PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1.PENDAHULUAN: Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk mentransformasikan daya atau energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksielektromagnet. Transformator digunakan se!ara 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 listrik "arak "auh.
#alam bidang tenga listrik pemakaian transformator dikelompokkan men"adi: 1. Transformator daya. $. Transformator distribusi. %. Transformator pengukuran (transformator arus dan transformator tegangan).
&er"a transformator yang berdasarkan induksielektromagnet, menghendaki adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. dan sekunder. 'andengan 'andengan magnet ini berupa inti besi besi tempat melakukan fluks melakukan fluks bersama. bersama. erdasarkan !ara melilitkan kumparan pada inti, dikenal dua ma!am transformator, yaitu tipe inti dan tipe cangkang.
'ambar1. Tipe kumparan transformator
1
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1.1. KEADAAN TRANSFORMATOR TANPA TANPA BEBAN.
Φ Φ
i0 V1
E1
N1
N2
i0
E2 V1
(a)
E1 (b)
Gb.2 Tran!"r#a$"r $an%a b&ban
ila ila kumpar kumparan an primer primer suatu suatu transfo transforma rmator tor dihubu dihubungk ngkan an dengan dengan sumber sumber tegang tegangan an 1 yang sinusoid, akan mengalirkan arus primer * o yang "uga sinusoide dan dengan menganggap belitan N1 re+aktif murni, * o akan tertingagal tertingagal -- dari dari 1 (gambar $). rus primer * o menimbulkan fluks (/) yang sefasa "uga berbentuk sinusoid.
/ 0 /maks sin t 2luks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 ( 3ukum 2araday ) e 1 0 N 1 . d / 4 dt e1 0 N1. d(/maks sin t)4dt 0 N 1..5maks.!ost (tertinggal -6 -6 dari 5) harga efektifnya adalah
71 0 N1.$ 85maks 4 $ 0 9.99 n 1. 85maks
Pada rangkaian skunder, fluks (5) bersama tadi menimbulkan
e1 0 N$. d / 4 dt e1 0 N$. .5maks.!ost 7$ 0 9.99 N$. 85maks 7147$ 0 N14N$
#engan mengabaikan rugi tahanan dan adanya a danya fluks bo!or, 71 4 7$ 0 1 4 $ 0 N1 4 N$ 0 a. a 0 perbandingan transformasi. $
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
#alam hal ini tegangan induksi 7 1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi berla+anan arah dengan tegangan sumber 1.
1.$. ARUS PENGUAT. rus primer * yang mengalir pada saat kumparan sekunder tidak dibebani disebut arus penguat. #alam kenyataannya arus primer * bukanlah merupakan arus induktif murni, sehingga ia terdiri atas dua komponen ( 'ambar % ) (1) &omponen arus pemagnetan *, yang menghasilkan fluks (/). &arena sifat besi yang non linear ( ingat kur;a 3 ) , maka arus pemagnetan * dan "uga fluks (5) dalam kenyataannya tidak berbentuk sinusoid ( 'ambar 9 ). ($) &omponen arus rugi tembaga *!, menyatakan daya yang hilang akibat adanya rugi histerisis dan arus
1 ) merupakan daya (+att) yang hilang.
'ambar %. rus penguat.
'ambar 9. Pemagnetan.
%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1.%. KEADAAN BERBEBAN. pabil pabilaa kumpar kumparan an sekunde sekunderr dihubu dihubungk ngkan an dengan dengan beban beban ? 1, *$ mengal mengalir ir pada pada kumpar kumparan an
sekunder dimana * $ 0
V $ Z L
dengan $ 0 faktor ker"a beban.
Φ i2
i0 V1
E1
N1
N2
E2
'1
V2
'ambar @ . Transformator dalam keadaan berbeban.
rus beban * $ ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N $*$ yang !enderung menentang fluks (5) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan * . gar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus *= $, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban * $, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer men"adi : *1 0 * A *=$
ila rugi besi diabaikan ( *! diabaikan ) maka * 0 * *1 0 * A *=$ Bntu Bntuk k men" men"ag agaa agar agar fluk flukss teta tetap p tida tidak k beru beruba bah h sebe sebesar sar ggm ggm yang yang diha dihasil silka kan n oleh oleh arus arus pemagnetan * sa"a, berlaku hubungan :
N1 * 0 N1 *1 C N$ *$ N1 * 0 N1 ( *1 C *=$) N$ *$ 3ingga
N1 *=$ 0 N$ *$
&arena nilai * dianggap ke!il maka : 9
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
*1 0 *=$ Jadi
N 1 I 1
N $ I $
atau
I 1 I $
N $ I 1
1.9. RANGKAAN PENGGANT. #alam #alam
pembah pembahasan asan terdahulu terdahulu kita mengab mengabaik aikan an adanya adanya tahanan tahanan dan fluks bo!or bo!or,, nalisa nalisa
selan"utnya akan memperhitungkan kedua hal tersebut. te rsebut. Tidak seluruh fluks (5) yang dihasilkan Dleh arus permagnetan * merupakan 2luks bersama (5 ), sebagian darinya hanya men!akup kumparan primer (/ ) atau kumparan sekunder sa"a (/ ). #alam model rangkaian (rankaian eki;alen) yang dipakai untuk menganalisis ker"a suatu transformator, adanya fluks bo!or . 5 1 dan 5$ ditun"ukkan sebagai reaktansi E 1 dan E $. Fedang rugi tahanan ditun"ukan dengan G 1 dan G $. #engan demikian
R 1
1
i1
R 2
i2
2
i0 V1
R *
*
M
E2
M V 1
N1
'L
V2
N2
'ambar H. Gangakaian pengganti transformator.
#alam rangkaian diatas dapat dibuat ;ektor diagramnya sebagai terlukis pada gambar I. @
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Φ i1 i0 i *
i1R 1 E1
i1.1
i+2
iM E2 Φ
i2
V1
V2
i21
i2R 2
'ambar I. ektor diagram rangkaian pengganti #ari model rankaian diatas dapat pula diketahui hubungan pen"umlahan ;ektor : 1 0 71 A *1G 1 A *1E1 7$ 0 $ 0 *$G $ A *$E$
71 4 7$ 0 N1 4 N$ 0 a atau 71 0 a 7$ 71 0 a ( *$?L A *$G $ A *$E$) &arena
*=$ 4 *$ 0 N$ 4 N1 0 a atau
*$ 0 a*=$
aka
71 0 a$ ( *=$?L A *=$G $ A *=$E$)
#an
1 0 71 0 a$ ( *$?L A *$G $ A *$E$) A *1(G 1 A E1 )
Persamaan terakhir mengandung pengertian bah+a apabila parameter rangkaian sekunder dinyatakan dalam harga primer, harganya perlu dikalikan dengan faktor a$ . Fekarang model rangkaian men"adi sebagi terlihat pada gambar .
H
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
R 1
1
Transformator
a2R 2
i1
a22
i+2
i0 R *
V1
*
M
a2'L
M
aV2
'ambar . Gangkaian pengganti dilihat dari isi primer.
Bntuk memudahkan analisis (perhitungan), model rangkaian tersebut dapat diubah men"adi seperti dapat dilihat pada gambar .
R 1
i1
a2R 2
1
a22
i+2
i0 V1 R *
*
M
a2'L
M
aV2
'ambar . Gangkaian pengganti dilihat dari sisi primer. ektor diagram rangkaian diatas untuk beban dengan faktor ker"a terbelakang (induktif) dapat dilukiskan pada gambar 1-.
Φ
2
i1
i2+a R 2 i2+R 1
i2+a21
aV2
i2+
i0 i * /
iM
i2+1
'ambar 1-. ektor diagram rangkaian pengganti. I
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1.@. PENENTUAN PARAMETER . Parameter traformator yang terdapat pada model rangkaian (rangkaian eki;alen) G !,E,r,G ek dan Eek , dapat ditentukan besarnya dengan dua ma!am pengukuran (test) yaitu pengukuran beban nol dan pengukuran hubungan singkat.
