BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam istilah elektro, transformator adalah suatu alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi listrik dengan frekuensi yang sama. Perubahan energi listrik yang terjadi adalah perubahan tegangan dan arus. Pada transformator suplai tegangan dan arusyang dipakai adalah tegangan dan arus bolak-balik ( AC). Sedangkan tegangan dan arus searah (DC) tidak dapat dikonversikan oleh transformator.Jenis-jenis transformator sangat banyak, tetapi secara umum dapat diklasifikasikan atas tiga jenis, yaitu Transformator Daya, Transformator distribusi dan Transformator Pengukuran. Transformator Daya terletak pada stasiun daya untuk menaikan tegangan dan menangani daya yang besar. Jenis tegangannya adalah 400 kV, 220kV, 132KV, 66 kV, 33kV dll. Sedangkan Transformator Distribusi terletak pada sub stasiun jaringan distribusi dan menangani daya yang rendah. Jenis tegangannya adalah 11 KV, 6.6 KV, 3.3 KV, 440 V, 230 V. Dalam aplikasinya di lapangan, transformator yang paling banyak dipergunakan adalah Transformator Distribusi. Pada umumnya jenis transformator yang dipergunakan sebagai Transformator Daya dan Transformator Distribusi adalah transformator tiga fasa, karena suplai tegangan dan arus yang masuk dari pembangkit tenaga listrik adalah tegangan dan arus tiga fasa.
Pada saat-saat tertentu transformator tiga fasa yang dipergunakan dapat mengalami kerusakan. Contoh kerusakan yang bisa terjadi adalah kerusakan pada salah satu belitan fasanya, sehingga menyebabkan penyaluran tegangan dan arus terputus. Hal ini akan mengakibatkan kerugian baik di pihak produsen listrik maupun konsumen yang memakai listrik. Oleh karena itu harus dilakukan suatu tindakan sementara agar transformator yang rusak tersebut dapat terus bekerja melayani beban secara sementara sebelum dilakukan perbaikan atau pergantian transformator.Dengan demikian, perlu dilakukan pengujian terhadap transformator dalam keadaan terjadi kerusakan pada salah satu belitan fasanya dan hanya dua belitan fasa yang dapat bekerja untuk menyalurkan tegangan dan arus tiga fasa. Pengujian ini bertujuan untuk memperbandingkan efisiensi transformator dalam keadaan normal dengan keadaan ketika terjadi kerusakan seperti diatas. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian dengan metode-metode yang efektif dan efisien.
1.2. Maksud dan Tujuan
1. Untuk mendapatkan pengalaman praktis dan teknis .
2. Memperlihatkan keterampilan dan pengetahuan jadi bukan mengejar nilai saja 3. Menggali lebih jauh lagi pengertian dari pada isi kuliah-kuliah melalui pratikum.
4. Melatih diri membaca gambar / menggambar benda yang akan dikerjakan serta mengukurnya
5. Melatih diri melakukan pengamatan, memilih alat-alat yang digunakan dan menggunakan alat-alat tersebut.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Trafo
Transformer 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.Trafo satu fasa sama seperti trafo pada umumnya hanya penggunaannya untuk kapasitas kecil Frekuensi pada kumparan primer dan kumparan sekunder adalah sama,
f1=f2
Tegangan dan arus pada kumparan primer dan kumparan sekundr dapat diubah ubah sesuai dengan yang dikehendaki. Transformator merupakan suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya,dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis,dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.
Dalam bidang teknik listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi: Ø Transformator daya
Ø Transformator distribusi
Ø Transformator pengukuran; yang terdiri dari transformator arus dan transformator tegangan.
2.2 Sejarah trafo
Sejarah dari transpormator adalah sebagai :
1. 1831. Micheal faraday mendemontrasikan sebuah koil dapat menghasilkan tegangan dari koin lain.
2. 1832, Joseph Henry menemukan bahwa perubahan flux yang cepat dapat menghasilkan tegangan koil yang cukup tinggi
3. 1836, Nicholas Callan memodifikasi penemuan Henry dengan dua koil. 4. 1850 – 1884, era penemuan generator AC dan penggunaan listrik AC
5. 1885, Georges Westinghouse & William Stanley mengembangkan transformer berdasarkan generator AC.
