Pengujian Rating Trafo

(1)

Laporan Penelit ian

PENGUJIAN TAPPING

TRANSFORM ATOR DISTRIBUSI 20

Oleh :

Ir. Leonardus Siregar, M T

Dosen Tet ap Fakult as Teknik

LEM BAGA PENELITIAN

UNIVERSITAS HKABP NOM M ENSEN

M EDAN

(2)

(3)

Kat a Pengant ar

Puji dan syukur penulis panjat kan kepada Tuhan Yeang maha pengasih, at as segala

kasih karunia dan kemurahan-Nya kepada penelit i, sehingga penelit ian dengan judul

“ Analisa Pengujian Tapping Transpormat or Dist ribusi 20 KV.” dapat diselesaikan. Penelit ian

ini merupakan salah sat u Tri Dharma Perguruan Tinggi di bidang Penelit ian Fakult as Teknik

Universit as HKBP Nommensen.

Dalam melaksanakan penelit ian ini, penulis banyak menerima masukan-masukan dan bant uan dar berbagai pihak. Unt uk it u dalam kesempat an ini penelit i mengucapkan banyak t erima kasih, khususnya kepada :

1. Bapak Ket ua Lembaga Penelit ian Universit as HKBP Nommensen M edan

2. Bapak Rekt or Universit as HKBP Nommensen

3. Bapak Dekan dan St af Pegaw ai Fakult as Teknik Universit as HKBP Nommensen 4. Bapak Ket ua Program St udi Fakult as Teknik Universit as HKBP Nommensen M edan.

Akhirnya penelit i mengucapkan banyak t erima kasih kepada semua pihak yang, semoga penelit ian ini berguna bagi inst it usi Universit as HKBP Nommensen, bagi pembaca maupun masyarakat .

M edan, Januari 2013 Penelit i,

(4)

DAFTAR ISI

2.1. Jenis-Jenis Hubungan Belit an Transformat or Tiga Phasa ... 2

2.2. Tapping ... 4

2.2.1. Tap Changer Tanpa beban ... .. 6

2.2.2. Tap Changer Berbeban ... 7

2.3. Variasi Tegangan Selama Perubahan Tapping ... 10

III. M et odologi Penelit ian ... 11

3.1. Penggulungan Kumparan (Coil Winding) Belit an... 11

3.1.1. Sisi Sekunder ... 12

3.1.2. Sisi Primer ... 12

3.2. Penyambungan Hubungan Ant ar Kumparan (Coil Assembly) ... 14

3.3. Pengujian Transformat or ... 15

3.3.1. Pengujian Tanpa Beban ... 15

3.3.2. Pengujian Hubung Singkat ... 16

3.3.3. Peralat an Pengujian ... 17

3.3.4. Rangkaian Pengujian Beban Nol ... 17

3.3.5. Rangkaian Pengujian Hubung Singkat ... 17

3. 3.6. Pemanfaat an Tapping pada Jaringan Dist ribusi ... 18

IV. Hasil dan Analisa ... 19

4.1. Dat a Hasil Pengujian Beban Nol dan Hasil Perhit ungan Percobaan Berbeban ... 19

4.2. Dat a Hasil Pengujian Hubungan Singkat ... 20

4.3. Hasil Perhit ungan Pengat uran Tapping ... 25

V. Kesimpulan ... 29

(5)

RINGKASAN

Pusat -pusat pembangkit t enaga list rik berada jauh dari pusat beban, hal ini

mengakibat kan kerugian yang cukup besar dalam penyaluran daya list rik. Kerugian t ersebut

disebabkan oleh saluran yang cukup panjang, sehingga dalam penyaluran daya list rik melalui

t ransmisi maupun dist ribusi akan mengalami t egangan jat uh (drop Volt age) sepanjang

saluran yang dilalui. Salah sat u cara unt uk memperbaiki jat uh t egangan adalah dengan

pemasangan t apping pada t ransformat or dist ribusi.

Tapping t ransformat or dibuat pada sisi t egangan t inggi dan dibagi dalam lima bagian.

M engubah posisi t apping sama dengan mengubah jumlah belit an primer dan dikendalikan

oleh t ap changer. Perubahan nilai (jumlah belit an primer) akan mempengaruhi rasio

perbandingan belit an t ransformat or. Perubahan rasio perbandingan belit an ini

menyebabkan perubahan t egangan pada sisi t egangan t inggi sement ara t egangan

rendahnya konst an. Set elah t apping selesai dibuat , dilakukan pengujian unt uk menget ahui

rugi-rugi t ransformat or. Dari hasil pengujian diperoleh bahw a rugi-rugi t ransformat or pada

(6)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Lat ar Belakang

Perkembangan sist em kelist rikan saat ini t elah mengarah pada peningkat an efisiensi

dan mut u t egangan dalam penyaluran energi list rik. Peningkat an efisiensi dan mut u

t ersebut dapat dimulai dari pembangkit an, t ransmisi, dan dist ribusi. Pada sisi dist ribusi,

peningkat an efisiensi dapat dilakukan dengan cara mengurangi t erjadinya jat uh t egangan

pada saluran dengan memberikan t ingkat t egangan yang aman bagi peralat an pelanggan.