[email protected]. PENGUKURAN BEBAN NOL. #alam keadaan tanpa beban bila kumparan primer dihubungkandengan sumber 1, seperti telah diterangkan terdahulu maka hanya * yang mengalir. #ari pengukuran daya yang masuk (P1),arus * dan tegangan 1 akan diperoleh harga
G! 0 $ 4 P
? 0 1 4 * 0 " (E G! ) 4 (G! A "E)
#engan demikian, dari pengukuran beban nol dapat diketahui 3arga G! dan E
A
,
i0
V R *
M
'ambar 11. Gangkaian pengukuran beban nol.
1.@.$. PENGUKURAN HUBUNG SNGKAT. 3ubung singkat berarti impedansi ? L deiperke!il men"adi nol, sehingga impedansi ? ek 0 G ek A "Eek . Kang membatasi arus. &arena harga Gek dan Eek ini relatif ke!il, harus di"aga tegangan yang masuk ( hs) !ukup ke!il sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus normal. 3arga
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
* akan relatif ke!il "ika dibandingkan dengan arus nominal,sehingga pada pengukuran ini dapat diabaikan. #engan mengukur tegangan hs, arus *hs dan daya Phs akan dapat dihitung parameter: G ek 0 Phs 4 ( *hs )$ ?ek 0 hs 4 *hs Eek 0
0 G ek A "Eek
Z $ ek
R $ ek
R &- A
&-
, A
V
i
'ambar 1$. Gangkaian pengukuran hubung singkat.
1.H. PENGATURAN TEGANGAN. Pengaturan tegangan suatu transformator ialah perubahan tegangan sekunder antara beban nol dengan beban penuh pada suatu faktor ker"a tertentu, dengan tegangan primer konstan.
Pengaturan
0
V $. tan pa.beban
V $.beban. penuh
V $.beban. penuh
#engan mengingat model rangkaian yang telah ada ( dalam hal ini harga sekunder ditransformasikan ke harga primer ) :
R 1
i1
1
a2R 2
a22
i+2
i0 V1 R *
*
M
M
a2'L
aV2
'ambar 1%. Gangkaian pengganti dilihat dari sisi primer.
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Pengaturan
0
Transformator
aV $. tan pa .beban
aV $.beban. penuh
aV $.beban. penuh
#ari rangkaian diatas ternyata : a.$ tanpa beban 0 1 a.$ beb an penuh 0 harga tegangan nominal ( dalam hal ini tegangan nominal primer ).
Pengaturan 0
V 1
aV $ ( no min al )
aV $ ( no min al )
ontoh 1. Pengukuran hubungan singkat transformator fasa tunggal 1@ &;a yang mempunyai perbandingan tegangan $9-- 4$9- . f 0 @- !4s menghaasilkan data pengukuran sbb: rus hubung singkat
* hs 0 H.$@
Tegangan yang dipasang hs 0 1%1 #aya masuk
Phs 0 $19 M
3itunglah prosentasi pengaturan untuk beban dengan !os 5 0 -. terbelakang. Peme!ahan: 2aktor ker"a pada keadaan hubungan singkat 0 0
?ek 0
V hs I hs
1%1o
P hs V hs . I hs $19 1%1 .H, $@
0 -,$H1 tertinggal I9 -@$=
o
H, $@I9
o
0 $-,H
I96@$= ohm
G ek 0 $-.- > !os I96@$= 0 @ ohm Eek 0 $-.- > sin I96@$= 0 1,I ohm
Fehingga
1 0 $9--(-. A " -.H ) A H.$@ (@.9 A " 1@H9. ) 0 1$- A " 199- A %9.% A " 1$9. 0 1@9.% A " 1@H9. 0 $@-$.$ ;olt 1-
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Jadi pengaturan
0 O($@-$.$ C $9--) 4 $9-- > 1-- 0 9.$H
1.I. RUG DAN EFSENS. R/i Tbaa
SUMBER
R/i Tbaa
KUMPARAN PRMER
FLUKS BERSAMA
KUMPARAN SKUNDER
O/$%/$
F/- b""r R/i b&i Hi$&r&i3 E445 /rr&n$
'ambar 19. Gugi rugi pada transformator. Rugi Tembaga ( P!u ) Gugi yang disebabkan arus beban mengalir pada ka+at tembaga dapat ditulis sbb : P!u 0 *$ G &arena arus beban berubah ubah , rugi tembaga "uga tidak konstan bergantung pada beban
Rugi Besi ( Pi ) Gugi besi terdiri dari : (1) Gugi histerisis, yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak balik pada inti besi, yang dinyatkan sebagai : Ph 0 & h 8maks +att &h 0 konstanta maks 0 fluks maksimum ( +eber )
11
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
($) Gugi
Efisiensi 7fisiensi dinyatakan sebagai :
0
da!a.keluar a!a.masuk
a!a.keluar a!a.keluar rugi
1
rugi
a!a.masuk
rugi 0 P!u A Pi
dimana
Perubahan Efisiensi terhadap beban Perubahan efisiensi terhadap beban dinyatakan sebagai :
V $ . !os
0
V $ !os I $ R$.ek
P i I $
gar maksimum maka :
d ( I $ Rek
P i ) I $
dI $ G $ek 0
-
P i $
I $ Rek
Pi 0 *$$ G ek 0 P!u
rtinya : Bntuk beban tertentu . 7fisiensi maksimum ter"adi ketika rugi tembaga 0 rugi inti. Perubahan Efisiensi terhadap faktor ker"a # cos $ Beban. Perubahan 7fisiensi terhadap faktor ker"a ( !os ) beban dapat dinyatakan sebagai :. Q01
rugi
V $ I $ . !os rugi
1$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Q01
Transformator
rugi 4 V $ I $
!os rugi 4 V $ I $
bila R rugi 4 $*$ 0 E 0 konstan maka: Q01 Q01
% !os % % 4 !os 1 % 4 !os
'ambar 1@. Perubahan efisiensi terhadap !os S beban. 3ubungan antara efisiensi dengan beban pada !os S yang berbedabeda dapat dilihat pada diatas.
1.. TRANSFORMATOR 6 FASA. Transformator % fasa pada umumnya digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik pada sistem tegangan % fasa (arus bolakbalik). Pada sisi primer dan skunder masingmasing mempunyai lilitan yang identik dengan % buah transformator satu fasa, yang u"ung kumparan primer dan skunder dapat disambung (dihubungkan) se!ara bintang (K) atau segitiga ( ∆).
&adangkadang untuk suatu maksud tertentu sisi sekunder dihubungkan se!ara igag (?) yang mempunyai H belitan. ila tegangan nominal kumparan primer sama dengan tegangan antara fasa dari sistem sumber, maka kumparan tersebut tersambung se!ara segi tiga.
1%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
P1
P1
P2
P2
P6
P6
'ambar 1H. 3ubungan U U
ila tegangan nominal kumparan sekunder sama dengan tegangan antara fase dari sistem sumber , maka kumparan tersebut tersambung se!ara segi tiga. ila tegangan nominal kumparan sama dengan tegangan antara fasa dengan netral dari sistem sumber, maka kumparan tersebut tersambung se!ara bintang.
P1
P1
P2
P2
P6
P6 N
'ambar 1I. 3ubungan K K ila tegangan nominal kumparan sekunder sama dengan tegangan antara fasa dengan netral dari system sumber maka kumparankumparan tersebut tersambung se!ara bintang. 'ambar hubungan bintang dapat dilukiskan demikian.
19
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
B
u 7g1
7*$
7g% M
7g$
71 7*$
7% 7$
;
7*1
'ambar 1. 3ubungan generator K dan Transformator K
7l 1 0 7g $ 7g % 7l $ 0 7g % C 7g 1 7* % 0 7g 1 C 7g $ 'ambar 1. ektor group generator dan group formation. 1@
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
B
e1
Transformator
u
M e$
e%
e1 7%
71
7$ E
> y
7% K
71
e%
?