6. 1889, Mikhail Dolivo-Dobrovolski mengembangkan transformer 3 fasa pertama
2.3 Macam-Macam Trafo
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa transformator dapat digunakan pada tegangan bolak-balik. Berdasarkan jumlah lilitan primer dan skunder ada 4 jenis transformator:
1. Trafo ( Transformator ) Adaptor.
Trafo ini sangat berguna untuk mengubah arus AC menjadi DC melalui lilitan gulungan primer dan sekunder. Biasanya digunakan untuk rangkaian catu daya. trafo jenis ini memiliki gulungan yang dapat mengubah tegangan listrik 110 volt sampai 220 volt. Gulungan tersebut ( lilitan ) dinamakan lilitan primer. sebelum di ubah menjadi arus DC, tegangan listrik dialirkan melalui ribuan penghantar ( lilitan ) yang berakhir pada lilitan sekunder.
komponen ini banyak dijual di pasar dengan ukuran dan keperluan tertentu. sedangkan sifat-sifatnya adalah sebagi berikut :
a. bentuk fisiknya empat persegi panjang dengan dilapisi pelat tipis dan gulungan ditutup kertas. terdapat beberapa kaki, pada gulungan primer terdapaat tiga kaki sedangkan sekunder tidak kurang dari sembilan kaki
b. gulungan primer menerima arus AC PLN antara 110 - 240 Volt
c. Gulungan sekunder menhasilkan arus DC setelah arus AC di proses pada kedua lilitan ini. tegangan yang di keluarkan mulai dari 4 sampai 12 volt
2. Trafo IF ( Frekuensi menengah )
Trafo ini digunakan untuk penguat frekunsi menengah, biasanya terdapat pada radio penerima jaman dulu. saat ini sudah jarang alat elektronika memakai trafo jenis ini. cara keja trafo ini adalah menangkap gelombang suara yang dipancarkan oleh radio pemancar kemudian di olah melalui komponen lainnya. selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk suara ( bunyi ).Trafo IF ini memiliki bentuk fisik bujur sangkar, pada permukaanya tepat ditengah terdapat celah untuk memutar ketika membetulkan pancaran bunyi dari radio pemancar.kelebihan dari trafo IF ini adalah :
a. Dapat diubah-ubah ketika mencari sasaran pancaransecara tepat menggunakan obeng
b. bentuknya kecil sehingga memudahkan pemulaketika memasangnya c. tetap memiliki lilitan primer dan sekunder
Gambar.2.2 Trafo IF ( Frekuensi menengah )
3. Trafo Step UP / Down
Sesuai namanya, trafo ini mampu menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan alat alektronika yang digunakan. artinya benda yang memiliki voltase 110 volt perlu trafo ini karena pada umunya PLN bertegangan 220 volt.
sifat dari trafo ini adalah sebagai berikut :
a. Menghasilkan tegangan lebih besar apabila gulungan sekunder lebih banyak dari lilitan primer.
b. Mengubah tegangan dari 220 volt menjadi 100, 110 dan 220 volt. c. Menaikkan tegangan dari 110 menjadi 200, 220 dan 240 volt
4. Trafo Out Put ( OT ).
Komponen ini juga bisa di sebut trafo OT. komponen ini banyak digunakan pada rangkaian amplifier, radio penerima, tape recorder dan seperangkat elektronika yang menghasilkan bunyi lainnya. Bentuk fisiknya hampir sama dengan trafo lainnya dhanya ukuran yang berbeda. didalamnya berisi llitan coil dari nikelin. besar kecilnya arus
masuk tergantung dari lilitan tersebut.
Gambar.2.3 Trafo Out Put ( OT ).
Bagian melintang pelat yang memperkuat bungkusan kertas. Dan kertas ini digunakan sebagai alat pemisah arus dari lilitan sekunder dan primer. pada bagian bawah menyembul kaki, ada lima kaki dua pada bagian output dan tiga bagian in (arus masuk). 2.4 Kontruksi tranpormator
Komponen transformator terdiri dari dua bagian, yaitu peralatan utama dan peralatan bantu.
1. Peralatan utama transformator terdiri dari:
a. Kumparan Trafo; kumparan trafo terdiri dari beberapa lilitan kawat tembaga yang dilapisi dengan bahan isolasi (karton, pertinax, dll) untuk mengisolasi baik terhadap inti besi maupun kumparan lain. . Untuk trafo dengan daya besar lilitan dimasukkan dalam minyak trafo sebagai media pendingin. Banyaknya lilitan akan menentukan besar tegangan dan arus yang ada pada sisi sekunder.Kadang kala transformator memiliki kumparan tertier. Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta. Kumparan tertier sering juga untuk dipergunakan penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt.
b. Inti Besi; dibuat dari lempengan-lempengan feromagnetik tipis yang berguna untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi ini juga diberi isolasi untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus eddy “Eddy Current”.
c. Minyak Trafo; berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.Minyak trafo mempunyai sifat media pemindah panas (disirkulasi) dan mempunyai daya tegangan tembus tinggi. Pada power transformator, terutama yang berkapasitas besar, kumparan-kumparan dan inti besi transformator direndam dalam minyak-trafo,Syarat suatu cairan bisa dijadikan sebagai minyak trafo adalah sebagai berikut:
1. Ketahanan isolasi harus tinggi ( >10kV/mm ).
2. Berat jenis harus kecil, sehingga partikel-partikel inert di dalam minyak dapat mengendap dengan cepat.
3. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan.
