2.1 Transformator
2.1.5 Hubungan Belitan Pada Transformator Tiga Phasa
Ketika membicarakan hubungan pada transformator distribusi 3 phasa, akan lebih baik mengingat bahwa untuk membuat transformator bank 3 phasa adalah dengan menghubungkan beberapa transformator satu phasa atau satu buah transformator 3 phasa. Untuk masing- masing transformator, belitan primer atau sekunder dapat dihubungkan baik hubungan delta atau wye. Hubungan wye dapat di tanahkan atau tidak. Akan tetapi, tidak semua kombinasi hubungan dapat bekerja sesuai yang diharapkan, bergantung pada konstruksi transformator, karakteristik beban dan sistem[5].
Beberapa jenis hubungan belitan transformator 3 phasa:
a. Hubungan wye
Hubungan wye atau hubungan bintang dibuat dengan menghubungkan titik awal atau akhir dari ketiga phasa 1 titik yang dinamakan netral. Hubungan ini juga dinamakan hubungan bintang. Hubungan ini memiliki titik netral sehingga dapat dibentuk dengan menggunakan 3 kawat (tanpa netral) dan 4 kawat ( dengan netral). Hubungan ini dapat dilihat pada gambar 2.8 berikut:
Dari gambar diatas, dapat diketahui:
IR= IS= IT= IL-Ldan IL-L= Iph
Dimana : IL-L= Arusline to line
Iph= Arus phasa
Dan,
VRS= VST= VTR= VL-L
VL-L= 3Vph
Dimana : VL-L= Teganganline to line
Vph= Tegangan phasa
Adapun cara menghubungkan hubungan belitan transformator 3 phasa hubungan wye ditunjukkan pada gambar 2.9 berikut:
b. Hubungan Delta
Hubungan delta sering disebut juga hubungan mesh, hubungan ini dibuat dengan menghubungkan titik awal belitan dan titik akhir belitan lainnya. Dinamakan delta karena bentuk rangkaian yang terbentuk seperti huruf delta pada bahasa latin. Hubungan ini juga dinamakan hubungan mesh, hal ini dikarenakan hubungan ini membentuk loop. Hubungan ini tidak mempunyai netral dan dibentuk hanya menggunakan 3 kawat.
Hubungan ini dapat dilihat pada gambar 2.9 berikut :
Gambar 2.10 Hubungan Delta
Dari gambar diatas dapat diketahui:
IR= IS= IT= Iph
IR–IT= IS–IR= IT–IS= IL-L= 3Iph
Dimana : Iph= Arus phasa
IL-L= Arusline to line
VRS= VST= VTR= Vph
VL-L= Vph
Dimana : Vph = Tegangan phasa
VL-L= Teganganline to line
Adapun cara menghubungkan belitan pada jenis hubungan delta pada transformator 3 phasa ditunjukkan pada gambar 2.11 berikut:
Gambar 2.11 Cara menghubungkan belitan hubungan delta
Pada transformator 3 phasa, hubungan belitan dapat di kelompokkan menjadi beberapa bagian berdasarkan metode putaran jam belitan.
Vektor group adalah istilah yang dibuat oleh standar IEC dan manufaktur transformator sampai saat ini. Ini menunjukkan cara menghubungakan belitan dan posisi phasa dari pandangan vektor tegangan. Ditunjukkan dengan:
1. Huruf menunjukkan konfigurasi dari phasa kumparan. Di sistem 3 phasa, hubungan belitan dikatagorikan oleh Delta (D,d), Star, or Wye (Y, y), interconnected star atau zigzag (Z, z) dan belitan open atau independent. Huruf kapital menunjukkan ke belitan tegangan tinggi (HV), dan tegangan rendah (LV).