+
7$
e$ ;
'ambar : $- 3ubungan segitiga B, , dan M 0 B"ung permulaan setiap belitan primer E, K, dan ? 0 B"ung akhir setiap belitan primer Pada !ontoh diatas sisi primer trafo dihubungkan se!ara bintang E, K dan ? dihubungkan men"adi satu dan disebut titik bintang atau netral, Perbedaan fase antara titiktitik B, dan M masingmasing bergeser sebesar 1$--. asingmasing belitan sisi primer adalah identik , demikian pula masingmasing belitan sekunder. rtinya bah+a setiap belitan mempunyai : Jumlah lilitan (N) yang sama, penampang (V) yang sama tahanan (G) dan reaktansi (E) yang sama serta arah melilit (polaritet) yang sama pula. #engan demikian tegangan induksi yang ditimbulkan oleh masingmasing belitan dari setiap sisi adalah sama. Tegangan induksi yang ditimbulkan dalam belitan primer menentang arah dari tegangan "epitan. Jadi tegangan induksi e 1 W e$ dan e% menentang arah 71W 7& dan 7' baik dalam belitan maupun ektor diagramnya. pabila sisi primer dihubungkan segitiga, maka hubungan men"adi sebagai berikut :
1H
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Ternyata bah+a ;ektor diagramnya sama, ke!uali urutan tegangan induksi e1, e$, dan e%, bergeser 1$-X . 71 , 7$ dan 7% masingmasing adalah tegangantegangan "epitan dari belitan primer 1, $ dan % pada gambar diatas. 71 071% W 7$0 71 , dan0 7 % 0 7l$ sedang gambar b: 71 0 71$ W 7$ 0 71% dan 7% 07l1 Pada hubungan segi tiga ini u"ung akhir dari telitan satu dihubungkan dengan u"ung a+al belitan berikutnya. Pada hubung bintang , titik netral merupakan hubungan dari u"ung akhir atau u"ung akhir dari tiga belitan. Pada kenyataanya hubunganya adalah :
1I
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
'ambar $%. 3ubungan K C K
pabila sisi sekunder u"ungu"ung belitanya dihubungkan seperti diatas, maka disebut hubungan bintang. ila pada sisi primer dihubungkan dengan sistem tegangan % fasa, maka pada belitan primer akan timbul tegangantegangan induksi pada setiap belitanya. Tegangan induksi ini akan berla+anan dengan tegangan "epitannya. Dleh karena belitan primer dan sekunder mempunyai arah polaritet (!ara melilit) yang sama, maka pada belitan sekunder akan timbul tegangan induksi yang arahnya sama dengan tegangan induksi belitan primer. Fedang tegangan "epitan sekunder beban nol besararahnya sama dengan tegangan induksi sekunder. #engan demikian hubungan trafo diatas dapat digambarkan sebagai berikut :
1
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
B A
e1
A
71
7$ E
7%
K
+ e 0$7%
;
$ %
u e 0$71
?
A
?
e 0$7$
$ $
$ 1
; e1
Tanda (A) dan () enun"ukan arah arah polaritas ;ektor diagramnya dari hubungan ini adalah:
A
K
u A
M e$
Transformator
E
+
B e%
e$ A
e1 71
7$ >
y
7%
7% M
71 >
y e%
e$ 7$
'ambar $9 : 3ubungan dan ektor U &eterangan : B, , M atau 7 1 W7$ W7 % sama dengan tegangan "epitan tiap phasa belitan primer. e1W e$: W e% sama dengan tegangan induksi primer tiap phasa. $e1 W $e$ W $e% sama dengan tegangan induksi sekunder setiap phasa. EW KW ? atau $7 1 W $7$ W $7% sama dengan tagangan "epitan tiap phasa belitan sekunder (pada beban nol arah dan besarnya sama dengan tegangan induksinya ). erdasarkan perbedaan sudut (letak) antara tegangan "epitan primer dengan tegangan "epitan sekunder (yang dihubung keluar) dari setiap phasa, maka hubungan trafo tiga phasa dibagi men"adi golongan atau group. 'roup tersebut dinyatakan dalam penun"ukan "am, dengan anggapan : Fisi primer 0 Fisi tegangan tinggi 0 "arum pan"ang sisi sekunder
Fisi
tegangan rendah 0
"arum pendek. #engan demikian trafo diatas mempunyai ;ektor group K y H yang artinya : K 0 belitan primer 4 tegangam tinggi dalam hubungan bintang.
1
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
y 0 elitan sekunder4tegangan redah dalam hubungan bintang. H 0 "am H atau beda sudut 1-Y
pabila hubungan sisi sekunder seperti ini :
'ambar $@. ektor group
Fedangkan bila hubungan sisi sekunder tidak teratur maka ;ektor diagram akan mempunyai bentuk yang tidak teratur sebagai berikut. Tulislah tandatanda pada hubungan belitan dan ;ektor diagram nya Z
$-
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
3ubungan lain :
'ambar $I. 3ubungan belitan dengan ;ektornya 3ubungan ini mempunyai ;ektor group : Kd @ yaitu sisi primer dihubungkan bintang, sisi sekunder dihubungkan segi tiga (delta) sedang beda sudutnya adalah 1@-X atau "am @.--. eda sudut (angular displa!ement) atau "am ini ditentukan oleh titiktitik masuk dan titik keluar dari setiap phasa , yaitu : B dengan E, dengan K atau M dengan ?.
Pada hubungan segitiga arah "arum ditentukan oleh garis yang menghubungkan antara titik berat segi tiga dengan masingmasing titik keluarnya (E W K atau ? ). pabila ;ektor primer dan sekunder kita "adikan satu sehingga titik bintang primer berimpit dengan titik berat sekunder, maka apabila BE dianggap "arum pan"ang dan >o "arum pendek, akan menun"uk suatu "am @:-- atau beda sudut 1@-X $1
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
ara melukisn;a : 1. uat ;ektor diagram primer. $. uat ;ektor $e1 se"a"ar e1 (karena polaritet sama) disini titik ? dan B berimpit. %. $e% se"a"ar e% W y dan M berimpit. 9. $e$ se"a"ar e$W > dan ; berimpit.
Pada gambar diatas >W y dan dihubungkan langsung keluar (beban). pabila titiktitik u W; dan + dihubungkan keluar, maka ;ektor groupnya men"adi : K d1 Dleh karna yang menun"uk "am adalah ;ektor B E dan u Co.
'ambar $. Faitibungan dan ;ektor #K @ ektor group adalah : # y @ ila >Wy dan sebagai titik bintang dan u W ; dan + dihubungkan keluar, maka akan didapat ;ektor group : # y 11 ( gambarkan )[
$$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
ektor group # d H
'ambar $. Fumber hubungan dan ;ektor group # d H
ila uW ; dan +.dihubungkan keluar, maka ;ektor group men"adi # d 11 (gambarkan ZZ). *ni sama halnya dengan bila >W y dan yang dihubung keluar tetapi menganggap y sebagai u, sebagai ; dan > sebagai +. 3ubungan lain lagi yang istime+a dan hampir sama dengan hubungan bintang disebut : 3ubungan igag disingkat dengan : Pada hubungan ini mempunyai !in!iri : 1.
empunyai titik bintang.
$.
Fetiap phasa mempunyai dua belitan yang identik (N sama, V samaW resistensi dan reaktansi sama). Feluruhnya terdapat H belitan.