4. Tidak merusak bahan isolasi padat. 5. Sifat kimia yang stabil.
d. Bushing; sebuah konduktor (porselin) yang menghubungkan kumparan transformator dengan jaringan luar. Bushing diselubungi dengan suatu isolator dan berfungsi sebagai konduktor tersebut dengan tangki transformator. Selain itu juga bushing juga berfungsi sebagai pengaman hubung singkat antara kawat yang bertegangan dengan tangki trafo.
e. Tangki dan Konservator (khusus untuk transformator basah); pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo ditempatkan di dalam tangki baja. Tangki trafo-trafo distribusi umumnya dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin ( cooling fin ) yang berfungsi memperluas permukaan dinding tangki, sehingga penyaluran panas minyak pada saat konveksi menjadi semakin baik dan efektif untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.
2. Peralatan bantu transformator terdiri dari :
a. Peralatan Pendingin ; pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut trafo perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar trafo. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa: udara/gas, minyak dan air.
b. Tap Changer; yaitu suatu alat yang berfungsi untuk merubah kedudukan tap (sadapan) dengan maksud mendapatkan tegangan keluaran yang stabil walaupun beban berubah-ubah. Tap changer selalu diletakkan pada posisi tegangan tinggi dari trafo pada posisi tegangan tinggi. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load), tergantung jenisnya. c. Peralatan Proteksi; peralatan yang mengamankan trafo terhadap bahaya fisis, elektris maupun kimiawi. Yang termasuk peralatan proteksi transformator antara lain sebagai berikut:
1. Rele Bucholz; yaitu peralatan rele yang dapat mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Di dalam transformator, gas mungkin dapat timbul akibat hubung singkat antar lilitan (dalam phasa/ antar phasa), hubung singkat antar phasa ke tanah, busur listrik antar laminasi, atau busur listrik yang ditimbulkan karena terjadinya kontak yang kurang baik.
2. Rele tekanan lebih; peralatan rele yang dapat mendeteksi gangguan pada transformator bila terjadi kenaikan tekanan gas secara tiba-tiba dan an langsung mentripkan CB pada sisi upstream-nya.
3. Rele diferensial; rele yang dapat mendeteksi terhadap gangguan transformator apabila terjadi flash over antara kumparan dengan kumparan, kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun antar kumparan. 4. Rele beban lebih; rele ini berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap beban
yang berlebihan dengan menggunakan sirkit simulator yang dapat mendeteksi lilitan trafo yang kemudian apabia terjadi gangguan akan membunyikan alarm pada tahap pertama dan kemudian akan menjatuhkan PMT.
5. Rele arus lebih; rele ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubunga singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman
trafo, juga diharapkan rele ini mempunyai sifat komplementer dengan rele beban lebih. Rele ini juga berfungsi sebagai cadangan bagi pengaman instalasi lainnya. Arus berlebih dapat terjadi karena beban lebih atau gangguan hubung singkat.
6. Rele fluks lebih; rele ini berfungsi untuk mengamankan transformator dengan mendeteksi besaran fluksi atau perbandingan tegangan dan frekwensi.
7. Rele tangki tanah; rele ini berfungsi untuk mengamankan transformator bila terjadi hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada transformator.
8. Rele gangguan tanah terbatas; rele ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan tanah didalam daerah pengaman transformator khususnya untuk gangguan di dekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh rele diferential.
9. Rele termis; rele ini berfungsi untuk mengamankan transformator dari kerusakan isolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran yang diukur di dalam rele ini adalah kenaikan temperatur. 10. Fire Protection, Transformator Tenaga adalah salah satu peralatan yang cukup
mahal yang terpasang di pusat pembangkit dan Gardu Induk. Setiap Trafo Tenaga terisi dengan material yang mudah terbakar dengan jumlah yang cukup besar, apabila tersulut dapat menjalarkan api ke instalasi yang berdekatan. Oleh karena itu sangat perlu dilengkapi dengan peralatan pengamannya. Kegagalan-kegagalan Trafo Tenaga umumnya disebabkan oleh Break Downisolasi pada bagian internal Trafo. Adanya energi busur listrik akan diikuti kenaikan temperatur dan tekanan yang sangat cepat di dalam tangki Trafo. Terbakarnya minyak pada jumlah tertentu dapat mengakibatkan tekanan yang sangat tinggi kearah luar melalui kisaran bidang tertentu dan dapat langsung diikuti nyala api.
