TUGAS AKHIR
ANALISA BERBAGAI HUBUNGAN BELITAN TRANSFORMATOR 3 PHASA DALAM KEADAAN BEBAN LEBIH
( APLIKASI PADA LABORATORIUM KONVERSI ENERGI LISTRIK FT. USU)
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi listrik
OLEH :
ZUL FAHMI DHUHA
NIM: 100402015
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ANALISA BERBAGAI HUBUNGAN BELITAN TRANSFORMATOR 3
PHASA DALAM KEADAAN BEBAN LEBIH
( APLIKASI PADA LABORATORIUM KONVERSI ENERGI LISTRIK FT. USU)
OLEH :
ZUL FAHMI DHUHA
NIM: 100402015
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelarSarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Sidang pada tanggal 12 bulan November tahun 2014 di depan Penguji :
1. Ir. Syamsul Amien, MS. : Ketua Penguji
2. Ir. Raja Harahap, M.T : Anggota Penguji
Disetujui oleh : Pembimbing Tugas Akhir,
(Ir. Syamsul Amien, MS.) NIP.195306221981031002
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro,
ABSTRAK
Pada transformator 3 phasa terdapat berbagai jenis ubungan belitan
misalnya delta- delta, wye- wye, wye- delta, delta- wye, zig- zag, dan lain- lain.
Dari berbagai hubungan ini, apabila di beri pembeban melebihi kapasitas dari
transformator akan mempengaruhi effisiensi, regulasi tegangan maupun ketahanan
dari belitan akibat dari pembebanan pada transformator itu sendiri.
Dalam tugas akhir ini akan membahas perbandingan masing- masing
hubungan belitan terhadap effisiensi, regulasi tegangan, dan kenaikkan suhu yang
diakibatkan pembebanan yang melebihi kapasitas transformator di Laboratorium
Konversi Energi Listrik Departemen Teknik elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
Dari hasil penelitian didapat bahwa hubungan belitan Dd0 memiliki nilai
effisiensi yang terbaik, hubungan Yy0dengan nilai regulasi tegangan terbaik dan
hubungan belitan Yy0dengan kenaikan suhu terendah dalam keadaan beban lebih
yang di bebankan pada transformator.
Kata Kunci :Transformator 3 phasa, beban lebih , hubungan belitan
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena
atas berkat rahmat dan ridho-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan,
serta shalawat beriring salam penulis sampaikan kepada junjungan Nabi Besar
Muhammad SAW.
Tugas Akhir ini adalah bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
”ANALISA BERBAGAI HUBUNGAN BELITAN TRANSFORMATOR DALAM
KEADAAN BEBAN LEBIH
( APLIKASI PADA LABORATORIUM KONVERSI ENERGI LISTRIK FT. USU)”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
Ayahanda (Alm. Hasbi) dan Ibunda (Dewi Etta Manurung, S.pd,sd), serta
adik-adik tersayang (Devi Ellyentika dan Fakhrul Khafid) yang selalu memberikan
semangat dan mendoakan penulis dalam penyelesaian studi hingga menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapat dukungan, bimbingan, maupun bantuan dari berbagai pihak.
Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Ir. Syamsul Amien, MS, selaku Dosen Pembimbing Tugas
memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis
selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.
2. Ibu Ir. Windalina Syafiar, selaku Dosen Wali penulis yang senantiasa
memberikan bimbingan selama perkuliahan.
3. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T, serta Bapak Ir. Raja Harahap, M.T,
selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan
masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si., selaku Ketua Departemen
Teknik Elektro FT USU serta Bapak Rachmad Fauzi S.T., M.T.
selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak
memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis menuju
jenjang Sarjana.
6. Bapak Isroy Tanjung, ST, selaku Pegawai di Laboratorium Konversi
Energi Listrik Fakultas Teknik Elektro USU.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
8. Teman- teman di Lab. Konversi Energi Listrik, Bang Arfan, Bg
Rizky, Diky, Djaka, Bambang, Zein, dan Aspar.
9. Teman- teman 2010, Rimbo, Andika, Irsyad, Suwendri, Lutphi, Ryan,
Deni, Rhobby, Mursyid, fatih, Fadlan, Ilham, Andi, Hamdan,
Kharisma, Yudha, Hendra, Eden, Selamat Aryadi, Yahya, Sylvester,
Martua, Kiel, Martin, Willy, Enda, Riel dan lain- lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu .
10. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberi dukungan dan bantuan.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna karena masih
banyak terdapat kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran
dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan
kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap
semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna memberikan ilmu pengetahuan
bagi kita semua dan hanya kepada Allah SWT-lah penulis menyerahkan diri.
Medan, April 2015 Penulis
v
1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Perumusan Masalah ...2
1.3 Tujuan ...2
2.1.2 Prinsip Kerja Transformator ...7
2.1.3 Transformator Tiga Phasa...10
2.1.4 Konstruksi Transformator Tiga Phasa ...11
2.1.5 Hubungan Belitan Pada Transformator Tiga Phasa...13
2.2 Beban...24
vi
2.3 Beban Lebih Pada Transformator ...27
2.3.1 Umum ...27
2.3.2 Gangguan Pada Transformator ...27
2.3.3 Batas Ketahanan Transformator ...29
2.3.4 Kemampuan Termal Bahan Transformator ...30
2.4 Effisiensi Dan Regulasi Tegangan ...31
2.4.1 Effisiensi Transformator ...31
2.4.2 Regulasi Tegangan...32
BAB III...33
METODE PENELITIAN...33
3.1 Tempat dan Waktu ...33
3.2 Bahan dan Peralatan ...33
3.3 Variabel yang Diamati ...33
3.4 Prosedur Penelitian...34
3.5 Pelaksanaan Penelitian ...38
3.5.1 Pengambilan Data Dan Pengumpulan Data Yang di Perlukan...38
vii
BAB IV...40
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...40
4.1 Umum...40
4.2 Data Percobaan...40
4.3 Analisa Data ...43
BAB V ...71
KESIMPULAN DAN SARAN ...71
5.1 Kesimpulan ...71
5.2 Saran...71
ABSTRAK
Pada transformator 3 phasa terdapat berbagai jenis ubungan belitan
misalnya delta- delta, wye- wye, wye- delta, delta- wye, zig- zag, dan lain- lain.