%$ PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
ektor group yang banyak dipakai adalah : K@ seperti berikut :
Nomen!lature ( ketentuanketentuan khusus trafo ) : 1. enurut normalisasi ritish Ftandart "epitan"epitan trafo dikeluarkan se"a"ar pada sisi yang satu terdapat "epitan"epitan tengangan tinggi dan pada sisi yang lain terdapat "epitan tegangan rendah. Pemberian huruf dari kiri kekanan dengan menghadap pada sisi tegangan tinggi. Pada sisi tegangan rendah : BM. Pada sisi tegangan rendah : u;+
$. ila tegangan induksi dalam phasa tegangan tinggi B E dalam arah dari B ke E suatu saat yang sama arahnya dari u ke >. ini menun"ukan bah+a polaritetnya adalah aW adiditi;e (pen"umlahan).
%. Fudut pergeseran dinyatakan dengan "arum "am. ektor tegangan tinggi menun"uk "am 1$ : -- (--:--) dan ;ektor tegangantegangan rendah sebagai "arum pendek (penun"uk). isalnya W K d 11 artinya : a. Fisi tegangan tinggi dalam hubungan bintang. b. Fisi tegangan rendah dalam hubungan segi tiga4delta. $9
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
!. Pergeseran sudut : A %-- atau menun"uk "am 11:--
9. &lassifikasi trafotrafo (menurut #7) 'rotip 1 W pergeseran phasa nol (Ky- W #d- W #o) 'roup $ W pergeseran phasa 1@-- (#y @ : Kd @W K @) 'roup % W pergeseran phasa 1-- (#a H W Ky HW # H) 'roup 9 W pergeseran phase %%-- (#y..ll,W Kd 11 W K 11)
rus dan Tegangan pada trafo % fasa ). Tra!" /b/nan 787
a 0
N 1 : N $
N1
0 "umlah lilitan primer per fasa
N$
0 "umlah lilitan sekunder per fasa
7L
0 tegangan line sisi primer
$7L 0 tegangan line sisi sekunder 17p 0 tegangan "epit tiap lilitan primer $7p 0 tegangan "epitan lilitan sekunder 1ep 0 tegangan induksi lilitan primer $ep 0 tegangan induksi lilitan sekunder
$@
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1. &eadaan eban Nol W dengan mengabaikan arus nol 7L
0 17p
% 0 1ep %
$ 7L 0 $ 7p % 0 $ ep % 1 7p 0 $ ep.a 1 7p 0 1 7p.a $ EL EL
a
$. K&a4aan B&rb&ban :
*L
0 rus Line Primer
$ *L 0 rus Line Fekunder *p
0 rus Primer per fasa
$ *p 0 rus Fekunder per fasa
* L 0 *p $ * L 0 $ *p *p
0
$ Ip
a
$H
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
b) Trafo 3ubungan # # : U
7L%
7L$
7L1
/
17p1
17p%
,
$7p1
$7p%
:
V 17p$
9
$7p$
'ambar %9: Trafo hubungan
$7L%
$7L$
$7L1
( ## )
1. &eadaan eban Nol W dengan mengabaikan * - (arus nol) 7L 0 1 7p 0 1 ep $ 7L 0 $
7p
ep
0 $
$ E 1 1 E 1
a
1 7p 0 $ 7p. a 1 7p 0 $ 7p. a
$. &eadaan erbeban .
71$
*11
U
17p1
1ep%
$*11
$7p1
1ep1
$*p1
$ep1
*p% *p 1 17p%
71%
*1% , 711
$*p%
*p$ 1ep$
17p$
V
$7p%
$ep%
$ep$ $*p$
$7p$ $*1%
$*1$
*1$
'ambar %@. Trafo hubungan ## $I
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1L 0 *p % $* L 0
$ *p %
*p 0
$ Ip
a
* L 1 0 *p 1
0 *p %
* L $ 0 *p $
0 *p 1
* L % 0 *p %
0 *p $
* L1 A * L$ A * L% 0 ) Trafo 3ubungan # K
1 7p 0 $ 7p.a *ep.a 0
$ ep a
$ 7 L 0 $ 7P % $ EL EL
a %
(buktikan) .
H/b/nan 7 8 D
U 17p %
*11
$*11
/ $7%
71% 71$
*p1
$71
$*p1
$*p%
*p% *p$
, 711
*1% *1$
: V
9
$*p$ $*1$
$*1%
$7$ Ga#bar . Tra!" /b/nan 8 7 ( D8 7 )
$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
1 7p 0 $ 7p a 1 ep 0 $ep a
0 1 7p%
7L $ E 1 E 1
a % (buktikan)
Gugi tembaga primer
0 % *p$ r 14 fasa
Gugi tembaga sekunder P "$ 0 %.$*p$ r $4 fasa Gugi hysterisis : P \ 3
0
b %1f 7p
Fehingga M masuk C (PJ1 A P"$ A 1 3 ) Jadi
0 M keluar
*k (1--N *k ( P) 1 P) $ Ph )
pabila bebannya asymetris PJ* 0 *p 1 r1 A 1p$ r$ A *p% r% PJ$ 0 $* *p1. $ r1 A $*p$.$r$ A $ *p% .$r% Tenaga Trafo % fasa M 0 7L * os %
+att
M keluar 0 $ 7 $ * os %
1 0 pergeseran fasa antara 7L dan *L $ 0 pergeseran fasa antara $7L dan $ *L
Gendemen ;
*keluar (1--N *masuk
$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
2. K"n$r/-i Tran!"r#a$"r . Jenis transformator ( trafo) distribusi. Trafo yang umum dipergunakan untuk sistem distribusi adalah trafo % fasa dan satu fasa sedangkan trafo tiga fasa merupakan trafo yang paling banyak dipakai hal ini dikarenakan . 1. Bntuk daya yang sama tidak memerlukan ruang yang besar. $. empunyai nilai ekonomis. %. Pemeliharaan persatuan barang lebih murah dan mudah. enurut "enisnya trafo dibedakan : 1.
D;er head transformer.
$. Bnderground transformer. D;er head Transformer terdiri dari : 1. &on;ensional. 2. FP ( ompletely Felf Prote!tion ).
2.1.
Tran!"r#a$"r K"n9&ni"na
Trafo kon;ensional tidak memiliki alat pengaman seperti arester, pengaman beban lebih sebagai suatu kesatuan unit trafo . namun alat alat pengaman tersebut di dapat dan dipasang se!ara terpisah Bntuk nilai pengenal (rating) yang tidak terlalu besar tipe kon;esional adalah dalam bentuk pasangan tiang , sedang untuk rating yang besar ditempatkan pada gardu distribusi. Pada gambar terlihat trafo distribusi tipe kon;ensional yang diperlengkapi dengan terminal terminalnya.
2.2.
Tran!"r#a$"r *SP (ompletely Felf Prote!tion).
Trafo distribusi tipe FP ini memiliki pengaman sebagai kesatuan unit trafo pengaman yang terdapat adalah pengaman terhadap gangguan sur"a petir dan sur"a hubung , pengaman beban lebih dan pengaman hubung singkat.Felain itu trafo ini "uga dilengkapi dengan lampu merah peringatan yang akan menyala bila temperatur kumparan melebihi batas yang di i"inkan untuk isolasinya. &ondisi ini apabila tidak diambil tindakan dan temperatur men!apai batas bahaya maka ( !ir!uit breaker ) akan beker"a membuka. pabila diperlukan dapat diset pada posisi darurat untuk melakukan beban lebih sementara. #alam gambar terlihat bentuk trafo tipe FP satu fasa dan alat alat proteksi
%-
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
$.%. KONSTRUKS UMUM
Transformator transformator distribusi tiga fasa terdiri dari bagianbagian : K&$&ranan8-&$&ranan &bi an$ a4aa :
1. husing Primer. $. *ndikator tinggi permukaan minyak. %. Penapas pengering. 9. Lobang untuk pembukaan. @. Lobang untuk penarikan. H. &ran untuk pemasukan4pengeluaran minyak. I. Pelat nama. . Thermometer. 1-. Tap trafo (alat untuk merubah tegangan).