2. Huruf (N, n) dimana menunjukkan netral dari belitan hubungan bintang yang digunakan.
3. Nomor menunjukkan pergeseran phasa antara tegangan sisi tegangan tinggi. Nomor ini kelipatan dari 300, menunjukkan sudut dimana vektor dari tegangan rendah (LV) lags atau tertinggal dari kumparan tegangan tinggi (HV). Sudut dari masing- masing kumparan tegangan rendah ditunjukkan dengan “notasi jam”, oleh karena itu jam ditunjukkan oleh pasor belitan ketika belitan tegangan tinggi (HV) ditunjukkan oleh jam 12.[6]
4. Tegangan primer dianggap tegangan tinggi dan tegangan sekunder sebagai tegangan rendah.
5. Angka jam menyatakan bagaimana letak sisi kumparan tegangan tinggi terhadap sisi tegangan rendah.
6. Jarum jam dibuat selalu menunjuk angka 12 dan dibuat berimpit (dicocokkan) dengan vektor phasa tegangan tinggiline to line, bergantung pada perbedaan phasa tegangan rendah (a, b, c), dan letak vektor tegangan rendah ditunjukkan oleh jarum jam.
7. Sudut antara vektor masing- masing hubungan adalah vektor antara tegangan rendah dengan tegangan tinggi.
Adapun penjelasan berbagai hubungan belitan adalah sebagai berikut: 1. Hubungan Y-Y
Hubungan ini ekonomis untuk distribusi tegangan tinggi. Pada hubungan ini tegangan pada masing- masing phasa VLL= 3VLNsehingga rasio tegangan transformator untuk hubungan ini adalah:
= =
Hubungan ini jarang digunakan karena memiliki beberapa kerugian, diantaranya adalah gangguan harmonisa yang dihasilkan cukup besar. Hubungan ini dapat dilihat pada gambar 2.9 berikut:
Gambar 2.12 Hubungan Belitan Transformator 3 phasa Y-Y
2. Hubungan
Y-Transformator jenis ini sering digunakan disubstationuntuk menurunkan tegangan(Step down). Pada hubungan ini tegangan pada sisi primer VLL-P=
3VLN-Psedangkan tegangan pada sisi sekunder VLL-S= 3VLN-S, sedangkan rasio transformator hubungan ini adalah
= 3 = 3
Pada hubungan ini tidak terdapat masalah akan adanya harmonisa ketiga, dikarenakan adanya hubungan dibagian sekunder yang menyebabkan arus harmonisa mengalir didalam hubungan belitan . Akan tetapi hubungan ini mempunyai kekurangan yaitu tidak dapat diparalelkan dengan transformator hubungan Y-Y dan . Hubungan ini dapat dilihat pada gambar 2.10 berikut:
Y-3. Hubungan -Y
Hubungan ini banyak dipakai untuk menaikkan tegangan. Pada hubungan ini tegangan sisi primer VLL-P = VLN-Psedangkan tegangan di sisi sekunder VLL-S = 3VLN-S sehingga ratio transformator hubungan adalah
=
3 = 3
Sama seperti hubungan tipe Y- , hubungan ini memiliki kekurangan tidak dapat diparalel dengan transformator hubungan lain. Hubungan ini dapat dilihat pada gambar 2.11 berikut:
Gambar 2.14 Hubungan Belitan Transformator 3 phasa -Y
Dan berbagai hubungan belitan lainnya terlihat pada gambar 2.12 berikut [7] :
Gambar 2.15 Gambar berbagai jenis hubungan belitan transformator.
Adapun masing- masing hubungan belitan memiliki penggunaan yang beragam, diantaranya:
- Yd11, Yd1, Dy1, Dy11
a. Umumnya digunakan di transformator distribusi
b. Hubungan Y memfasilitasi beban yang berupa beban 3 phasa maupun 1 phasa.
- Yy0
a. Biasanya digunakan pada transformator besar.
b. Hubungan yang lebih ekonomis pada sistem HV yang digunakan untuk
interkoneksi antara dua sistem yang dideltakan, dan juga untuk memberikan jalur netral pada masing- masing pentanahan.
- Dd0
a. Ini adalah hubungan yang ekonomis antara LV transformator.
b.Tidak terlalu sulit untuk menghubungkan beban tidak seimbang.
-Yd5
a. Biasanya digunakan pada mesin dan transformator berkapasitas besar pada pembangkit dan sistem distribusi.
b. Netralnya dapat dibebani sampai batasan arus tertentu.
- Berbagai hubungan yang lain
a. banyak digunakan dalam hal penelitian dan lain- lain.