Besarnya t egangan yang dit erima oleh konsumen list rik t idaklah sama, hal ini t erjadi

karena adanya impedansi dari jaringan. Oleh karena it u, jat uh t egangan selalu ada pada

set iap bagian dari sist em t enaga, mulai dari sumber sampai ke pelanggan. Jat uh t egangan

berbanding lurus dengan besarnya arus dan sudut phasanya. Dengan pemasangan t apping

pada t rasformat or dist ribusi maka t egangan sekunder dapat dinaikkan maupun dit urunkan

sehingga diperoleh t egangan yang kost an. Oleh karena it u, t egangan yang sampai pada

pelanggan dapat dikendalikan. Adapun t ujuan pengendalian t egangan sist em dengan

menggunakan t ap changer adalah agar penggunaan daya dan t egangan menjadi lebih

ekonomis yang maksudnya t egangan yang digunakan sesuai dengan t egangan yang didesain

dari peralat an yang dipakai, sampai pada suat u bat as t ert ent u.

Penelit ian ini akan menganalisa pemasangan t apping dan rugi-rugi t ransformat or

dist ribusi karena pemasangan alat t ersebut ,sehingga t egangan keluaran dari t ransformat or

dist ribusi t iga phasa dapat dikendalikan.

1.2. Perumusan M asalah

Adapun masalah yang dihadapi dalam penelit ian ini adalah menjelaskan pemasangan

t apping pada sisi t egangan t inggi t ransformat or dist ribusi t iga phasa, pemanfaat an

pengendalian t egangan dengan menggunakan t ap changer, mengit ug rugi-rugi

t ransformat or dist ribusi t iga phasa dengan variasi t apping.

1.3. Tujuan dan Kegunaan Penelit ian

Tujuan dan kegunaan penelit ian ini dengan judul pengujian t apping t ransformat or dist ribusi20 kv di Pt M oraw a Elekt rik Transbuana adalah :

1. Unt uk menambah pemahaman t ent ang pengujian Transformat or.

2. Unt uk memberikan pemahaman t ent ang pemasangan t apping pada t ransformat or dist ribusi t iga phasa.

(7)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Jenis-Jenis Hubungan Belit an Transformat or Tiga Phasa

Pada t ransformat or t iga phasa t erdapat dua hubungan belit an ut ama yait u

hubungan delt a dan hubungan bint ang dengan kombinasi Y - Y, Y - Δ , Δ - Y, Δ - Δ , bahkan

unt uk kasus t ert ent u belit an sekunder dapat dihubungkan secara berliku-liku (zig-zag),

sehingga diperoleh kombinasi Δ - Z dan Y – Z. Hubungan zig-zag (Z) merupakan sambungan

bint ang ist imew a” , hubungan ini dibuat dengan menambahkan kumparan yang

dihubungkan secara segit iga pada kumparan sekunder yang dihubungkan secara bint ang.

Berikut ini pembahasan hubungan t ransformat or t iga phasa secara umum:

1. Hubungan Wye-Wye ( Y-Y )

Hubunangan ini ekonomis digunakan unt uk melayani beban yang kecil dengan

t engangan t ransformasi yang t inggi. Hubungan Y-Y pada t ransformat or t iga phasa dapat

dilihat pada Gambar 1 berikut ini.

Gambar 1. Transformat or Hubungan Y-Y

Pada hubungan Y-Y , t egangan primer pada masing-masing phasa adalah

= / 3 (1)

Tegangan phasa primer sebanding dengan t egangan phasa sekunder dan perbandingan

belit an t ransformat or. M aka diperoleh perbandingan t egangan pada t ransformat or adalah:

= √3

√3 = (2)

2. Hubungan Wye-Delt a ( Y-Δ )

Digunakan sebagai penaik t egangan unt uk sist em t egangan t inggi. Hubungan Y-Δ pada

(8)

Gambar 2. Transformat or Hubungan Y- Δ

Pada hubungan ini t egangan kaw at ke kaw at primer sebanding dengan t egangan

phasa primer = √3 dan t egangan kaw at ke kaw at sekunder sama dengan t egangan

phasa = . Sehingga diperoleh perbandingan t egangan pada hubungan ini adalah

sebagai berikut :

= √3 = 3 (3)

3. Hubungan Delt a – Wye (Δ –Y )

Umumnya digunakan unt uk menurunkan t egangan dari t egangan t ransmisi ke

t egangan rendah. Hubungan Δ –Y pada t ransformat or t iga phasa dit unjukkan pada Gambar

3.