Dari berbagai hubungan ini, apabila di beri pembeban melebihi kapasitas dari
transformator akan mempengaruhi effisiensi, regulasi tegangan maupun ketahanan
dari belitan akibat dari pembebanan pada transformator itu sendiri.
Dalam tugas akhir ini akan membahas perbandingan masing- masing
hubungan belitan terhadap effisiensi, regulasi tegangan, dan kenaikkan suhu yang
diakibatkan pembebanan yang melebihi kapasitas transformator di Laboratorium
Konversi Energi Listrik Departemen Teknik elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
Dari hasil penelitian didapat bahwa hubungan belitan Dd0 memiliki nilai
effisiensi yang terbaik, hubungan Yy0dengan nilai regulasi tegangan terbaik dan
hubungan belitan Yy0dengan kenaikan suhu terendah dalam keadaan beban lebih
yang di bebankan pada transformator.
Kata Kunci :Transformator 3 phasa, beban lebih , hubungan belitan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk menaikkan
dan menurunkan tegangan dalam sistem tenaga listrik. Penggunaan transformator
sangat penting di bidang kelistrikan.
Dalam penggunaanya, transformator sering mengalami banyak gangguan
yang mengakibatkan menurunya effisiensi dari sistem. Gangguan- gangguan ini
diantaranya adalah gangguan hubung singkat, gangguan internl transformator dan
gangguan beban lebih. Beban lebih sendiri terjadi akibat adanya peningkatan
penggunaan daya listrik oleh konsumen karena meningkatnya kebutuhan listrik
dari masing- masing konsumen sesuai peningkatan taraf hidup masyarakat
Indonesia.
Transformator sendiri dalam aplikasinya digunakan berbagai macam
hubungan pada belitan agar meningkatkan effisiensi dari transformator dan
meminimalisir rugi- rugi yang mungkin terjadi.
Dalam tugas akhir ini, penulis berusaha menganalisa pengaruh- pengaruh
yang terjadi pada saat transformator mengalami gangguan berupa beban lebih
1.2 Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh beban lebih terhadap transformator.
2. Bagaimana pengaruh hubungan belitan transformator terhadap kinerja,
effisiensi transformator.
3. Bagaimana pengaruh beban lebih terhadap kinerja dan effisiensi
transformator dengan berbagai jenis hubungan belitan.
4. Bagaimana pengaruh kenaikan arus pada suhu transformator dalam
berbagai macam hubungan belitan.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adala untuk mengetahui pengaruh
pembebanan berlebih dari transformator terhadap effisiensi dan ketahanan
transformator 3 phasa yang dihubungkan dengan berbagai hubungan belitan.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Pengukuran dan perhitungan arus pada saat transformator diberi gangguan
beban lebih.
2. Beban yang diguanakan adalah beban seimbang.
3. Beban yang digunakan adalah beban linear.
4. Transformator yang digunakan adalah transformator 3 phasa 2 kVA yang
terdapat di Laboratorium Konversi Energi Listrik Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat penulisan tugas akhir ini adalah:
1. Untuk memahami pengaruh beban lebih terhadap kinerja dan effisiensi
transformator.
2. Untuk mengetahui jenis hubungan yang terbaik dalam mengurangi effek
yang tidak di harapkan akibat dari pembebanan berlebih pada trasformator.
3. Menambah wawasan dan pengetahuan bagi pembaca mengenai berbagai
hubungan belitan transformator dan pengaruhnya dalam effisiensi, kinerja
dan regulasi tegangan baik dalam keadaan normal maupun dalam
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan
mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik
yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik[1].
Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti yang terbuat dari besi
berlapis, dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.
Rasio perubahan tegangan akan bergantung pada rasio jumlah lilitan pada kedua
kumparan tersebut, pada umumnya kumparan terbuat dari tembaga yang dbelitkan
pada sekeliling kaki inti transformator.
Penggunaan transformator yang sangat sederhana dan andal merupakan
salah satu alasan penting dalam pemakaianya dalam penyaluran tenaga listrik
bolak- balik, karena arus bolak- balik sangat banyak digunakan untuk
pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Pada penyaluran tenaga listrik arus
bolak- balik terjadi kerugian I2R watt. Kerugian ini akan banyak berkurang
apabila tegangan dinaikkan setinggi mungkin. Dengan demikian maka
saluran-saluran transmisi tenaga listrik senantiasa mempergunakan tegangang yang lebih
tinggi. Hal ini dilakukan terutama untuk mengurangi kerugian energi yang terjadi,
dengan cara mempergunakan transformator untuk menaikkan tegangan listrik di
pusat listrik dari tegangan generator di pembangkitan sampai menurunkanya pada
2.1.1 Konstruksi transformator
Pada dasarnya transformator terdiri dari kumparan primer dan sekunder
yang dibelitkan pada inti ferromagnetik. Berdasarkan letak kumparan terhadap
inti, transformator terdiri dari dua macam konstruksi yaitu tipe inti( core type) dan
tipe cangkang( shell type). Kedua tipe ini menggunakan inti yang berlaminasi
yang terisolasi satu sama lain dengan tujuan untuk mengurangi rugi- rugi.
a. Tipe Inti
Tipe inti ini dibentuk dari lapisan besi berisolasi berbentuk persegi dan
kumparan transformatornya dibelitkan pada dua sisi persegi. Pada konstruksi tipe
inti, lilitan mengelilingi inti besi yang disebut dengan kumparan, seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.1 berikut:
b. Tipe Cangkang
Tipe cangakang terbentuk dari lapisan inti berisolasi, dan kumparan dibelitan
di pusat inti, dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut:
Gambar 2.2 Gambar transformator tipe cangkang.