11. Peralatan Pernapasan (Dehydrating Breather); ventilasi udara yang berupa saringan silikagel yang akan menyerap uap air. Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka suhu minyakpun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke
dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaan minyak trafo akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis.
12. Indikator; untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu adanya indikator pada transformator yang antara lain sebagai berikut:
a) Indikator kedudukan tap b) Indikator permukaan minyak c) Indikator sistem pendingin d) Indikator suhu minyak
2.5 Prinsif Kerja Transformator
Transformator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan sekunder) yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi (reluctance) rendah.Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi (self induction) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi bersama ( mutual induction ). yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi). Prinsip dasar suatu transformator adalah induksi bersama(mutual induction) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana,transformator terdiri dari dua buah kumparan induksi yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu path yang mempunyai relaktansi yang rendah. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan atau menimbulkan ggl (gaya gerak listrik) induksi ( sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday, Bila arus bolak balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl).
2.6 Tipe Pendingin
Macam-macam tipe pendinginan pada transformator antara lain :
1. AN (Air Natural Cooling) Pendingin alam oleh sirkulasi udara sekitarnya, tanpa alat khusus.
2. AB (Air Blast Colling) Pendinginan oleh udara langsung yang dihasilkan oleh fan(kipas).
3. ON (Oil Immerset Natural Cooling).Pendinginan dengan menggunakan minyak yang disertai dengan pendinginan alam.
4. OB (Oil Blast Cooling) Pendinginan ini sistemnya adalah sama dengan ON, yang dilengkapi dengan hembusan udar dari kipas yang dipasang pada dinding trafo.
5. OFN( Oil Foreced Circulation of Air Nautal Cooling) Pendinginan ini sama dengan sitem ON untuk sirkulasi minyak melalui radiator dengan menggunakan suatu pompa, tetapi tidak memaki kipas.
6. OFB(Oil Forced and Air Blast Cooling) Sistem pendinginannya sama dengan OFN yang dilengkapi dengan hembusan udara dari kipas.
7. OW (oil and Water Cooling) Adalah gabungan dari pendinginan air sirkulasi pada dinding luar radiator
8. OFW (Forced Oil and Water Cooling). Sistem pendinginannya sama dengan OFB, tetapi tidak memakai kipas.
9. Sistem campuran Adalah gabungan dari beberapa system pendinginan, misalnya : AN/OFN/ON/OFB/ dan lain-lain.
2.7 Aplilasi Trafo
Penggunaan trafo dimanapun adalah sama, khususnya untuk trafo daya, yaitu sebagai penaik atau penurun tegangan, menyesuaikan tegangan dari mesin itu sendiri.pada industri banyak diperlukan trafo, karena untuk pemakaian daya yg besar (misalnya untuk industri) itu biasanya tegangan yg masuk adalah diatas 380 V (biasanya 20 kV atau 20000V), jadi diperlukan trafo step down/penurun teganganuntuk menyesuaikan tegangan mesin, misalnya tegangan untuk motor-motor listrik itu biasanya 380V 3 phase, dan sebagainya. jadi diperlukan trafo 20kV/380Volt, dan sebagainya.