Gambar 3. Transformat or Hubungan Δ – Y

Pada hubungan ini t egangan kaw at ke kaw at primer sama dengan t egangan phasa

primer = Φ dan t egangan sisi sekunder = √3 φ . M aka perbandingan t egangan

pada hubungan ini adalah :

=

(9)

4. Hubungan Delt a-Delt a (Δ – Δ ).

Hubungan Δ –Δ ini pada t ransformat or t iga phasa dit unjukkan pada Gambar 4

berikut

Gambar 4. Transformat or Hubungan Δ – Δ

Pada hubungan ini, t egangan kaw at ke kaw at dan t egangan phasa sama unt uk

primer dan sekunder t ransformat or VAB= VBC= VAC= VL. M aka hubungan t egangan

primer dan sekunder t ransformat or adalah sebagai berikut :

VL− L = VL− N(volt ) (5)

VA− B = VBC= VAC(volt ) ₍₆₎

dengan :

VL− L= Tegangan line t o line

VL− N=Tegangan line t o net ral

Sedangkan arus pada t ransformat or t iga phasa hubungan delt a dapat dit uliskan

sebagai berikut :

IL = √3IP(ampere) (7)

dengan :

IL= Arus line

IP= Arus phasa

2.2. Tapping

Prinsip pengat uran t egangan sekunder berdasarkan perubahan jumlah belit an

pirmer at au sekunder. ₁, 1dan 2, 2adalah paramet er primer dan sekunder. 1

1

= 2

(10)

2=

bert ambah. Di sisi lain, jika ₂ bert ambah sement ara ₁t et ap, t egangan sekunder 1

1× 2

juga bert ambah.

Dengan kat a lain, pengurangan belit an primer ₁ mempunyai pengaruh yang sama dengan penambahan belit an ₂.

Tapping dapat dibuat di aw al, di akhir dan di t engah belit an t ransformat or,

dit unjukkan Gambar 5 berikut .

Gambar 5. Tapping Akhir dan Tapping Tengah

Ket ika arus pada belit an primer dan sekunder mengalir dengan arah yang

berlaw anan. Arus-arus ini berint eraksi dengan fluks bocor diant ara kedua belit an dan

menghasilkan gaya radial yang saling t olak-menolak. Gaya radial ini menekan belit an dalam

ke int i dan mendorong pelit an luar menjauhi int i. Gaya yang berlaw anan ini akan

menimbulkan gaya aksial jika t apping dibuat pada belit an t ransformat or. Pada gambar

diat as, belit an dengan t apping akhir menimbulkan gaya aksial yang lebih besar dengan

belit an dengan t apping t engah. Pada keadaan hubung singkat , gaya aksial yang t imbul akan

sangat besar. Sehingga posisi t apping yang sering dipakai adalah t apping t engah.

Tapping t ransformat or dist ribusi adalah dari t egangan nominalnya. Jadi t egangan

pada sisi primer t ransformat or dist ribusi mempunyai 5 t apping yait u:

Tapping 1 = + (0,1 × )

(11)

Tapping 3 =

Tapping 4 = − (0,05 × )

Tapping 5 = + (0,1 × )

Jumlah belit an t ransformat or dist ribusi t iga phasa:

• Belit an primer dihubungkan Y

• Jumlah belit an sekunder per kaki, jika belit an t erhubung Z

2=

3 /

(11)

Jika t ap changer didisain beroperasi, ket ika t ransformat or di luar rangkaian disebut

t ap changer t anpa beban. Tap changer yang didisain beroperasi ket ika t ransformat or dalam

rangkaian disebut t ap changer berbeban.

2.2.1. Tap Changer Tanpa Beban

Tap changer ini biasanya digunakan pada t ransformat or dist ribusi, dimana

t egangannya lebih st abil. Sehingga pengat uran t appingnya, dilakukan pada saat

pemasangan t ransformat or ke dalam sist em t enaga list rik dan dalam jangka w akt u yang

lama. Tap changer t anpa beban diilust rasikan pada Gambar 6 dan 7. Terdapat enam st ut

dari 1-6, belit an disadap dalam enam t it ik, sama dengan jumlah st ut . Tap changer

dihubungkan ke enam t it ik sadapan melalui st ut yang berbent uk lingkaran. Tap changer

t ransformat or dapat dit em pat kan dimana saja, bisa di bagian at as t angki at au t empat yang

memungkinkan lainnya. Jarum penunjuk dapat diput ar melalui pemut ar yang ada di luar

t angki.