Pada transformator ini, kumparan atau belitan transformator dikelilingi
2.1.2 Prinsip Kerja
Skematik diagram transformator 1 phasa dapat dilihat pada gambar 2.3
berikut:
Gambar 2.3 Skematik diagram transformator 1 phasa
Berikut uraian prinsip kerja transformator menggunakan prinsip induksi
elektromagnetik:
1. Tegangan bolak- balik V1diberikan pada belitan N1maka pada belitan N1
akan mengalir I1.
2. Arus bolak balik I1yang mengalir pada belitan N1akan menghasilkan gaya
gerak magnet pada belitan, yang akan menghasilkan fluks bolak balik
dalam inti besi.
3. Akibat timbulnya fluks bolak- balik didalam inti besi, maka akan
menghasilkan gaya gerak listrik sebesar (E1).
4. Akibat adanya fluks di N1maka N1 terinduksi ( self induction) dan terjadi
pula induksi di kumparan sekunder N2 karena pengaruh induksi dari
kumparan primer N1 (mutual induction) yang menyebabkan timbulnya
5. Jika belitan N2dihubungkan ke beban, maka pada N2 timbul I2 akibat E2.
Hal ini mengakibatkan timbulnya gaya gerak magnet pada N2 dan
akibatnya pada beban timbul V2[3].
a. Transformator Dalam Keadaan Tidak Berbeban
Transformator disebut tanpa beban jika kumparan sekunder dalam keadaan
terbuka (open circuit). Berikut gambar skematik diagram transformator 1 phasa
tanpa beban dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut:
Gambar 2.4 Skematik Diagram Transformator 1 Phasa Tanpa Beban
b. Transforamator Dalam Keadaan Berbeban
Skematik diagram transformator 1 phasa dalam keadaan berbeban dapat
Gambar 2.5 Skematik Diagram Transformator 1 phasa Dalam Keadaan Berbeban.
Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2I2 yang
cenderung menentang fluks bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan. Agar
fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir
arus I2’, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus I2, hingga keseluruhan
arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi:
I1= I0+ I2’ (Ampere)
Bila komponen arus rugi inti (Ic) diabaikan, maka I0=Im, sehingga:
I1= Im+ I2’ (Ampere)
Dimana: I1= arus pada sisi primer (Amp)
I2’= arus yang menghasilkan ɸ 12(Amp)
I0= arus penguat (Amp)
Im= arus pemagnetan (Amp)
Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan
oleh arus pemagnetan IM, maka berlaku hubungan :
N1Im= N1I1–N2I2
N1Im= N1(Im+I2;)–N2I2
N1I2’= N2I2
Karena Imdianggap kecil, maka I2’= I1sehingga :
N1I1= N2I2
Atau
=
=
1
2.1.3 Transformator Tiga Phasa
Pada umumnya sistem kelistrikkan diseluruh dunia menggunakan sistem 3
phasa, oleh karena itu transformator juga harus dapat bekerja dengan sistem 3
phasa. Transformator 3 phasa dapat dibentuk dengan menggunakan 2 cara yaitu
dengan menggunakan 3 buah transformator 1 phasa yang identik dan
menghubungkan belitan ketiga transformator tersebut dan bisa juga membuat
transformator dari 3 buah belitan primer, 3 buah belitan sekunder yang
dihubungkan dengan 1 inti besi.Transformator 3 phasa ini dikembangkan dengan
alasan ekonomis, biaya lebih murah karena bahan yang digunakan lebih sedikit
dengan satu buah transformator daya tiga phasa. Pada prinsipnya transformator 3
phasa sama dengan transformator satu phasa[3].
2.1.4 Konstruksi Transformator Tiga Phasa
Konstruksi transformator 3 phasa dapat dibagi atas 2 macam :
a. Konstruksi Transformator Dengan Menggunakan 3 Buah Trasformator 1
Phasa
Konstruksi ini mempunyai bentuk yang relatif lebih kecil, ringan dan
murah. Apabila terjadi gangguan pada salah satu phasa cukup mengganti 1
transformator 1 phasa dan transformator yang lain tidak akan terganggu.
Konstruksi ini dapat dilihat pada gambar 2. 6 berikut:
Gambar 2.6 Konstruksi transformator 3 phasa dengan 3 buah transformator 1
b. Konstruksi Dengan Menggunakan 3 Buah belitan Primer, 3 Buah Belitan
Sekunder dan 1 Inti Besi.
Konstruksi ini lebih umum digunakan, dikarenakan konstruksi ini lebih
mudah dalam hal instalasinya dibandingkan dengan konstruksi 3 buah
transformator 1 phasa. Seperti halnya dengan transformator 1 phasa, konstruksi
transformator 3 phasa ini mempunyai 2 tipe yaitu tipe inti dan tipe cangkang. [4]
Konstruksi ini dapat dilihat pada gambar 2.7 berikut:
(a)
(b)
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
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
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
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
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
- 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.