2.8 Data percobaan 1. NP=NS=250 lilitan
No. Vp (Volt) Ip (Ampere) Vs (Volt) Is (Ampere)
1. 4.0 2.4 2.6 0.20 2. 7.8 4.4 5.0 0.38 3. 10.6 6.0 7.0 0.54 4. 15.6 7.6 8.8 0.70 5. 17.2 9.6 11.0 0.90 6. 20.6 10.0 13.5 1.08 7. 22.8 12.0 15.0 1.20 8. 26.4 14.0 17.5 1.38 9. 30.0 16.0 20.0 1.56 10. 33.5 18.0 22.0 1.74 2. NP=500 lilitan, NS=375 lilitan
No. Vp (Volt) Ip (Ampere) Vs (Volt) Is (Ampere)
1. 4.0 0.8 1.2 0.10 2. 7.8 1.6 2.4 0.18 3. 10.6 2.2 3.4 0.26 4. 13.4 3.0 4.2 0.34 5. 17.0 3.6 5.4 0.44
6. 20.6 4.4 6.6 0.54 7. 22.8 5.0 7.4 0.60 8. 26.4 5.6 8.6 0.70 9. 30.0 6.4 10.0 0.78 10. 33.5 7.2 11.0 0.84 3. NP=375 lilitan, NS=500 lilitan
No. Vp (Volt) Ip (Ampere) Vs (Volt) Is (Ampere)
1. 4.2 1.8 1.4 0.10 2. 7.8 3.4 2.8 0.22 3. 10.6 4.6 3.8 0.30 4. 13.4 5.8 4.8 0.38 5. 17.0 7.4 6.2 0.50 6. 20.6 8.8 7.6 0.60 7. 22.8 9.0 8.4 0.68 8. 26.4 11.0 9.6 0.78 9. 30.0 12.0 11.0 0.90 10. 33.5 14.0 12.5 0.96
4. NP=NS=500 lilitan
No. Vp (Volt) Ip (Ampere) Vs (Volt) Is (Ampere)
1. 4.2 1.0 1.2 0.08 2. 7.8 2.0 2.2 0.16 3. 10.6 2.6 3.0 0.22 4. 13.4 3.4 3.8 0.30 5. 17.0 4.2 4.8 0.38 6. 20.6 5.0 5.8 0.46 7. 22.8 5.6 6.4 0.52 8. 26.4 6.4 7.4 0.60 9. 30.0 7.2 8.4 0.68 10. 33.5 8.2 9.4 0.76 A. ANALISIS DATA
Menentukan efisiensi transformator
Pada saat praktikum, variable bebas yang kita ubah-ubah adalah tegangan primer yaitu VP, dengan satu variable yang diubah tersebut kita amati gejala lain sebagai variable
terikatnya yaitu arus primer IP, tegangan sekunder VS, dan arus sekunder IS. Sesuai
dengan rumus: % 100 (%) P P S S I V I V P P S S V I I V 100
kita analogkan dengan persamaan garis linier:
a bx y diperoleh : y = P S S I I V (Variabel terikat) b = 100 (Variabel bebas) x = V P a = 0
Dengan membuat grafik hubungan antara P S S I I V dengan V , diperoleh P gradian/kemiringan kurva b, sehingga kita dapat memperoleh nilai efisiensi yaitu
100
b
dalam satuan %.
1. Efisiensi transformator () dengan NP=NS=250 lilitan
No. y= P S S I I V x=V P 1. 4.00 0.22 2. 7.80 0.43 3. 10.60 0.63 4. 15.60 0.81 5. 17.20 1.03 6. 20.60 1.46 7. 22.80 1.50 8. 26.40 1.73 9. 30.00 1.95 10. 33.50 2.13
Kita buat grafik hubungan antara
P S S I I V dengan V P
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA
P S S I I V DENGAN V DENGAN NP P=NS=250 LILITAN
Dari grafik yang telah difitting di Microsoft Excel, kita peroleh bersamaan garis y=0,068x+0,090, dengan S =R2 2=0,986. Maka gradien garis b=0,068, sehingga efisiensi transformator dengan NP=NS=250 lilitan:
100 b =0,068.100=6,8% S = 0,986=0,993% Ralat relatif: % 100 % 8 , 6 % 993 , 0 % 100 S R =14,60%
Jadi efisiensi transformator dengan NP=NS=250 lilitan adalah =6,8% dengan ralat
relatif sebesar 14,60%.
2. Efisiensi transformator () dengan NP=500 lilitan, NS=375 lilitan No. y= P S S I I V x=V P 1. 4.00 0.15 2. 7.80 0.27 3. 10.60 0.40 4. 13.40 0.48 5. 17.00 0.66 6. 20.60 0.81 y = 0.068x - 0.090 R² = 0.986 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 (VsIs )/ Ip Tegangan Primer (Vp)
7. 22.80 0.89
8. 26.40 1.08
9. 30.00 1.22
10. 33.50 1.28
Kita buat grafik hubungan antara
P S S I I V dengan V P
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA
P S S I I V
DENGAN V DENGAN NP P=500 LILITAN,
NS=375 LILITAN
Dari grafik yang telah difitting di Microsoft Excel, kita peroleh bersamaan garis y=0,041x+0,032, dengan S =R2 2=0,996. Maka gradien garis b=0,041, sehingga efisiensi transformator dengan NP=500 lilitan, NS=375 lilitan:
100 b =0,041.100=4,1% S = 0,996=0,998% Ralat relatif: % 100 % 1 , 4 % 998 , 0 % 100 S R =24,34%
Jadi efisiensi transformator dengan NP=500 lilitan, NS=375 lilitan adalah =4,1%
dengan ralat relatif sebesar 24,34%.