Jika belit an disadap pada int erval 2,5%, maka dengan pemut aran jarum penunjuk R

menyebabkan:

1. Pada st ut 1, 2 ; belit an penuh dalam rangkaian

2. Pada st ut 2, 3 ; 97,5% belit an dalam rangkaian

(12)

4. Pada st ut 4,5 ; 92,5% belit an dalam rangkaian

5. Pada st ut 5,6 ; 90% belit an dalam rangkaian

Gambar 6. Penyusunan Posisi Tap Changer Tanpa Beban yang Terhubung Y

Gambar 7 Penyusunan Posisi Tap Changer Tanpa Beban yang Terhubung

St ut merupakan posisi akhir dan menjaga jarum penunjuk t idak berput ar penuh.

Jika st ut t idak ada, jarum penunjuk dapat t idak menghubungkan belit an. M engubah

t apping hanya bisa dilakukan, ket ika t ransformat or t idak t erhubung dengan sumber.

Seandainya jarum menunjuk berada pada st ut 1 dan 2. Unt uk memindahkannya ke st ut 2

dan 3, pert ama t ransformat or dilepas dari rangkaian dan kemudian jarum penunjuk R

diput ar ke posisi st ut 2 dan 3. Set elah it u, t ransformat or dihubungkan dengan sumber dan

sekarang 97,5% saja belit an pada rangkaian.

2.2.2. Tap Changer Berbeban

Pengubah t apping ini biasanya digunakan unt uk perubahan t egangan dalam periode

w akt u yang singkat . Tegangan keluaran dapat diat ur dengan t ap changer, t anpa

menyebabkan gangguan t erhadap sist em.

Selama operasi t ap changer berbeban:

1. Rangkaian ut ama t idak harus dilepas kecuali jika menyebabkan percikan api.

2. Tidak ada bagian dari sadapan belit an yang akan t erhubung singkat .

Salah sat u bent uk t ap changer berbeban diilust rasikan pada Gambar 8a. Dilengkapi

(13)

dihubungkan ke segmen 1 sampai 5 secara t erpisah. Dua st ut dan , t erhubung dengan

reakt or sadapan t engah melalui saklar dan , sehingga membuat hubungan dengan

set iap segmen dalam operasi normal.

Gambar 8.a, kedua st ut t erhubung dengan segmen 1 dan seluruh belit an dalam

rangkaian. Saklar , dit ut up. Set engah t ot al arus mengalir melalui menuju set engah

reakt or pada bagian baw ah kemudian ke rangkaian luar. Set engah t ot al arus yang lain

mengalir melalui y menuju set engah reakt or pada bagian at as kemudian menuju rangkaian

luar. Arus yang mengalir pada bagian at as dan bagian baw ah reakt or m engalir dalam arah

yang berlaw anan. Reakt or dililit dengan dengan arah yang sama, sehingga ggm yang

dihasilkan set engah belit an berlaw anan dengan ggm yang dihasilkan set engah belit an yang

lainnya. Gaya-gaya ini sama besarnya dan penjumlahannya nol. Reakt or hampir t idak

indukt if dan impedansinya sangat kecil. Oleh karena it u, t egangan jat uh pada reakt or

sadapan t engah t idak ada.

Gambar 8.a. Tap Changer Berbeban

b. Operasi dari Segmen 1 ke Segmen 2

Ket ika perubahan t egangan dibut uhkan, st ut dan dipindahkan ke segmen 2

dengan urut an operasi sebagai berikut :

I. Buka saklar , gambar ( . ). Arus masuk melalui reakt or pada bagian baw ah.

Reakt or menjadi sangat indukt if dan t egangan jat uhnya besar. Oleh karena

it u, reakt or harus didisain menahan arus beban penuh sesaat .

(14)

III. Tut up saklar , gambar ( . ). Belit an t ransformat or ant ara sadapan 1 dan 2

t erhubung melalui reakt or. Impedansi reakt or besar, pada saat arus mengalir

dalam sat u arah, arus sirkulasi yang mengalir melalui reakt or dan sadapan

belit an sangat kecil. Pada keadaan ini, reakt or melindungi sadapan belit an

dari hubung singkat .

IV. Buka saklar . Arus masuk mengalir hanya melalui reakt or pada bagian at as,

menyebabkan t egangan jat uh yang besar.

V. Pindahkan st ut A dari segmen 1 ke segmen 2 dan t ut up saklar . pada saat ini

perpindahan sadapan 1 ke 2 t elah selesai.

Unt uk t ransformat or yang besar, saklar dan dapat dibuat dari circuit breaker.

Jenis t ap changer berbeban yang lain, juga dilengkapi dengan reakt or sadapan

t engah, diilust rasikan pada Gambar 9. Fungsi reakt or adalah melindungi sadapan belit an

dari hubungan singkat . Saklar 1, 2, 3, 4 dan 5 dihubungkan dengan sadapan belit an.