2.2 Beban
2.2.1 Jenis- Jenis Beban
1. Beban Tiga Phasa Seimbang
Yang dimaksud dengan keadaan seimbang adalah suatu keadaan dimana :
1. Ketiga vektor arus atau tegangan sama besar
2. Ketiga vektor saling membentuk sudut 1200satu sama lain.
Rangkaian beban tiga phasa untuk hubungan Y dapat digambaran seperti
Gambar 2.16 Rangakaian beban 3 phasa hubungan Wye
Pada keaadaan seimbang bahwa impedansi beban pada masing- masing
phasanya adalah sama besarnya, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:
Za= Za=Za=R+jX = IZI<
Dalam hubungan Y, arus line sama dengan arus phasa, dapat ditentukan
dengan :
Ia’a= Ian= ; Ib’b= Ibn= ; Ic’c= Icn=
Untuk rangkaian beban tiga phasa terhubung delta dapat dilihat pada
gambar 2.14 berikut:
Pernyataan arus beban untuk hubungan delta:
Iab=
Ibc=
Ica=
Arus saluran Ia’a diperoleh dengan menerapkan hukum arus kirchoff , yaitu:
Ia’a= Iab+ Iac= Iab–Ica
Ib’b= Iba+ Ibc= Ibc–Iab
Ic’c= Ica+ Icb= Ica–Ibc
2. Beban Tiga Phasa Tidak Seimbang
Yang dimaksud dengan keadaan tidak seimbang adalah keadaan dimana
salah satu atau kedua syarat keadaan seimbang tidak terpenuhi. Kemungkinan
keadaan tidak seimbang ada tiga yaitu:
1. Ketiga vektor sama besar tetapi tidak membentuk sudut 1200 satu sama
lain.
2. Ketiga vektor tidak sama besar tetapi membentk sudut 1200satu sama lain.
3. Ketiga vektor tidak sama besar dan tidak membentuk sudut 1200satu sama
2.3 Beban Lebih Pada Transformator
2.3.1 Umum
Dalam pengoperasianya transformator sering mengalami gangguan,
masing- masing gangguan mengakibatkan berbagai hal yang merugikan bagi
tansformator. Salah satu gangguan yang sering terjadi yaitu gangguan arus lebih
yang disebabkan kondisi beban lebih pada transformator. Beban lebih adalah
kondisi dimana beban yang dipikul oleh transformator melebihi dari kapasitas
transformator itu sendiri.
2.3.2 Gangguan- Gangguan Pada Transformator
a. Gangguan internal
Gangguan internal adalah gangguan yang terjadi di dlam transformator itu
sendiri. Gangguan internal dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok :
a.1 Gangguan yang baru terjadi (incipient Faults)
Adalah gangguan kecil yang apabila tidak segera terdeteksi akan
membesar dan akan menyebabkan kerusakan yang lebih serius seperti:
1. terjadi busur api (are) yang kecil dan pemanasan lokal yang dapat
disebabkan oleh :
- cara penyambungan yang tidak baik
- partial discharg
- Kerusakan isolasi pada penjepit inti.
2. gangguan pada sistem pendingin
4. gangguan hubung singkat
a.2 Gangguan Eksternal
Yaitu gangguan hubung singkat diluar trafo, gangguan ini dapat dideteksi
karena timbulnya arus yang sangat besar, mencapai beberapa kali arus nominal.
Trafo daya dapat beroperasi secara terus menerus pada arus beban nominalnya
(100% x INT). Apabila beban yang dilayani lebih besar dari 100%, trafo akan
mendapat pemanasan lebih[8].
Efek dari pembebanan pada transformator yang melebihi name plate tidak
akan terlihat tanpa membongkar transformator itu sendiri. Sejarah dari
pengoperasian transformator akan menjadi indikasi pertama dari kerusakan akibat
beban lebih. Transformator mungkin memiliki kemampuan bawaan untuk
menangani beban diatas rating nameplate nya. Akan tetapi, pembebanan diatas
ratingnya dapat mengakibatkan pengurangan umur transformator. Pengurangan
umur ini tidak dapat diperbaiki.
Pemanasan lebih atau beban lebih dapat menyebabkan kerusakan pada
transformator. Suhu puncak minyak, suhu ambient, beban (arus), dll dapat
dikombinasikan untuk mengetahui suhu dan mengatur kondisi suhu pada
transformator[5].
Akibat terjadinya kenaikan arus yang disebabkan oleh adanya peningkatan
beban yang melebihi kapasitas transformator maka pada transformator akan
mengalami kenaikan suhu yang besarnya[9] :
Dimana: ∆T= kenaikan temperatur dalam celcius
K= 0,343 (konstanta)
I= arus yang mengalir (ampere)
T= waktu dalam menit
Ω /≠ = ohm per jumlah konduktor.
2.3.3 Batas Ketahanan Transformator
Sesuai dengan SPLN 64:1984 Ketentuan pengaman Trafo Distribusi
adalah sebagai berikut :
1. Dilihat dari karakteristik waktu- arusnya maka pengamanan untuk
trafo distribusi dibatasi oleh dua garis kerja.
