................................................................21 II.6.2 Konstruksi Transformator Tiga Fasa .................................22 II.6.3 Konstruksi Umum Trafo Distribusi Tiga Fasa ..................23 II.6.4 Hubungan Transformator Tiga Fasa ..................................26
BAB III
TAP CHANGER III.1 Umum ............................................................................................31 III.2 Prinsip Kerja Tap Changer ............................................................32 III.3 Tap Changer Tidak Berbeban (Off Load Tap Changer) ................36 III.4 Tap Changer Berbeban (On Load Tap Changer) ...........................39 III.5 Variasi Tegangan Selama Perubahan Tapping ..............................44 III.6 Pengantar Besar Jatuh Tegangan (Drop Voltage) .........................46
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
PENGUKURAN KETEPATAN TEGANGAN SEKUNDER DAN ANALISA DATA IV.1 Umum ............................................................................................51 IV.2 Peralatan ........................................................................................52 IV.3 Rangkaian Percobaan ....................................................................54 IV.4 Prosedur Percobaan .......................................................................54 IV.5 Data Percobaan ..............................................................................55 IV.6 Analisa Data ..................................................................................56
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ....................................................................................60 V.2 Saran ..............................................................................................61
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................62
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Konstruksi transformator tipe inti (Core Type) .....................................8
Gambar 2.2
Konstruksi lempengan logam inti transformator 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 keadaan tanpa beban ........................................13
Gambar 2.6
Transformator dalam keadaan berbeban .............................................15
Gambar 2.7
Rangkaian ekivalen transformator ......................................................16
Gambar 2.8
Penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator ............................17
Gambar 2.9
parameter sekunder pada rangkaian primer ........................................17
Gambar 2.10 hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator ..........18 Gambar 2.11 Rugi rugi pada transformator .............................................................18 Gambar 2.12 Transformator tiga phasa ....................................................................22 Gambar 2.13 Transformator 3 Phasa Tipe cangkang ...............................................23 Gambar 2.14 Konstruksi Umum Trafo Distribusi Tiga Fasa ...................................23 Gambar 2.15 Konstruksi lengkap Trafo Distribusi ..................................................24 Gambar 2.16 Transformator Hubungan Y – Y ........................................................27 Gambar 2.17 Hubungan Transformator Y – Δ ........................................................28 Gambar 2.18 Hubungan Transformator Δ – Y .......................................................29 Gambar 2.19 Hubungan Transformator Δ – Δ ........................................................30 Gambar 3.1
Gaya Radial ........................................................................................34
Gambar 3.2
Pengaruh penempatan tapping kumparan pada akhir dari belitan .....35
Gambar 3.3
Hubungan wye dari tapping pada kumparan ......................................36
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4
Off Load Tap Changer .......................................................................38
Gambar 3.5
a. Tap Chager pada hubungan Wye ....................................................39 b. Tap changer pada hubungan Delta..................................................39
Gambar 3.6
a. Tap changer berbeban ...................................................................40 b. Urutan operasi dari tapping 1 ke tapping 2 .....................................40
Gambar 3.7
Tap Changer Berbeban ........................................................................43
Gambar 3.8
Variasi tegangan selama perubahan tapping ......................................45
Gambar 3.9
Saluran Distribusi Jarak Pendek a. Rangkaian Ekivalen.........................................................................47 b. Diagram Phasor ..............................................................................47
Gambar 3.10 Variasi tegangan pelayanan .................................................................50 Gambar 4.1
Bilangan jam/vektor group transformator ghubungan Dy5.................53
Gambar 4.2
Rangkaian Percobaan pengukuran ketepatan tegangan sekunder ......54
Gambar 4.3
Grafik hubungan antara tegangan sekunder tiap tap terhadap primer yang bervariasi ....................................................................................59
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Tegangan sekunder hasil pengukuran ................................................56 Tabel 4.2 Data tegangan sekunder pengukuran dengan input tegangan di primer dalam batas toleransi ±5% tegangan nominal primer trafo distribusi ........57
Universitas Sumatera Utara