%1
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
'ambar. &onstruksi lengkap Trafo #istribusi. Name plate pelat pengenal : Tiap Transformator harus dilengkapi dengan pelat pengenal, terbuat dari bahan tahan !ua!a, dipasang pada posisi yang mudah dilihat berisikan rin!ian seperti yang ditun"ukan diba+ah ini. &eseluruhan pelat harus bertanda yang tak mudah terhapus (misalnya dengan memahat, men!etak!etak ).
*mformasi yang diperlukan a. Jenis transformator (misalnya: transformator, ototransformator, transformator penguat dan sebagainya). b. Nomor spesifikasi. !. Nama pabrik. d. Nomor seri pembuatan e. Tahun pembuatan f. Jum*ah fasa
%$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
g. #aya mengenal ( un tu k transformator belitan banyak, ganda, daya pengenai tiap belitan harus diberikan, kombinasi pembebanan harus ditun"ukan pula, "ika tidak pengenal salah satu belitan merupan "umlah daya pengenal belitan lainnya). h. 2rekuensi pengenal i. Tegangan pengenal ". .rus pengenal k. Lambang hubungan 1. Tegangan impendans pada arus pengenal (nilai terukur dan bila perlu,daya a!uan). m. Jenis pendingin. (ila transformator mempunyai mempunyai !ara pendingin keluaran yang brrbeda dari pengenalnya dapat ditun"ukan oleh presentasi daya pengenal, misaLn;a DNN4DNP 1-- ) n. assa keseluruhan. o. asa minyak isolasi. pabila nilai pengenal transformator lebih dari satu, tergantung dari hubungan yang berbedabeda,dengan desain mengikuti kekususanya, nilainilai pengenal perlu ditambahkan adalah plat pengenal.
2.4. KONSTRUKSI DAN BAHAN INTI *nti trafo adalah sebagai arus penghantar magneti! (fluks) untuk dapat membentuk rangkaian arus magnit, sehingga belitan4kumparan (!oil) dapat diinduksikan suatu tegangan. *nti terbentuk dari lapisanlapisan plat dinamo yang bahanya dibuat dari ba"a alloy atau ba"a sili!on yang mempunyai sifat resistansi yang tinggi dan histerisis yang ke!il.
Tebal plat ini berkisar antara -,%@ -,@ mm, tergantung besar ke!ilnya fasilitas trafo. untuk menghindari 4mengurangi adanya arus pusar (7ddy, !urrent), maka antara plat satu dengan yang lainnya diberi sema!am lapisan isolasi (;ernish) yang tahan terhadap suhu tinggi . Lapisan ini harus ditekan (press) untuk menghilangkan adanya !elah udara antara plat yang satu dengan yang lainnya yang dapat menimbulkan suara keras pada +aktu trafo ker"a (operasi). Bntuk memudahkan pemasangan kumparan (!oil) maka penampang inti dibuat berbentuk bulat dengan susunan sebai gambar diba+ah ini.
%%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Gambar : Inti besi transformator
ahan bahan untuk inti trafo 1. Lo+ aloy steel
: -. s4d 1,Xo sili!on
$. edium aloy steel
: 1, s4d $,Xo sili!on
%. edium to high aloy steel : $, s4d 9Xo sili!on 9. 3igh aloy steel
:9
s4d 9,Xo sili!on.
Bntuk bahanbahan tersebut mempunyai sifatsifat
:
l.Gugi besi Normal $.Gugi besi &urang %.Gugi besi &e!il 9. Gugi besi Fangat ke!il.
Fpiral ore
!ut ]^ !ore
ut ^ 7 ] ore
%9
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
utY X ar
Transformator
utYX ore
H a l f C r u c i f o r m
Fgirs*oTe
FuII Cruciform
F -u l l C r u c i f o r m
Cut °E' Core Full Cruciform Gambar. Bentuk inti besi transformator
2.=. KONSTRUKS DAN BAHAN LLTAN &umparan terdiri dari suatu penghantar (odu!tor) dan isolasi yang menpunyai tegangan tembus yang tinggi dan tahan terhadap suhu yang tinggi pula. &onduktor terbuat dari allumunium. Pada umumnya digunakan tembaga dengan keuntungankeuntungan : a. empunyai tahanan "enis yang ke!il -,-1I@ _ mm $ 4m. b. &ekuatan mekanis yang lebih besar dari allumunium. !. Tahan terhadap korosi dari atmosfir. d. Titik !air atau lebur lebih tinggi (1-%X). e. udah penger"aanya : dibengkokan, diratakan, dibor, dipres, disolder, dilass dsb.
K&r/ian a/#/ni/#
a. Titik !air rendah A H@I X . b. Tahanan "enis tinggi -,-$$ _ mm$4m !. Fukar penger"aanya.
%@
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
D/a #aa# -"n$r/-i 4ari -/#%aran
1.
onsentri! +inding &umparan berbentuk silinder , kumparan tegangan rendah diletakkan berdekatan dengan inti, sedang kumparan tegangan tinggi disebelah luarnya. ntara keduanya terdapat sema!am isolasi kertas bakalit yang tahan terhadap tegangan yang tinggi (k;4!m) dan suhu yang tinggi. &umparan tegangan tinggi penampang (V) ke!il "umlah lilitan (N) banyak,isolasi lebih baik. &umparan tegangan rendah : V besar, N lebih sedikit, isolasi sesuai dengan tegangan.
$.
Fand+i!h +inding &umparan tegangan rendah dan kumparan tegangan tinggi dibuat saling menumpuk dan diarrtaranya terdapat satu isolasi kertas bakelit.
GAMBAR . B&n$/-8b&n$/-
:in4in
%H
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
$.H. KONSTRUKS DAN BAHAN TANGK PENDNGN Transformator berdasarkan !ara!ara pendinginanya dapat diklasifikasikan dalam beberapa ma!am system pendingin sebagai berikut :
N : Pendingin alam (natural !ooling) oleh sirkulasi udara sekitarnya tanpa alatalat khusus. *nti dan kumparan trafo terbuka, tanpa minyak. Fistim ini digunakan untuk trafotrafo ke!il dan bertegangan rendah, misalnya setup trafo dirumahrumah.
: Pendinginan oleh air (air blast) langsung yang dihasilkan oleh fan (kipas angin). Fistim ini "uga tidak mengunakan minyak.
DN : Pendingin minyak (oil immerset) disertai pendingin alam (natural !ooling). Panas yang ditimbulkan oleh pada inti dan kumparan diteruskan melalui minyak kedinding trafo yang kemudian didinginkan oleh udara luar sekitarnya . &euntungan !ara hal ini adalah bah+a kotorankotoran (debu) semua uap air tidak masuk pada inti dan kumparan maupun minyak trafo. Fistim ini digunakan untuk trafo tenaga yang lebih dari 1- k.
D : Fistim ini adalah sama dengan hembusan sistim DN yang dilengkapi dengan hembusan angin dari fan pada dinding trafo.
D2N : Pendinginan ini sama dengan sistim DN, tetapi untuk sirkulasi minyaknya melalui radiator mengunakan suatu !ara. Pada sistim ini tidak ada fan.
D2 : dalah sistim D2N yang dilengkapi hembusan angin dari fan. #igunakan untuk trafo trafo yang berkapasitas besar.
%I
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
DN : 'abungan dari pendinginan minyak dengan pendinginan air sirkulasi pada dinding luar radiator tanpa fan .
D2
: a. Fama d:agan D2, tetapi tanpa fan. b. inyak dialirkan keradiator oleh suatu pompa. !. #inding luar radiator didinginkan oleh sirkulai air sebagai penganti fan.
Fistim !ampuran : dalah gabungan dari beberapa sistim, misalnya : DN4D, DN4D2M W DN4D4D2M W DN4DM4D2M.