Gambar 9. Tapping Berbeban

Saklar pada Gambar 9 dit ut up selama operasi normal, dengan saklar 2, 3, 4, 5

dibuka dan saklar 1 dit ut up. Pada saat ini, arus mengalir melalui reakt or bagian at as dan

reakt or bagian baw ah dengan arah yang berlaw anan. Perubahan sadapan 1 ke sadapan 2,

dilakukan dengan urut an operasi sebagai berikut .

i. Buka saklar S. Sekarang arus t ot al mengalir melalui reakt or pada bagian at as dan

t egangan jat uhnya besar.

ii. Tut up saklar 2. Belit an ant ara sadapan 1 dan sadapan 2 t erhubung melalui reakt or.

iii. Buka saklar 1. Sehingga arus mengalir melalui reakt or pada bagian baw ah dan

t egangan jat uhnya besar.

iv. Tut up saklar S. Arus mengalir melalui kedua bagian reakt or .

(15)

2.3. Variasi Tegangan Selama Perubahan Tapping

Asumsikan t apping dibuat pada sisi primer, dimana:

1= jumlah belit an ant ara t egangan t erminal dengan sadapan 1. 2= jumlah belit an ant ara t egangan t erminal dengan sadapan 2.

= jumlah belit an sekunder, diasumsikan lebih kecil dari ₁dan ₂.

1= t egangan primer

= arus primer

= t ahan reakt or ket ika arus mengalir pada set engah bagian reakt or.

Pada Gambar 8a, ket ika semua belit an primer dalam rangkaian, t egangan sekunder

1adalah:

Gambar 10 Variasi Tegangan Selama Perubahan Tapping

Perubahan t egangan sekunder ₁ ke ₂ yang dit unjukkan pada Gambar 10 menjelaskan t egangan sekundernya, pert ama-t ama berkurang dari ke sampai

akhirnya bert ambah ke . Tegangan berubah dari ab, bc, cd, ke de dalam Gambar 8

(16)

BAB 3

M ETODOLOGI PENELITIAN

3.1. Penggulungan Kumparan (Coil Winding) Belit an

Pemasangan t apping pada t ransformat or dist ribusi t iga phasa bert ujuan unt uk

menjaga t egangan pada sisi t egangan sekunder selalu konst an, meskipun t erjadi perubahan

t egangan pada sisi t egangan t inggi dengan menggunakan t ap changer. Jenis t ap changer

yang digunakan adalah t ap changer t anpa beban.

St udi ini dimaksudkan unt uk menget ahui cara pemasangan t ap changer t anpa beban

dan menget ahui rugi – rugi t ransformat or dist ribusi t iga phasa pada set iap variasi t apping.

Hal yang perlu diperhat ikan adalah penggulungan kumparan, penent uan jumlah belit an

pada set iap variasi t apping, penyambungan hubungan ant ar kumparan, pemasangan t ap

changer t anpa beban dan pengujian rugi-rugi pada set iap variasi t apping.

3.1.1. Sisi Sekunder

Transformat or dist ribusi t iga phasa, 160 KVA, hubungan Y-Zn5, 20 KV/ 400 volt , Volt / Turn

= 7,02. Unt uk menent ukan jumlah belit an, dapat kit a hit ung sebagai berikut :

•

Hubungan belit an zig-zag pada sisi sekunder. Dari dat a diat as t elah dihit ung

t egangan per sat uan belit an V/ T = 7,02.

•

Tegangan nominal line t o line sisi sekunder = 400 volt .

•

Tegangan nominal line t o net ral sisi sekunder =400/ √ 3volt .

•

Tegangan nominal per kaki sisi sekunder= Volt

Unt uk lebih jelasnya, dapat kit a perhat ikan gambar 11.

Gambar 11. Belit an Trafo 3 Phasa 160 KVA dengan Vect or Y-Zn5

(17)

Terminal-t erminal , , ,adalah pada sisi primer dan , , , pada sisi sekunder dengan

(t it ik net ral) dit arik keluar.

N = V / 3

sisi sekunder sebanyak 2 bat ang, sehingga besarnya penampang kaw at t ot al adalah 2 x (3,7

x 11) mm². Kaw at -kaw at ini berbent uk empat persegi yang dibungkus dengan kert as isolasi

set ebal 4 x 0,05 mm = 0,2 mm.

3.1.2. Sisi Primer

Tegangan pada sisi primer mempunyai 5 t apping yait u:

Tapping 1 = 20 + (0,1 x 20 KV) = 22 KV

belit an pada masing-masing t apping adalah:

N1=

V/ √ 3

V/ T (18)

Kumparan primer dihubungkan Y, t egangan per sat uan belit an = 7,02 sehingga

belit an pada masing-masing t apping adalah:

(18)

Tapping 5 =18 √ 3⁄

7,02 ∙ 10 3

= 1480,58 ≈ 1481belit an

M aka, dapat dicari selisih ant art apping dengan perhit ungan

St = Tn – T(n+1)

Ket erangan:

St = Selisih ant art apping

T = Tapping

n = Jumlah belit an yang aw al

n+1 = jumlah belit an yang ingin dikurangi dari jumlah belit an Tn

M isalnya,



n = Tapping 1

St = T1– T(1+1)= T1-T2= 1809-1727 = 82



n = Tapping 2

St = T2– T(2+1)= T2-T3= 1727-1645 = 82



dan set erusnya,

Jadi, selisih ant ar t apping adalah 82

Belit an per phasa pada kumparan primer dibagi menjadi 2 bagian yang

dihubung-kan seri dengan t iap-t iap bagian adalah 1809/ 2 = 904,5 belit an dibulat dihubung-kan menjadi 905

belit an.