1.1 Garis kerja pertama ( garis batas ketahanan pelebur) yang merupakan
dimana pelebur primer tidak boleh bekerja, ditrntukan oleh beban lebih
yang masih ditahan oleh trafo tersebut. Beban atau arus lebih yang
dimaksud adalah:
- beban lebih ( Beban maksimum)
- arus beban peralihan (cold load pick up)
- hubung singkat JTR (jaringan Tegangan menengah)
- Arus inrush trafo
1.2 Garis kedua (garis batas ketahanan trafo) yang merupakan batas
ketahanan trafo dimana fuse harus sudah bekerja. Gangguan yang
dapat melebihi batas tersebut adalah gangguan hubung singkat disisi
2. Garis batas ketahanan trafo distribusi umum ditentukan oleh titik- titik
berikut:
- 2 x In selama 100 detik - beban lebih
- 3 x In selama 10 detik - beban peralihan
- 6 x In selama 1 detik - beban peralihan
- 15 x In selama 0,1 detik - arus inrush trafo
- 25 x In selama 0,01 detik - arus inrush trafo
3. Garis batas ketahanan trafo ditentukan oleh titik- titik berikut:
Untuk arus lebih, hubung singkat pada jaringan tegangan rendah:
- 3 x In selama 300 detik
- 4,75 x In selama 60 detik
- 6,7 x In selama 30 detik
- 11,3 x In selama 10 detik
2.3.4 Kemampuan Termal Bahan Transformator
Salah satu bagian terpenting dari transformator adalah belitan/lilitan yang
biasanya terbuat dari konduktor tembaga atau alumunium. Saat terjadi gangguan
baik beban lebih maupun hubung singkat, akan timbul stress termal akibat
gangguan bergantung besarnya gangguan. Untuk masing- masing konduktor,
terdapat batas temperatur dimana konduktor tersebut mulai kehilangan kekuatan
selama periode waktu tertentu. Konduktor yang dipilih harus tahan terhadap panas
yang dihasilkan saat terjadi gangguan. Panas tersebut tidak boleh melebihi batas
temperatur konduktor. Batas ketahanan termal untuk tembaga dan alumunium
Tabel 2.1 Batas ketahanan suhu bahan Tembaga dan Alumunium
Bahan Batas Temperatur (oC)
Tembaga 250
Aluminium 200
2.4 Effisiensi Dan Regulasi Tegangan
2.4.1 Effisiensi Transformator
Effisiensi adalah perbandingan daya keluaran dan daya maksimum,
effisiensi dapat dirumuskan:
Efisiensi η = (Pout/Pin)x 100%
= 100%
= 1 100%
Dimana: rugi = Pcu + Pi
atau = (Pout/Pin)x 100%
= 100%
= 1 + 100%
Dimana : = Effisiensi
Pout = Daya Keluaran dari Transformator (Watt)
Pin = Daya Masukkan dari Transformator (Watt)
Pcu = Rugi- rugi Tembaga (Watt)
2.4.2 Regulasi Tegangan
Regulasi tegangan adalah perbandingan antara perubahan tegangan
keluaran pada saat tanpa beban dan pada saat beban penuh terhadap tegangan
keluaran pada tanpa beban. Regulasi tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut:
% = 100%
Dimana :
VR = Regulasi Tegangan
VNL= Tegangan Keluaran Pada Saat Tanpa Beban
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik
Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Penelitian akan dilaksanakan setelah
proposal diseminarkan dan disetujui. Lama penelitian direncanakan selama 2 (dua)
bulan.
3.2 Bahan dan Peralatan
Percobaan ini menggunakan beberapa peralatan, yaitu:
1. Transformator 3 phasa: 50 Hz, 2000VA
2. PT AC
3. Wattmeter
4. Kabel
5. Multitester
6. Beban (Lampu pijar)
3.3 Variabel yang Diamati
Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah:
1. Arus pada sisi primer dan sekunder saat beban lebih dari
masing-masing hubungan belitan.
2. Teganganline to linedanline to netralkeluaran dan beban.
3. Daya keluaran pada saat beban lebih dari masing- masing hubungan
4. Daya aktiv pada sistem.
5. Suhu pada saat pengukuran dari masing- masing hubungan belitan.
3.4 Prosedur Penelitian
Adapun prosedur pengambilan data dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Merangkai rangkaian percobaan
Sebelum melakukan percobaan, terlebih dahulu merangkai rangkaian
percobaan sesuai dengan percobaan yang dilakukan. Adapun salah satu rangkaian
percobaan yang akan digunakan seperti gambar yang terlihat berikut:
1.1 Rangkaian percobaan hubungan belitan Yy0
Gambar 3.1 Rangkaian Percobaan hubungan belitan Yy0
1.2 Rangkaian percobaan hubungan belitan Yd1
1.3 Rangkaian percobaan hubungan belitan Yd5
Gambar 3.3 Rangkaian Percobaan hubungan belitan Yd5
1.5 Rangkaian percobaan hubungan belitan Yd11
Gambar 3.4 Rangkaian Percobaan hubungan belitan Yd11
1.6 Rangkaian percobaan hubungan belitan Dd0
1.7 Rangkaian percobaan hubungan belitan Dy1
Gambar 3.6 Rangkaian Percobaan hubungan belitan Dy1
1.8 Rangkaian percobaan hubungan belitan Dy5
Gambar 3.7 Rangkaian Percobaan hubungan belitan Dy5
1.9 Rangkaian percobaan hubungan belitan Dy11
2. Pengambilan data
Prosedur percobaan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
- Percobaan tidak berbeban
1. Rangkai peralatan percobaan seperti pada Gambar 3.1 namun
sekundernya tidak dihubungkan beban, atur range alat ukur sesuai yang
dibutuhkan.
2. Hidupkan PT AC dan semua alat ukur
3. Naikkan tegangan V1.
4. Catat nilai A1 dan V1 dan teganganline to netral
5. Turunkan kembali tegangan V1 sampai 0 Volt dan matikan PT AC serta
semua alat ukur.