KENAKAN SUHU TRAFO (TEMPERATUR RSE)
&enaikan suhu dari kumparan, minyak dan inti trafo menurut .F (ritish standard) adalah P7N#*N'*N N,
&BPGN LFF LFF @@-
I@-
DN, D, DM
H- -
D2N, D2
-
H@
D2M
I--
*NK&
*NT*
@--
Fesuai dengan kumparan yang
-
@-
terdekat
H--
%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
&enaikan temperatur (suhu) ini didasarkan atas temperatur udara luar atau suhu dari air pendingin masuk. 3argaharga ini adalah 0 $@ - untuk air dan 9- - ma>imum dengan harga ratarata %@- selama $9 "am untuk udara. rtinya : Niaaln;a sistim DN dengn klass : suhu tertinggi dari kamparan yang diperkenankan ada*ah : 9-- A H- - 0 1-- - untuk beberapa "am ($% "am ) dan %@ - A H- - 0 @ - untuk $9 "am terus menurun.
Ga#bar. B&ra%a Si$i# P&n4inan Pa4a Tran!"r#a$"r
$.I. &DNFTGB&F* #N 3N BF3*N' (T*P7 *N#DDG #N DBT #DDG ) ushing sangat menentukan dalam pengambilan tegangan dan pemasukan tegangan pada tranformator, pada sisi tegangan tinggi bushing harus mempunyai syarat titik tembus. ahan utama untuk bushing adalah dari bahan keramik. #an pada bushing tegangan tinggi biasanya dilengkapi ar!ing horn.
%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Beberapa contoh konstruksi bushin!
Gambar . Bentuk (Konstruksi Bushing)
1. ushing untuk 11 k; (in door) $. ushing untuk 11 k; (out door) %. ushing untuk %% k; (out door) 9. ushing untuk %% k; untuk !able
9-
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
2.>. 1.
Transformator
KONSTRUKS PERALATAN TAMBAHAN
Min5a- Tra!" :
inyak trafo merupakan bagian yang terpenting dalam trafo F/ni #in5a- $ra!" ? 1. Febagai bahan isolasi.
$. Febagai pendingin. %. Febagai penghantar panas dari bagian yang panas (!oil dan inti) ke dinding bak.
Si!a$ Dari Min5a- Tra!"
1. esar "enis (spesifi! grafity) 0 -,@ C -, gr4!m pada 1%,@- $. is!ilitas (kekentalan) rendah untuk memudahkan !irkulasi dari bagian yang panas kebagian yang dingin W 1-- C 11- saybolt se!ond pada 9- - %. Titik didih tidak kurang dari 1%@- 9. Titik beku tidak lebih dari 9@- @. Tekanan tembus minyak trafo tidak kurang dari %- k;4$,@ mm atau 1$- k;4!m H. oefisien ;olume (!; ) 0 -,-H per 1o I. Titik api (flash point ) 0 1-- C 1- - . Titik nyala (burning point) 0 $-@- . &elembaban terhadap uap air (moisture) 0 nihil 2. Ra4ia$"r Gadiator berfungsi sebagai alat pendingin dari trafo. inyak trafo yang panas
mempunyai berat "enis yang rendah, sehingga berada dibagian atas W kemudian masuk kebagian atas dari pipa radiator. #idalam radiator minyak didinginkan oleh udara luar atau angin. inyak turun dari bagian atas pipa masuk bak trafo bagian ba+ah (lihat arah panah gambar didepan). Pada trafotrafo ke!il radiator diganti dengan siripsirip (ribbon) yang fungsinya memperluas permukaan dinding trafo sehingga pendinginan lebih baik 4 sempurna.
91
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
6.
Transformator
*"n&r9a$"r ? pabila suatu trafo mempunyai beban yang tinggi atau kenaikan suhu udara luar, maka
minyak trafo akan mengembang. Pengembangan minyak ini diterima oleh onser;ator e>pansion tank. Bdara diatas permukaan minyak didalam !onser;ator terdesak keluar melalui sili!agel dan alat pernapasan udara (air breather) apabila minyak trafo dingin, maka udara dari luar akan masuk melalui alat pernapasan, sili!agel dan kembali ke !onser;ator. Tinggi rendahnya minyak didalam !onser;ator dapat dilihat dalam gelas pendingin yang menempel pada !onser;ator tersebut. Bntuk menghindari hubungan langsung antara bagian dalam dari trafo dengan udara luar maka didalam alat pernafasan diberi minyak trafo. 3al ini "uga untuk dimaksud untuk men"aga agar udara yang masuk dari luar tidak mengandung kotorankotoran (debu), uap air dll.
@.
R&a5 B/" ?
Gelay ini merupakan salah satu pengaman trafo (trafo besar) dari : a. enurunnya minyak pada !onser;ator akibat kebo!oran dsb b. Panas yang tinggi dari dalam trafo (internal fault) Gelay bu!hol dipasang pada trafotrafo yang mempunyai !onser;ator dan ditempatkan antara bak dan !onser;ator. pabila terdapat panas dalam trafo, maka akan timbul gelembunggelembung udara. 'elembunggelembung ini akan menu"u !onser;ator, gelembunggelebung tersebut akan memenuhi bagian atas dari relay bu!hol yang menyebabkan turunnya bola b1W kontak C 1 menutup dan menyebabkan alam lihat gambar berikut.
9$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
ila gelembung ini akan timbul terus dan semakin banyak menyebabkan turunnya bola $ dan menyebabkan tertutupnya kontak $ sehinggga saklar utama dari trafo lepas 4 membuka. 3al menutupnya kontak 1, dapat "uga terdiri apabila minyak dalam !onser;ator habis dan menurun sampai pada dasar relay bu!hol. Pada umumnya bagian !onser;ator dibuat sedikit lebih tinggi dari lainnya dengan maksud agar supaya gelembung udara mudah mengalir kearah !onser;ator.
=.
Siia & ? dalah suatu bahan higros!opis yang dimaksud untuk menyerap uap air dari udara yang
sedang naik pada +aktu trafo men"adi dingin (bernafas). Bap air harus dihindarkan sebab dapat mengakibatkan menurunnya tegangan tembus dari minyak hal ini dapat berakibat adanya lompatan api (flash o;er) didalam trafo bahan lain yang dipergunakan selain sili!a gel adalah !alsium !hloride. .
E#&r&n5 R&&a& ? 'unanya untuk mengeluarkan tekanan yang besar didalam bak trafo apabila timbul
panas yang tinggi, sehingga tidak mengakibatkan misalnya yang dapat merusak bagian bagian lain (bak trafo kembung dan sebagainya). 7mergen!y release (selaput pengaman) berupa suatu bagian tipis atau ka!a yang mudah pe!ah bila mendapat tekanan tertentu. C.
Ta% *an&r : Tap !hanger atau trap dari trafo adalah merupakan suatu bagian dari trafo yang digunakan untuk mengatur tegangan di sisi skunder sesuai keinginan..
9%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
6. DA7A TRANSFORMATOR DSTRBUS.
%.1.
DA7A PENGENAL.
Nilainilai daya pengenal yang lebih disukai dalam FPLN X : 1I *7 IH C 1 (1IH) seperti diba+ah ini sedang yang bertanda ` adalah nilainilai standar PLN.
k
@ H,% 11$,@ 1H` $-
&
$@` %1,@ 9@-` H% 1--` 1$@ 1H-`
& $--` $@-` %1@` 9--` @--` @--` H%-` H%-` --` 1---` 1$@-` 1H--` dst
*a$a$an ?
Nilainilai dalam tabel diatas berlaku bagi transformator fasa tiga dan fasa tunggal. agi transformator fasa tunggal yang akan dipasang pada bangku fasa tiga, nilainya seperti dari nilai nilai ter!antum dalam tabel diatas. Pb&banan Tran!"r#a$"r :
Pembebanan transformator dilaksanakan sesuai dengan FPLN 1IX : 1I (Publikasi *7 %@9.1I$)
lampiran dan FPL 1I : 1I masingmasing tentang Pedoman Pembebanan
Transformator Terendam minyak dan Pedoman Penerapannya. Nilainilai beban yang ter!antum dalam tabel 1 s4d > dari lampiran menun"ukkan dimungkinkannya pembebanan lebih pada suhu sekitar dan "angka +aktu tertent. #engan nilainilai tersebut transformator di"amin tidak mengalami susut umur (umur transformator tetap sesuai dengan disain) karena pengaruhnya dengan isolasi sama dengan transformator yang beker"a pada daya pengenal dan suhu sekitar $, sehingga suhu tidak panas pada lilitan men!apai . #engan demikian untuk mengu"i pemamfaatan Publikasi *7 %@9 (1I$ tersebut, maka umur transformator perlu ditetapkan
99
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
yaitu selama $- tahun atauI%-- hari, sehingga transformator akan mempunyai susut normal (normal loss of life) D, -1%I perhari *a$a$an ?