Gambar 12. Kumparan Primer yang Terbagi 2 dan Dihubungkan Seri

Adapun, hubungan t aping dengan gambar 3.3 di at as dapat dilihat dari perhit ungan

sebagai berikut :

Tapping 1 : Urut an 4 ke 5 = 905 + (904-0) = 1908

(19)

Tapping 3: Urut an 3 ke 6 = 823 + (904-82) = 1645

Tapping 4 : Urut an 6 ke 2 = (904-82) + 741 = 1563

Tapping 5 : Urut an 2 ke 7 = 741 + (904-164) = 1481

M asalah yang harus diperhat ikan pada penggulungan kumparan adalah Tensile

St rengt h jangan t erlalu besar sehingga mengakibat kan permukaan luar kaw at (enamel)

ret ak at aupun rusak.

3.2. Penyambungan Hubungan Antar Kumparan (Coil Assembly)

Kumparan yang t elah selesai digulung, kemudian disambungkan ant ara kumparan yang sat u

dengan yang lain ,sepert i yang dit unjukkan pada gambar di baw ah ini.

Gambar 13. Penyambungan Hubungan Ant ar Kumparan

Unt uk membandingkannya dengan kumparan yang t elah siap dikerjakan dapat

dilihat pada gambar 15.

Gambar 15. Kumparan yang Selesai Dihubungkan

(20)

Gambar 16. Tapping Sisi Primer

Set elah t ransformat or selesai dan dimasukkan ke dalam t angki, dilakukan pengujian

beban nol dan pengujian hubung singkat unt uk menent ukan rugi-rugi t ransformat or pada

set iap variasi t apping.

3.3. PENGUJIAN TRANSFORM ATOR

Persamaan yang digunakan dalam menganalisa karakt erist ik t ransformat or t iga fasa

adalah sama dengan analisa karakt erist ik pada t ransformat or sat u fasa, hanya saja

besarannya digant i dengan besaran t iga fasa.

3.3.1. Pengujian Beban Nol

Persamaan yang digunakan dalam menganalisa karakt erist ik beban nol

t ransformat or t iga fasa, t erut ama adalah rugi-rugi int i t ransformat or t iga fasa t esebut .

Sehingga didapat karkt erist ik rugi-rugi beban nol t erhadap kenaikan t egangan. Sedangkan

arus beban nol yang mengalir ada dua komponen, yait u :

1. Arus rugi-rugi int i at au arus penguat yait u arus yang akt if yang dapat menimbulkan

rugi-rugi int i ( Ic = Io Cos Φ ).

2. Arus yang t imbul karena adanya fluks yang menimbulkan arus eddy dan arus

hyst eresis yang dikenal dengan arus magnet isasi. ( Im = Io Sin Φ ).

Pada keadaan beban nol, Io sangat kecil maka rugi-rugi t embaga pada sisi primer

dapat diabaikan, jadi rugi-rugi yang ada prakt is hanya rugi-rugi besi.

Daya beban nol dapat dihit ung dengan persamaan:

P0= 3VLI0cosΦ

(3.3)

Dimana,

(21)

VL= Tegangan saluran pada sisi primer (volt )

I0 = Arus beban nol (ampere)

Unt uk menghit ung fakt or daya beban nol pada t ransformat or t iga fasa dapat dihit ung

sebagai berikut :

cosϕ _C= P0

√3V1I0

(3.4)

Unt uk mencari besar t ahanan pada int i besi adalah :

= 1= 1

cos (3.5)

Unt uk mencari reakt ansi magnet isasi adalah :

= 1 = 1

0sin

(3.6)

Pada keadaan t anpa beban ₀= hysteresis+ eddy cur rent

dengan

hysteresis= ℎ = 0 dan eddy cur rent = 0 0 2

3.2.2. Pengujian Hubung Singkat

Dalam percobaan ini t erminal sekunder t ransformat or dihubung singkat . Tujuannya

agar didapat karakt erist ik daya hubung singkat yang merupakan rugi-rugi t embaga

kumparan belit an t ransformat or. Dan juga karakt erist ik t egangan jat uh yang t erjadi akibat

adanya arus hubung singkat .