y = 0.041x - 0.032 R² = 0.996 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 (V s Is )/ Ip Tegangan Primer (Vp)
3. Efisiensi transformator () dengan NP=375 lilitan, NS=500 lilitan No. y= P S S I I V x=V P 1. 4.20 0.08 2. 7.80 0.18 3. 10.60 0.25 4. 13.40 0.31 5. 17.00 0.42 6. 20.60 0.52 7. 22.80 0.63 8. 26.40 0.68 9. 30.00 0.83 10. 33.50 0.86
Kita buat grafik hubungan antara
P S S I I V dengan V P
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA
P S S I I V
DENGAN V DENGAN NP P=375 LILITAN,
NS=500 LILITAN y = 0.028x - 0.042 R² = 0.993 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 (V s Is )/ Ip Tegangan Primer (Vp)
Dari grafik yang telah difitting di Microsoft Excel, kita peroleh bersamaan garis y=0,028x+0,042, dengan S =R2 2=0,993. Maka gradien garis b=0,028, sehingga efisiensi transformator dengan NP=375 lilitan, NS=500 lilitan:
100 b =0,028.100=2,8% S = 0,993=0,996% Ralat relatif: % 100 % 8 , 2 % 996 , 0 % 100 S R =35,59%
Jadi efisiensi transformator dengan NP=375 lilitan, NS=500 lilitan adalah =2,8%
dengan ralat relatif sebesar 35,59%.
4. Efisiensi transformator () dengan NP=NS=500 lilitan
No. y= P S S I I V x=V P 1. 4.20 0.10 2. 7.80 0.18 3. 10.60 0.25 4. 13.40 0.34 5. 17.00 0.43 6. 20.60 0.53 7. 22.80 0.59 8. 26.40 0.69 9. 30.00 0.79 10. 33.50 0.87
Kita buat grafik hubungan antara
P S S I I V dengan V P
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA P S S I I V DENGAN V DENGAN NP P=NS=500 LILITAN
Dari grafik yang telah difitting di Microsoft Excel, kita peroleh bersamaan garis y=0,027x+0,027, dengan S =R2 2=0,999. Maka gradien garis b=0,027, sehingga efisiensi transformator dengan NP=NS=500 lilitan:
100 b =0,027.100=2,7% S = 0,999=0,999% Ralat relatif: % 100 % 7 , 2 % 999 , 0 % 100 S R =15,38%
Jadi efisiensi transformator dengan NP=NS=500 lilitan adalah =2,7% dengan ralat
relatif sebesar 15,38%.
B. PEMBAHASAN DAN DISKUSI Hasil analisis
No. NP (lilitan) NS (lilitan) (%) Ralat relatif (%)
1. 250 250 6,8 14,60 2. 500 375 4,1 24,34 y = 0.027x - 0.027 R² = 0.999 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 (V s Is )/ Ip Tegangan Primer (Vp)
3. 375 500 2,8 35,59
4. 500 500 2,7 15,38
Dari hasil percobaan diperoleh efisiensi yang tidak pernah 100%, bahkan dari hasil percobaan jauh dari 100%. Hal ini disebabkan bahwa pada kenyataannya energi yang keluar selalu labih kecil dari pada energi yang masuk, hal ini berlaku hukum kekekalan energi. Energi yang masuk sebagian ada yang berubah menjadi panas hilang ke lingkungan, yang disebut arus pusar atau arus Edi. Maka bila kita lihat pada percobaan 1 dan 4 yang mempergunakan jumlah lilitan sama, berdasarkan teori bila jumlah lilitan sama secara ideal menghasilkan daya masukan dan daya keluaran yang sama. Tetapi pada kenyataanya tidak demikian, yaitu tampak pada table data pengamatan tegangan sekunder lebih kecil dari pada tegangan primer.
Dari percobaan 2 adalah transformator step-down, karena lilitan sekunder lebih sedikit dari pada kumparan primer yaitu menurunkan tegangan. Hal ini ditunjukkan pada table data pengamatan yaitu pengamatan tegangan sekunder lebih kecil dari pada tegangan primer.
Kita lebih mudah membuat transformator step-down dari pada step-up, kita buktikan pada percobaan 3. Walaupun kumparan sekunder lebih banyak dari kumparan primer yang merupakan prinsip transformator step-up, tetapi dari percobaan tetap diperoleh nilai tegangan sekunder lebih kecil dari pada tegangan primer. Sebab kondisi transformator yang digunakan memiliki efisiensi yang jauh dari 100%, bahkan berdasarkan hasil pengukuran diperoleh efisiensi di bawah 10%.
Walaupun kita peroleh efisiensi yang kecil dari hasil percobaan, tetapi kita telah mengetahui asas kerja transformator yang merupakan tujuan utama dari praktikum ini.
BAB III
PEMBAHASAN SOAL 3.1 Soal dan jawaban
1. Jenis trapo dan kegunaannya.
a) Trafo ( Transformator ) Adaptor.