6. Ulangi poin 1-5 untuk Gambar rangkaian 3.2-3.10
7. Percobaan selesai.
-Percobaan berbeban
1. Rangkai peralatan percobaan seperti gambar 3.1, atur range alat ukur
sesuai yang dibutuhkan.
2. Pasang beban pada masing- masing fasa berupa lampu pijar.
3. Hidupkan PT AC dan semua alat ukur.
4. Naikkan tegangan V1 sampai pembacaan P1 menunjukkan 2 kW atau
lebih.
5. Catat nilai V1, A1, P1, Ar, As, At, V2, dan P2.
6. Catat suhu belitan selama pengukuran.
8. Turunkan kembali tegangan V1 sampai 0 volt dan matikan PT AC serta
semua alat ukur.
9. Ulangi poin 1-8 untuk hubungan transformator yang lain pada gambar
rangkaian 3.2 samapai 3.10.
10. Percobaan selesai.
Data yang di ambil pada percobaan adalah sebagai berikut:
- Arus primer dan sekunder saat rangkaian beban lebih.
- Teganganline to linedanline to netralkeluaran dan beban
- Tahanan penghantar.
- Daya masukan dan jumlah beban.
- Suhu transformator dan suhu ruang.
Data-data yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan dan perbandingan
antara perhitungan dan data yang diperoleh dari percobaan. Data-data yang
dibutuhkan tersebut telah diuraikan pada poin “pengambilan data” diatas.
Selanjutnya dilakukan pengolahan data yang diperoleh dari percobaan.
3.5 Pelaksanaan Penelitian
3.5.1 Proses pengumpulan data
Adapun diagram alur dari proses pengambilan data terlihat pada gambar 3.9
Gambar 3.9 Diagram Alir Penelitian
3.5.2 Melakukan Analisa Data Terhadap Data Yang Telah Diperoleh
Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lalu dianalisa untuk melihat
keadaan transformator dengan berbagai macam hubungan belitan dalam kaadaan
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum
Transformator merupakan salah satu peralatan listrik yang umum di pakai
dalam sistem kelistrikan. Seperti peralatan listrik umumnya, transformator dibuat
menggunakan bahan yang memiliki batasan dalam kemampuanya menahan arus
lebih yang melebihi kemampuan peralatan. Dalam penggunaanya, transformator
terkadang digunakan melebihi kapasitasnya demi melayani beban yang berkembang
dari konsumen secara kontiniu.
Dalam bab ini akan dibahas pengaruh masing- masing hubungan belitan
terhadap kemampuan transformator dalam keadaan beban lebih, yang tentunya
melebihi kapasitas dari transformator itu sendiri. Effisiensi dan kemampuan dari
transformator dalam menahan atau bekerja dalam keadaan beban lebih akan di
htung dengan memasukkan data yang telah diperoleh. Dalam hal ini kapasitas trafo
2 kVA.
4.2 Data Percobaan
Dari hasil penelitian di Laboratorium Konversi Energi diperoleh data
pengujian sebagai berikut:
a. Hubungan Yy0
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Yy0 dapat dilihat
Tabel 4.1 Data percobaan hubungan Yy0
b. Hubungan Dy1
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Dy1 dapat dilihat
pada Tabel 4.2 dibawah ini:
Tabel 4.2 Data percobaan hubungan Dy1
Pembebanan
c. Hubungan Dy5
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Dy5 dapat dilihat
pada Tabel 4.3 dibawah ini:
Tabel 4.3 Data percobaan hubungan Dy5
Pembebanan
d. Hubungan Dy11
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Dy11 dapat dilihat
pada Tabel 4.4 dibawah ini:
Tabel 4.4 Data percobaan hubungan Dy11
Pembebanan
e. Hubungan Yd1
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Yd1 dapat dilihat
pada Tabel 4.5 dibawah ini:
Tabel 4.5 Data percobaan hubungan Yd1
Pembebanan
f. Hubungan Yd5
Tabel 4.6 Data percobaan hubungan Yd5
g. Hubungan Yd11
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Yd11 dapat dilihat
pada Tabel 4.7 dibawah ini:
Tabel 4.7 Data percobaan hubungan Yd11
Pembebanan
h. Hubungan Dd0
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan hubungan Dd0 dapat dilihat
pada Tabel 4.8 dibawah ini:
Tabel 4.8 Data percobaan hubungan Dd0
Pembebanan
a. Hubungan Yy0
• Keadaan Beban Nol
VL-Lin = 377 volt
• Keadaan Berbeban
VL-Lin = 343 volt
VL-L= 219 volt
VL-N= 113 volt
ILoad= 4,42 A
Pinput= 1,7 kVA
Poutput = 3 V I cos
= 3 219 4,42 1
= 1674,60 Watt
Effisiensi =ƞ = 100% = , 100% = 98,51 %
% VR = 100% = 100% = 12,4 %
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
∆T = 0,343 x 4,42 x 1 menit
= 1,510C / menit
• Inominalprimer=
• Inominalsekunder=
= = 4,62 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
dilihat hasil perhitungan nya pada tabel 4.9 berikut:
Tabel 4.9 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Yy0
b. Hubungan Dy1
• Keadaan Beban Nol
VL-Lin = 248 volt
Pinput= 2 kVA
Poutput = 3 V I cos
= 3 230 4,69 1
= 1868 Watt
Effisiensi =ƞ = 100% = 100% = 93,31 %
% VR = 100% = 100% = 21,23 %
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
∆T = 0,343 x 4,69 x 1 menit
= 1,60C / menit
• Inominalprimer=
= = 4,66 A
• Inominalsekunder=
= = 3,95 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
Tabel 4.10 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Dy1
c. Hubungan Dy5
• Keadaan Beban Nol