Perhit ungan yang digunakan unt uk mencari karakt erist ik hubung singkat t ersebut

adalah sebagai berikut :

Unt uk mencari impedansi hubung singkat , dimana R = R + R ʹ danX = X + X ʹ,maka

= + = _(3.7)

Unt uk mencari rugi-rugi daya pada kumparan:

= (3.8)

Sedangkan t egangan jat uh dalam belit an primer dan sekunder:

(22)

3.3.3. Peralatan Pengujian

Pengujian ini menggunakan beberapa peralat an, yait u :

1. Transformat or 3θ , 160 KVA, 20KV/ 400 V, hubungan Y-Zn5

2. Volt age Regulat or 500 V M axwell Elect ric Taiwan

3. Wat t met er 3θ

4. Ammet er (YEW skala 2 – 10 A)

5. Volt met er (YEW skala 300 – 750 volt )

3.3.4. Rangkaian Pengujian Beban Nol

Gambar 3.7 Rangkaian Pengujian Beban Nol

Prosedur Pengujian Beban Nol :

1. Let akkan t rafo pada t empat yang cukup aman.

2. Peralat an dirangkai sepert i gambar

3. Hidupkan Pow er Supply.

4. Naikkan t egangan ₁ secara bert ahap dengan mengat ur t egangan keluaran dari Pow er Supply.

5. Unt uk set iap kenaikan t egangan ₁cat at pembacaan alat ukur ₁, dan ₁. 6. Turunkan kembali t egangan ₁dan mat ikan kembali Pow er Supply.

7. Percobaan selesai.

3.3.5. Rangkaian Pengujian Hubung Singkat

(23)

Prosedur Pengujian Hubung Singkat

1. Let akkan t rafo pada t empat yang cukup aman.

2. Peralat an dirangkai sepert i gambar

3. Hidupkan Pow er Supply.

4. Naikkan t egangan ₁ secara bert ahap dengan mengat ur t egangan keluaran dari Pow er Supply.

5. Unt uk set iap kenaikan arus ₁ cat at pembacaan alat ukur ₁ dan ₁. 6. Turunkan kembali arus I1 dan mat ikan kembali Pow er Supply.

7. Percobaan selesai.

3. 3.6. Pemanfaatan Tapping pada Jaringan Distribusi

Gambar 3.9 Sist em Tenaga List rik

Tapping diset pada t egangan nominal pada saat pemakaian t ransformat or dist ribusi

pada jaringan, t et api let ak pemakaian t ransformat or pada jaringan dist ribusi menyebabkan

t egangan pada sisi t egangan t inggi berubah dari t egangan nominalnya. Sehingga diperlukan

pengat uran t apping.

M ekanisme pengat uran t apping pada jaringan dist ribusi:

1. Transformat or dengan t apping nominal dirangkai pada jaringan dist ribusi.

2. Ukur t egangan sekunder.

3. Jika t egangan sekunder t idak sama dengan 400 volt , maka diperlukan pengat uran

t apping.

4. Transformat or lepaskan dari jaringan.

5. At ur kembali t apping sehingga t egangan sekunder menjadi 400 volt .

(24)

BAB IV HASIL DAN ANALISA

Penelit ian ini dilakukan dengan cara melakukan penelit ian dan mengambil dat a

pada PT. M ORAWA ELEKTRIK TRANSBUANA. Penelit ian ini memberikan hasil mengenai

langkah-langkah pemasangan t apping dan rugi-rugi t ransformat or dist ribusi t iga phasa

dalam bent uk grafik. Dari masing-masing grafik yang diperoleh, dapat diket ahui pengaruh

perubahan jumlah belit an pada set iap variasi t apping t erhadap rugi- rugi hubung singkat

at au rugi-rugi t embaga. Sehingga dapat diperoleh kesimpulan bahw a jumlah belit an sangat

mempengaruhi rugi-rugi hubung singkat t ersebut .

4.1. Data Hasil Pengujian Beban Nol dan Hasil Perhitungan Percobaan Berbeban

Dat a yang diperoleh dari pengujian beban nol:

Tabel 4.1 Dat a Pengujian Beban Nol

No. ₁(Volt ) ₁(Amp) P1Wat t )

Perhit ungan pada beban nol dilakukan sebagai berikut :

cos = 1

Arus rugi-rugi besi magnet isasi = 1 sin = 0,24 × 0,435 = 0,1044

Tahanan int i besi = 1

= 170

0,216= 787,04Ω

(25)

Dengan cara yang sama, dat a selanjut nya dapat dit ent ukan sehingga didapat t abel

analisa dat a sebagai berikut :

Tabel 4.2 Hasil Perhit ungan Percobaan Berbeban

No. cos∅ (Ω ) (Ω ) (Ω ) ( )