#alam FPLN 1I W 1I, lampiran , sub ayat $.$. diberikan pengertian dan !ontoh perhitungan mengenai susut umur (use of life) sbb : #engan dibebaninya transformator pada daya pengenal dan suhu sekitar $- , maka transformator akan mengalami pemburukan isolasi dan karenanya mengalami susut umur yang normal, sehingga umur transformator sesuai dengan desain, misalnya %- tahun. #iba+ah ini adalah tabel susut umur sebagai fungsi dari suhu titik panas -! :
D! H $ 1-9 1111H 1$$ 1$ 1%9 19-
Fusut Bmur
-,1$@ -,$@ -,@ 1,$,9,,1H,%$,H9,1$,-
*"n$" 1 ?
Transformator dibebani 1- "am pada -! 0 1-9 dan 19 "am pada -! 0 H . Fusut umurnya 0 1- > $ A 19 > -,$@ 0 $%,@ "am umur selama $9 "am (harian). &arena masih kurang dari $9 "am, transformator tidak mengalami kenaikan susut umur, sehingga tetap sesuai dengan desain (tabel 1 s4d > )
*"n$" 2 ?
Transformator dibebani 9 "am pada -! 0 11- (pada beban pun!ak) dan $- "am pada -! 0 - . Fusut umurnya 0 9 > 9 A $- > -, ( intrapolasi ) 0 $9 "am umur, selama $9 "am. *ni "uga berarti mengalami susut umur yang normal tabel 1 s4d >
9@
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
*"n$" 6 ?
Transformator dibebani 1$ "am pada suhu -! 1-9 dan 1$ "am pada -! 0 - . Fusut umurnya 0 1$ 0 1$ > $ A 1$ > 1 0 %H "am umur, selama $9 "am. *ni berarti susut umurnya normal, sehingga umurnya men"adi $4% > %- tahun 0 $- tahun.
PLN menetapkan nilai maksimum bagi rugi total ( dalam terhadap daya pengenal), yaitu rugi besi dan tembaga pada I@ faktor daya 1,- dan beban 1-- TabelGugi total ma>imum 2asa Tunggal $@ $,$1
@1,I@
2asa Tiga @- 1-- 1H- $-- $@- %1@ 9-- @-- H%- -- 1--1$@- 1H-$,$ $,-I 1,IH 1,I1 1,@H 1,9 1,%I 1,%$ 1,$9 1,@$ 1,99 1,9$ 1,%%
%.$. TEGANGAN PENGENAL DAN PEN7ADAPN7A (TEGANGAN PRMER ). Tegangan primer ditetapkan sesuai
dengan tegangan nominal sistem pada "aringan
tegangan menengah (JT) yang berlaku dilingkungan PLN, H k; dan $- k;. #engan demikian ada tiga ma!am transformator yang dibedakan tegangan primernya, yaitu :
a). Transformator bertegangan primer H k; W b). Transformator bertegangan primer $- k; !). Transformator bertegangan primer H k; dan $- k;, yang dapat dipindahkan dengan sebuah pemindahan tegangan
(komutator). Transformator bertegangan ganda ini
dibuat dengan kapasitas 1-- k sampai dengan H%- k *a$a$an ? Pada sistem distribusi fasa tiga, 9 ka+at maka transformator fasa tunggal yang dipasang
tentunya mempunyai
tegangan pengenal $- k4% 0 1$ k. &arena FPLN 1 : 1I
menetapkan tegangan nominal sistem $- k, maka masih perlu dipasang transformator fasa tungga dengan tegangan pengenal 1$ k
9H
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
T&anan &-/n4&r ?
Tegangan sekunder ditetapkan tampa deisesuaikan dengan tegangan nominal sistem pada "aringan tegangan rendah (JTG) yang berlaku dilingkungan PLN ( 1$I $$- untuk sistim fasa tunggal dan 1$I4$$- dan $$- 4 %- untuk sistem fasa tiga, yaitu : 1%% 4 $%1 dan $%1 4 9-- pada kedaaan tampa beban)
#engan demikian ada empat ma!am transformator yang dibedakan oleh tegangan sekundernya, yaitu : (a). Transformator bertegangan sekunder 1%% 4 $%1 W (b). Transformator bertegangan sekunder 1%% 4 9-- W (!). Transformator bertegangan sekunder 1%% 4 $%1 4 9-- yang dapat digunakan se!ara serentak (stimulan) (d). Transformator bertegangan sekunder 1%% 4 $%1 4 9-- yang digunakan terpisah *a$a$an ?
ilamana dipakai tidak serentak maka dengan bertegangan sekunder $%149-- olt daya transformator tetap 1-- daya pengenal, sedang dengan tegangan sekunder 1%% 4 $%1 olt dayanya hanya I@ daya pengenal. Tabel&omposisi Fistem Tegangan #aya Pengenal &
*TP4TF 1
*TP4TF $
TP4TF1A TF $
$TP4TF 1
$TP 4 TF $
$TP4TF1A Ts$
1H $@ @1-1H$-$@%1@ 9-@-H%-1--1$@-
` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` A A A
` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` `
` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` A A A
` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` A A A
` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` A A A
` ` ` ` ` ` ` ` ` ` ` A A A 9I
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan 1H--
A
`
Transformator A
A
A
A
K&$&ranan ?
1 TP : Tegangan Primer Tunggal $ TP : Tegangan Primer 'anda TF 1 : Tegangan Fekunder 1%%4$%1 TF $ : Tegangan Fekunder $%149-- TF 1 A TF $ : Tegangan Fekunder 'anda #apat eker"a 'anda
: #inyatakan Febagai Ftandar #ilingkungan PLN A
: elum standar, dipesan sesuai kebutuhan
P&n5a4a%an ?
da tiga ma!am penyadapan tampa beban, yaitu : (a). Fadapan tampa beban (FT) tiga langkah : $1, $-, 1 k. (b). Fadapan tampa beban lima langkah : $$, $1, $-, 1, 1 k. (!). Fadapan tampa beban lima langkah : $1W $-,@W $-W 1,@W 1 k.
Penyadapan dilakukan dengan pemgubah sadapan (komotator) pada keadaan tampa beban pada sisi primer. *a$a$an ?
Nilainilai tegangan sadapan, khususnya penyadap utama (prin!iple tapping), adalah nilai nilai
yang beresuaian dengan besaranbesaran pengenal (arus, tegangan ,daya)
sebagaimana didefenisikan dalam publikasi *7 IH C 1 (1IH) sub. yat %, @, 1, 1.
6.6. KELOMPOK VEKTOR K&"#%"- 9&-$"r
da tiga ma!am transformator yang dibedakan oleh kelompok ;ektornya dan titik netralnya yaitu : 1. &elompok ;ektor Kyn @ #ipakai pada transformator berkaasitas sampai dengan $@- k atatan : n berarti titik netralnya dikeluarkan 9
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
$. &elompok ;ektor #yn @ #ipakai pada transformator berkapasitas $-- k sampai dengan 1H-- k Fisi sekunder bertegangan ganda 1%% 4 $%1 4 9-- yang beker"a serentak %. &elompok ;ektor Kn @ dan Kyn H &edua ;ektor ini terdapat pada sebuah transformator bertegangan sekunder ganda yang beker"a tidak serentak, dipakai pada transformator berkapasitas sampai dengan $@- k untuk keperluan "aringan distribusi. Pada umumnya W diatas $@- k sampai dengan H%- k hanya dibuat untuk keperluan "aringan yang sesuai dengan kapasitas serta kelompok ;ektor dan tegangan sekunder ganda tersebut. &elompok ;ektor K, yn H dipakai pada tegangan sekunder 1%% 4 $%1
6.@.