Effisiensi =ƞ = 100% = , 100% = 90,6 %
• Inominalprimer=
= = 4,7 A
• Inominalsekunder=
= = 4,18 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
dilihat hasil perhitungan nya pada tabel 4.11 berikut:
Tabel 4.11 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Dy5
a. Hubungan Dy11
• Keadaan Beban Nol
VL-Lin = 225 volt
VL-L= 265 volt
• Keadaan Berbeban
VL-Lin = 212 volt
VL-L= 230 volt
VL-N= 121 volt
ILoad= 4,65 A
Pinput= 2 kVA
Poutput = 3 V I cos
= 3 x 230 4,65 1
= 1852 Watt
Effisiensi =ƞ = 100% = 100% = 92,51 %
% VR = 100% = 100% = 13,2%
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
= 1,590C / menit
• Inominalprimer =
= = 5,13 A
• Inominalsekunder =
= = 4,36 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
dilihat hasil perhitungan nya pada tabel 4.12 berikut:
Tabel. 4.12 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Dy11
Pin
b. Hubungan Dd0
• Keadaan Beban Nol
VL-Lin = 350 volt
VL-L= 286 volt
• Keadaan Berbeban
VL-L= 208 volt
VL-N= 121 volt
ILoad= 4,8 A
Pinput= 1,8 kVA
Poutput = 3 V I cos
= 3 x 208 4,8 1
= 1727,23 Watt
Effisiensi =ƞ = 100% = , 100% = 96,18 %
% VR = 100% = 100% = 27,27 %
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
∆T = 0,343 x 4,8 x 1 menit
= 1,640C / menit
• Inominalprimer=
= = 3,30 A
• Inominalsekunder=
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
dilihat hasil perhitungan nya pada tabel 4.13 berikut:
Tabel. 4.13 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Dd0
c. Hubungan Yd1
• Keadaan Beban Nol
Poutput = 3 V I cos
= 3 x 200 4,6 1
= 1591,6 Watt
Effisiensi =ƞ = 100% = , 100% = 88,4 %
% VR = 100% = 100% = 10,7 %
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
∆T = 0,343 x 4,6 x 1 menit
= 1,570C / menit
• Inominalprimer=
= = 3,21 A
• Inominalsekunder=
= = 5,16 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
Tabel. 4.14 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Yd1
d. Hubungan Yd5
• Keadaan Beban Nol
= 1536,75 Watt
Effisiensi =ƞ = 100% = , 100% = 85,37 %
% VR = 100% = 100% = 12,09 %
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
∆T = 0,343 x 4,7 x 1 menit
= 1,610C / menit
• Inominalprimer=
= = 4,81 A
• Inominalsekunder=
= = 5,37 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
Tabel. 4.15 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Yd5
e. Hubungan Yd11
• Keadaan Beban Nol
VL-Lin = 350 volt
Effisiensi =ƞ = 100% = , 100% = 86,20 %
% VR = 100% = 100% = 6,60 %
• Kenaikan Suhu
∆T= K. I2. Tmins (Ω /≠)
∆T = 0,343 x 4,53 x 1 menit
= 1,550C / menit
• Inominalprimer=
= = 3,30 A
• Inominalsekunder=
= = 5,45 A
Dan dengan proses perhitungan yang sama dengan beban yang berbeda dapat
Tabel. 4.16 Hasil Analisa Percobaan Berbeban lebih Hubungan Yd11
Adapun grafik dari hasil analisa data dapat dilihat pada gambar berikut:
a. Grafik P(kWatt) vs effisiensi (%) masing- masing hubungan belitan:
Gambar 4.1 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan Yy0
Pada gambar 4.1 terlihat bahwa effisiensi transformator mengalami
penurunan pada saat pembebanan menuju beban penuh, namun besar effisiensi
rata-rata pada hubungan ini cukup baik dibandingkan dengan jenis hubungan lain.
97
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
Gambar 4.2 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan Dy1
Pada jenis hubungan ini terlihat kenaikan nilai effisiensi yang cukup
signifikan, dimana kenaikkan beban yang melebihi kapasitas peralatan seharusnya
mengurangi effisiensi karena adanya effek panas berlebih akibat pembebanan
berlebih.
Gambar 4.3 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan Dy5
Dari gambar 4.3 terlihat effisiensi terlihat naik sebelum turun kembali pada
pembebanan yang lain.
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
dy1
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
Gambar 4.4 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan
Dy11
Pada gambar 4.4 terlihat bahwa effisiensi dari transformator dengan
hubungan Dy11 mengalami penurunan effisiensi setelah melewati kapasitas
bebannya.
Gambar 4.5 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan Dd0 91
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
dy11
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
Pada hubngan Dd0 effisiensi dari transformator menurun setelah
pembebanan melebihi kapasitas transformator.
Gambar 4.6 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan Yd1
Pada gambar 4.6 terlihat bahwa nilai effisiensi meningkat sebelum
pembembanan berlebih dan menurun setelah diberi beban lebih.
Gambar 4.7 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan Yd5 88
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
yd1
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
Pada jenis hubungan Yd5 effisiensi terlihat mengalami penurunan pada saat
beban penuh namun meningkat pada saat beban lebih, hal ini mungkin disebabkan
gangguan pada peralatan.