1. 0,90 783,04 1686,5 0,216 0,1008

2. 0,90 826,45 1666,7 0,242 0,12

3. 0,92 812,27 1875 0,277 0,12

4. 0,97 783,70 2906,98 0,319 0,086

5. 0,91 833,33 1833 0,33 0,15

6. 0,92 833,33 1935,48 0,36 0,155

7. 0,92 821,5 1994,79 0,4 0,163

8. 0,97 770,93 2916,67 0,454 0,12

9. 0,92 791,14 1785,71 0,474 0,21

10. 0,93 754,72 1904,76 0,53 0,21

Gambar 4.1 Karakt erist ik Daya Beban Nol

4.2. Data Hasil Pengujian Hubungan Singkat

• Tapping 1 = 22 KV, ₁ =

√ 3 =

160000

√ 3× 22000= 4,2

Dat a yang diperoleh dari pengujian hubung singkat :

Tabel 4.3 Dat a Pengujian Hubung Singkat pada Tapping 22 KV

No. ₁(Amp) ₁(Volt ) ₁(Wat t )

170 200 225 250 275 300 325 350 375 400

Rugi-Rugi Beban Nol

P₁(Wat t )

(26)

Impedansi hubungan singkat = 1

Tabel 4.4 Hasil Perhit ungan Pengujian Hubung Singkat pada Tapping 22 KV

No. ( Ω ) ( Ω ) ( Ω )

Gambar 4.2 Karakt erist ik Daya Hubung Singkat pada Tapping 22 KV

• Tapping 2 = 21 KV

1 =

√3 =

160000

√3 × 21000 = 4,4

Dat a pengujian hubung singkat dapat dit abelkan sepert i dit unjukkan pada Tabel 4.5

(27)

Tahanan hubung singkat = 1 12

= 80

12 = 80Ω

Reakt ansi hubung singkat = 2− 2= 1702− 802 = 150Ω

No. ( Ω ) ( Ω ) ( Ω )

1 =

√3 =

160000

√3 × 20000 = 4,6

(28)

Analisa Dat a :

No. ( Ω ) ( Ω ) ( Ω )

Gambar 4.4 Kurva Karakt erist ik Daya Hubung Singkat pada Tapping 20 KV

1 =

√3 =

160000

√3 × 19000 = 4,8

(29)

Impedansi hubungan singkat = 1

Dengan cara yang sama, dat a selanjut nya dapat dit ent ukan sehingga didapat t abel analisa dat a sebagai berikut :

No. ( Ω ) ( Ω ) ( Ω )

1 =

√3 =

160000

√3 × 18000 = 5,1

(30)

Analisa Dat a :

Tabel 4.12 Hasil Perhit ungan Pengujian Hubung Singkat pada

Tapping 18 KV

4.3. Hasil Perhitungan Pengaturan Tapping

Asumsikan t egangan sekunder pada masing-masing jarak, pada saat pemakaian

t ransformat or dist ribusi dengan t apping nominal adalah sebagai berikut :

(31)

Dari nilai-nilai di at as dapat dihit ung t egangan pada sisi t egangan t inggi yait u:

10 =

420

√3 × 19× 1645 = 21

30 =

400

√3 × 19× 1645 = 20

50 =

380

√3 × 19× 1645 = 19

Jadi, t ransfromat or yang digunakan pada masing-masing jarak adalah:

1. Jarak 10 km menggunakan t ransfromat or dengan t apping 2.

2. Jarak 30 km menggunakan t ransformat or dengan t apping 3.

(32)

BAB V

KESIM PULAN

Dari pembahasan yang t elah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Transformat or dist ribusi 3θ , 160 KVA, Y-Zn5 mempunyai 5 t apping yang dibuat

pada sisi t egangan t inggi dengan t egangan 22 KV, 21 KV, 20 KV, 19 KV dan 18 KV

sert a t egangan rendahnya 400 KV St andar PLN.

2. Pada pengujian beban nol, ket ika t egangan ₁= 170 V, ₁= 64 W dan pada = 400 V, 1 = 368 W. Jadi rugi-rugi besi akan bert ambah ket ika t egangan semakin

dinaikkan.

3. Pada pengujian hubung singkat , jika rangkaian dialiri arus 4A pada set iap variasi

(33)

DAFTAR PUSTAKA

Berahim,Hamzah.Penghant ar Teknik Tenaga list rik.Yogyakart a:ANDI OFFSET,1999

Franklin,A.C,dkk,” The J& P Transpormer Book” 1983

Kadir,Abdul.,Tranpormat or.Gramedia,Jakart a.1998

Kulkarni, S.V. & S.A. Khaparde, “Transformer Engineering Design and Pract ice” , Bombay : M arcel Dekker Inc, 2004.

Kelompok Pembakuan Bidang Transmisi.1997.Spesufikasi Transformat or Dist ribusi.Jakart a P.T.Perusahaan List rik Negara (PERSERO)

Wijaya, M ocht ar.2001.Dasar-Dasar M esin list rik.Djambat an.Jakart a