Trafo ini sangat berguna untuk mengubah arus AC menjadi DC melalui lilitan gulungan primer dan sekunder. Biasanya digunakan untuk rangkaian catu daya. trafo jenis ini memiliki gulungan yang dapat mengubah tegangan listrik 110 volt sampai 220 volt. Gulungan tersebut ( lilitan ) dinamakan lilitan primer. sebelum di ubah menjadi arus DC, tegangan listrik dialirkan melalui ribuan penghantar (lilitan) yang berakhir pada lilitan sekunder. Komponen ini banyak dijual di pasar dengan ukuran dan keperluan tertentu. sedangkan sifat-sifatnya adalah sebagi berikut :
bentuk fisiknya empat persegi panjang dengan dilapisi pelat tipis dan gulungan ditutup kertas. terdapat beberapa kaki, pada gulungan primer terdapaat tiga kaki sedangkan sekunder tidak kurang dari sembilan kaki
gulungan primer menerima arus AC PLN antara 110 - 240 Volt
Gulungan sekunder menhasilkan arus DC setelah arus AC di proses pada kedua lilitan ini. tegangan yang di keluarkan mulai dari 4 sampai 12 volt
b) Trafo IF ( Frekuensi menengah )
Trafo ini digunakan untuk penguat frekunsi menengah, biasanya terdapat pada radio penerima jaman dulu. saat ini sudah jarang alat elektronika memakai trafo jenis ini.
cara keja trafo ini adalah menangkap gelombang suara yang dipancarkan oleh radio pemancar kemudian di olah melalui komponen lainnya. selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk suara ( bunyi ).Trafo IF ini memiliki bentuk fisik bujur sangkar, pada permukaanya tepat ditengah terdapat celah untuk memutar ketika membetulkan pancaran bunyi dari radio pemancar.kelebihan dari trafo IF ini adalah :
Dapat diubah-ubah ketika mencari sasaran pancaransecara tepat menggunakan obeng
bentuknya kecil sehingga memudahkan pemulaketika memasangnya
tetap memiliki lilitan primer dan sekunder
2. Trafo Step UP / Down
Sesuai namanya, trafo ini mampu menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan alat alektronika yang digunakan. artinya benda yang memiliki voltase 110 volt perlu trafo ini karena pada umunya PLN bertegangan 220 volt.
sifat dari trafo ini adalah sebagai berikut :
Menghasilkan tegangan lebih besar apabila gulungan sekunder lebih banyak dari lilitan primer
mengubah tegangan dari 220 volt menjadi 100, 110 dan 220 volt
menaikkan tegangan dari 110 menjadi 200, 220 dan 240 volt a. Trafo Out Put ( OT ).
Komponen ini juga bisa di sebut trafo OT. komponen ini banyak digunakan pada rangkaian amplifier, radio penerima, tape recorder dan seperangkat elektronika yang
menghasilkan bunyi lainnya. Bentuk fisiknya hampir sama dengan trafo lainnya dhanya ukuran yang berbeda. didalamnya berisi llitan coil dari nikelin. besar kecilnya arus masuk
tergantung dari lilitan tersebut.
1) Komponen-Komponen Transformator / Transformer / Trafo
1. Inti Besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi,magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.
2. Kumparan Transformator
Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
3. Minyak Transformator
Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator.
• Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus, sedangkan
• sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan.
Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa hidrokarbon yang terkandung adalah senyawa hidrokarbon parafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa tersebut, minyak transformator masih mengandung senyawa yang disebut zat aditif meskipun kandungannya sangat kecil .
4. Bushing
Hubungan antara kumparan transformator dengan jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat/isolator antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi bushing yang sering disebut center tap.
5. Tangki Konservator
Tangki Konservator berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai bucholzt yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan minyak . Untuk menjaga agar minyak tidak terkontaminasi dengan air, ujung masuk saluran udara melalui saluran
pelepasan/venting dilengkapi media penyerap uap air pada udara, sering disebut dengan silica gel dan dia tidak keluar mencemari udara disekitarnya.
6. Peralatan Bantu Pendinginan Transformator
Pada inti besi dan kumparan – kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga. Maka panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini akan merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan alat atau sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator, media yang dipakai pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas, Minyak dan Air.
Pada cara alamiah, pengaliran media sebagai akibat adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat pendinginan dari media-media (minyak-udara/gas) dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip (radiator). Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi, cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa sirkulasi minyak, udara dan air, cara ini disebut pendingin paksa (Forced).
7. Tap Changer
Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangan nominalnya sesuai ketentuan, tapi pada saat operasi dapat saja terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya menurun, untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan selau pada kondisi terbaik, konstan dan berkelanjutan.