Gambar 4.8 Grafik data percobaan P(kWatt) vs effisiensi (%) hubungan
Yd11
Pada jenis hubungan Yd11 pembebanan berlebih mengakibatkan penurunan
effisiensi dari transformator.
b. Grafik P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit) masing- masing
hubungan belitan:
Adapun perhitungan suhu transformator tidak memperhitungkan suhu
lingkungan.
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi(%)
Gambar 4.9 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Yy0
Pada gambar 4.9 terlihat bahwa kenaikan beban yangdiberikan pada
transformator dengan hubungan Yy0 mengakibatkan kenaikan suhu peralatan yang
cukup besar permenitnya.
Gambar 4.10 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Dy1
Pada hubungan Dy1terlihat bahwa kenaikkan suhu pada saat berbeban lebih
cukup besar.
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
yy0
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
Gambar 4.11 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Dy5
Pada hubungan Dy5kenaikan suhu awalnya naik, namun turun kembali. Hal
ini tidak sesuai dengan teori dimana kenaikan bebabn tentunya mengakibatkan
kenaikan suhu peralatan yang dibebankan.
Gambar 4.12 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Dy11
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
dy5
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
Pada hubungan Dy11 terlihat kenaikan suhu pada masing- masing
pembebanan.
Gambar 4.13 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Dd0
Sama halnya dengan jenis hubungan yang lain, suhu peralatan mengalami
kenaikan akibat dari adanya kenaikan beban pada hubungan Dd0. 1.64
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
Gambar 4.14 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Yd1
Pada gambar 4.14 terlihat bahwa kenaikan suhu hubungan meningkat
seiring penambahan beban.
Gambar 4.15 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Yd5
Pada jenis hubungan Yd5 sama halnya dengan hubungan Yd1 mengalami
keenaikan suhu akibat pembebanan berlebih pada transformator.
1.55
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
yd1
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
Gambar 4.16 Grafik data percobaan P(kWatt) vs Kenaikkan suhu (0C/menit)
hubungan Yd11
Pada gambar 4.16 terlihat bahwa hubungan ini sama seperti hubungan lain,
mengalami peningkatan suhu pada masing- masing pembebanan.
Adapun grafik dari keseluruhan rangkaian ditunjukkan pada grafik berikut:
1.5
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan Suhu(0C/menit)
Gambar 4.17 Grafik daya beban (kWatt) vs Effisiensi (%)
Gambar diatas adalah grafik daya beban vs effisiensi untuk keseluruhan
hubungan yang dibahas. Pada gambar terlihat bahwa masing- masing hubungan
memiliki kurva yang berbeda- beda untuk effisiensi dalam keadaan beban lebih.
Hal ini disebabkan oleh jenis hubungan dan pengaruh kondisi peralatan yang
mempengaruhi pengukuran.
Grafik P(kwatt) vs Effisiensi
Gambar 4.18 Grafik daya beban (kWatt) vs Kenaikan Suhu (0C/menit)
Grafik P(kwatt) vs Kenaikkan
Pengukuran dan perhitungan kenaikan temperatur untuk masing- masing
hubungan belitan ditunjukkan pada gambar 4.18 diatas. Dari grafik tersebut terlihat
bahwa pengaruh pembebanan mengakibatkan kenaikan temperatur pada
masing-masing hubungan, pengukuruan dan perhitungan sendiri dilakukan tanpa
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan
sebagai berikut:
1. Dari hasil analisis percobaan berbeban lebih pada transformator 3
phasa pada masing- masing hubungan belitan didapatkan bahwa
effisiensi terbaik terdapat pada hubungan belitan Dd0 yaitu
hubungan yang biasa digunakan pada transformator dengan tegangan
rendah.
2. Dari hasil analisis percobaan berbeban lebih pada transformator 3
phasa pada masing- masing hubungan belitan didapatkan bahwa
regulasi tegangan terbaik terdapat pada hubungan belitan Yy0 yaitu
hubungan yang biasa digunakan pada tegangan tinggi.
3. Akibat beban lebih yang diberikan pada transformator 3 phasa
terjadi kenaikan suhu yang bervariasi untuk masing- masing
hubungan belitan, kenaikan suhu belitan tertinggi terjadi pada
hubungan Dy1, dan kenaikan suhu terendah terdapat pada hubungan
belitan Yy0.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut:
2. Melakukan penelitian dengan jenis beban yang berbeda dan
pengaruh harmonisa terhadap transformator dalam keadaan
DAFTAR PUSTAKA
[1] Zuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Penerbit
Gramedia, Jakarta, 1988.
[2] Lumbanraja, Hotdas, “Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Effisiensi
Transformator Tiga Fasa Hubungan Open-Delta”, Repository USU, 2008.
[3] Wijaya, Mochtar, “Dasar- Dasar Mesin Listrik”, Djambatan, Jakarta, 2001.
[4] Prajiwazhari, “Analisa Perbandingan Pengaruh Pembebanan Terhadap
Regulasi Tegangan dan Effisiensi Pada Berbagai Hubungan Belitan
Transformator Tiga Phasa (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi
Listrik FT. USU”, Repository USU, 2012
[5] Harlow, James.H, “Electric Power Transformer Engineering”, CRC Press
LLC, Florida, 2004
[6] Jargstorf, Johannes, "Effect of Demand Respon on Transformer Lifetime
Expectation", IEEE PES Innovation Smart Grid Europe, Berlin, 2012.
[7] https://electricalnotes.wordpress.com/2012/05/23/vector-group-of-transformer
[8] Sumanto, "Teori Transformator", Penerbit Andi Offset, Yogyakarta, 1991.
[9] Palmer-Bucle, Peter,"Characteristic Of Transformer Parameter During Internal
Wnding Faults Based On Experimental Measurements", IEEE Power System,