TNGKAT SOLAS DASAR Tingkat isolasi dasar (T*#) bagi transformator distribusi telah ditetapkan dalam FPLN I : 1I, yaitu 1$@ k
&arateristik 7lektris Tabel berikut ini adalah estcndar PLN, ke!uali nilai rugi besi dan temabaga, arus beban nol, efesiensi serta pengaturan tegangan yang hanya merupakan !ontoh.
4. K"R#A $"RA%"% TRANS&OR'ATOR 9.1. P&n&r$ian K&r
9
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Pri#&r %1
%2
171
$7$ Tra!" 2
Tra!" 1
1e1
S
$e$
S-/n4&r r @.2. S5ara$ K&r
9.$.1. Perbadingan transformasi kedua trafo tersebut harus sama. Perbandingan transformator. a 07 he .P:/E ph .S. Tegangan primer dan masingmasing trafo pada gambar adalah *7, dan $7$ adalah sama besarnya apabila sisi sehelum sekumder kita hubungkan dengan saklar F, kita ukur tegangan induksi sekunder masingmasing trafo (beban nol) dengan hasil yang sama maka berarti perbandingan transformasi kedua trafo adalah sama, demikian pula sebaliknya bila kedua trafo mempunyai tegangan induksi sekunder tidak sama, berarti perbandingan transformasi trafo tidak sama. #alam hal yang pertama ( a sama ) maka bila kedua trafo dihubungkan paralel (sisi primer dan sekunder) maka dalam keadaan beban nol maupun berbeban pada kedua sisi sekunder tidak akan mengalir arus sirkulasi *s. Febalikmya apabila kedua trafo mempunyai perbandingan transformasi tidak sama , maka pada keadaan paralel pada sisi sekunder kedua trafo akan menga*ir suatu arus sirkulasi yang akan mempengaruhi sisi primer "uga.
Tra!" Da1a# K&a4aan B&ban N"
Tegangan phasa pada sisi sekunder trafo 1. T1,
Tegangan phasa pada sisi sekunder trafo 11 .T$.
&alau perbandingan ttansformator T1, dan T$ sama, maka : 7ph.T1 07ph.T$
7ph.T1
maka arus sirkulasi (*s) 0
0 7ph.T$ 0 D -
ET 1
ET $
70-
0 -
rus sirkulasi merupakan beban tambahan didalam trafo tidak dapat dibebani penuh.
TTN : @-
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Perbeda.an transformasi pada umumnya diperbolehkan tidak melebihi dari -,@ Transformator yang sama memberikan tegangan "epit yang sama pada trfo. Perbandingan transformasi dapat berubah karena pengaturan tegangan ( tap !hanger).
ontoh Trafo * : a 0 Trafo ** : a 0
%-.---V H.---V %-.---V H.1--V
0@
0 9,$
Perbedaan @ C 9,$ 0 -,- 0
-,-J @
> 1-- 0 1,H lebih besar dari -,@
9.$.$. Pr"&n$ai i#%&4ani ( ' ) a#a. ? 0
I(Z V > 1-- ? 0 V I
*
0 rus beban penuh (sekunder dihubung singkat) .
?
0 *mpedansi sekunder.
0 Tegangan "epitan pada sisi sekunder beban trafo penuh (sekunder dihubung singkat dan primer diberi tegangan sedemikian sehingga pada sekunder mengalir arus beban penuh). Jadi ? 0 3ilang tegangan ( drop ;oltage) pada impedansi trafo.
atatan : Prosentasi impedansi yang sama trafo yang beker"a paralel dapat berbeban. Pembebanan trafo berbanding berbalik dengan ? nya. Feyogyanya trafo dengan ? ke!il, dipilih kapasitasnya ( &) besar. Pada umumnya perbedaan tidak melebihi 1- .
9.$.%. P&rban4inan 4a5a $i4a- 4ib&bani . isalkan perbandingan daya 1 : % begitu pula ? nya, maka kalau beroperasi paralel, trafo yang berkapasitas besar.hanya memberi 14% dari kapasitasnya sendiri.Jadi trafo yang berkapasitas besar, dalam hal ini akan memberikan efisiensi yang terlalu rendah.
9.$.9. V&- 8$"r r"/% 5an a#a . ektor group yang sama memudahkan untuk meayambung terminal trafo (terminal phasa a trafo dihubungkan dengan rel a). 3ubungan kumparan primer dan sekunder tegangan tinggi. KK, K#, #K, ##, @1
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
eda umumnya digardu induk K C + Fimbol ;ekor group - Phasa
Y
–
D5
primer (normal) dibuatJdigambar menun"uk angka 1$. tau -
Phasa a n (Aa) A (!) Phasa ! n (A!) A (a)
12 0 A
@ 0 B
> 0 *
A U =
b U
0 1
Bntuk primer dalasn sambungan *angsung ( sambungan nominal ) yaitu :
Phase "am 1$ Phase "am 9
Phase "am
1$
9
Pada sekunder Phase a "arn @. Phase
"am
a
b
!
Phase ! "am 1
@
1
Bntuk primer dalam sambungan tidak langsung ( berla+anan) yaitu :
Phase "am @$
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
Phase "am 9
Phase "am 1$
9
1$
aka pada sekunder : Phasa a C "am % Phasa b "am 11
a
b
!
Phasa ! "am I
%
11 I
> 0 A
@ 0 B
12 0 *
A 0 6
B 0 11
* 0 C
9.$.@. *ARA ? MEN7AMBUNG TERMNAL TRAFO . Bntuk bilangan "am yang sama. Primer ( sisi tegangan tinggi) dalam sambungan langsung.
Primer (sisi tegangan tinggi) dalam sambungan berla+anan atau tidak langsung.
@%
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan
Transformator
#iba+ah ini primer T1 disambung langsung, tetapi T$ disambung berla+anan.
Jadi dengan perubahan atau dengan penukaran sambungan terminal salah satu trafo ( dalam hal T$) pada primernya maka sekunder kedua trafo mempunyai bilangan "am yang sama. T 1, dan T$W #apat bekeW"a paralel.
9.$.H. PEMERKSAAN TEGANGAN PARALEL &edua sisi tegangan trafo sudah masuk rel, tetapi dalam keadaan beban nol, sisi tegangan rendah diukur aa 0 -, b C b 0 -, !! 0 aka kedua trafo dapat disambung paralel.
atatan : eberapa group yang normal 1. #engan bilangan "am
: -
$.#engan bilangan "am
:H
%.#engan bilangan "am
:@ @9
PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan 9.#engan bilangan "am
Transformator
: 11
Pada ;ektor dengan, berputaran +aktu.adalah sesuai dengan "am
ilangan Jam trafo tidak berubah 4groupnya tidak berubah.
8
Jepitan"epitan trafo dilihat dari paralel tegangan tinggi diberi tanda dari kiri kekanan, huruf besar pada sisi tegangan tinggi dan huruf ke!il pada sisi tengah rendah.
atatan : 'ardu induk I-4%- k, dengan kapasitas % trafo yang beker"a paralel masingmasing dengan : Trafo *
: %- m, prosentasi ini impedansi 1@
Trafo **
: $- ma, prosentase ini impedansi
Trafo *** : $- ma, prosentase ini impedansi 1-
Trafo ** behan penuh eban penuh trafo
* : 41@ E %- m 0 1H
eban penuh trafo
** : 4 E $- m 0 $-
eban penuh trafo
***: 41- E $- m 0 1H
eban penuh gardu.
@$
@@