Untuk itu trafo dirancang sedemikian rupa sehingga perubahan tegangan pada sisi
masuk/input tidak mengakibatkan perubahan tegangan pada sisi keluar/output, dengan kata lain tegangan di sisi keluar/output-nya tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan tanpa terjadi pemutusan beban, biasa disebut On Load Tap Changer (OLTC). Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi primer dan jumlahnya tergantung pada perancangan dan perubahan sistem tegangan pada jaringan.
8. Alat pernapasan (Dehydrating Breather)
Sebagai tempat penampungan pemuaian minyak isolasi akibat panas yang timbul, maka minyak ditampung pada tangki yang sering disebut sebagai konservator. Pada konservator ini permukaan minyak diusahakan tidak boleh bersinggungan dengan udara, karena kelembaban udara yang mengandung uap air akan mengkontaminasi minyak walaupun proses
pengkontaminasinya berlangsung cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut, udara yang masuk kedalam tangki konservator pada saat minyak menjadi dingin memerlukan suatu media penghisap kelembaban, yang digunakan biasanya adalah silica gel. Kebalikan jika trafo panas maka pada saat menyusut maka akan menghisap udara dari luar masuk kedalam tangki dan untuk menghindari terkontaminasi oleh kelembaban udara maka diperlukan suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silica gel, yang secara khusus dirancang untuk maksud tersebut diatas.
9. Indikator-indikator
a . Thermometer / Temperature Gauge, alat ini berfungsi untuk mengukur tingkat panas
dari trafo, baik panasnya kumparan primer dan sekunder juga minyak trafonya. Thermometer ini bekerja atas dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan jarum indikator derajat panas.
Beberapa thermometer dikombinasikan dengan panas dari resistor (khusus yang tersambung dengan transformator arus, yang terpasang pada salah satu fasa fasa tengah) dengan demikian
penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap panas sebenarnya yang terjadi.
b. Permukaan minyak / Level Gauge, alat ini berfungsi untuk penunjukan tinggi permukaan
minyak yang ada pada konservator. Ada beberapa jenis penunjukan, seperti penunjukan lansung yaitu dengan cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga akan mudah mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika konservator dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam balon dari bahan elastis dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat pelindung seperti pada sistem pernapasan sehingga
pemuaian dan penyusutan minyak-udara yang masuk kedalam balon dalam kondisi kering dan aman.
10. Peralatan Proteksi Internal
a . Relai Bucholzt, Penggunaan relai deteksi gas (Bucholtz) pada Transformator terendam
minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Transformator seperti : arcing, partial discharge dan over heating yang umumnya
menghasilkan gas. Gas-gas tersebut dikumpulkan pada ruangan relai dan akan mengerjakan kontak-kontak alarm.
Relai deteksi gas juga terdiri dari suatu peralatan yang tanggap terhadap ketidaknormalan aliran minyak yang tinggi yang timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan menggerakkan kontak trip yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian trip Pemutus Arus dari instalasi transformator tersebut.
Ada beberapa jenis relai bucholtz yang terpasang pada transformator, Relai sejenis tapi digunakan untuk mengamankan ruang On Load Tap Changer (OLTC) dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat beberapa jenis antara lain sama seperti relai buhcoltz tetapi tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput timah yang lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan bekerja, disini tidak ada alarm akan tetapi langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya
b. Jansen membran, alat ini berfungsi untuk pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane)
/ Bursting Plate. Relai ini bekerja karena tekanan lebih akibat gangguan didalam
transformator, karena tekanan melebihi kemampuan membran/selaput yang terpasang, maka membran akan pecah dan minyak akan keluar dari dalam transformator yang disebabkan oleh tekanan minyak
c . Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay), suatu flash over atau hubung singkat yang
timbul pada suatu transformator terendam minyak, umumnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam tangki, karena gas yang dibentuk oleh dekomposisi dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah relai pelepasan tekanan lebih pada trafo, maka tekanan lebih yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila tekanan lebih ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik, maka terjadi panas lebih pada cairan tangki dan trafo akan meledak. Peralatan pengaman harus cepat bekerja mengevakuasi
tekanan tersebut.
d. Relai pengaman tangki, relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir pada
tangki, akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu yang lain, pemanas dll.
Arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistim relai pengaman tangki biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil kemudian tersambung pada relai
tangki tanah dengan ratio Trafo arus antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.
e. Neutral Grounding Resistance / NGR atau Resistance Pentanahan Trafo, adalah
tahanan yang dipasang antara titik netral trafo dengan pentanahan, dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan. Resistance dipasang pada titik neutral trafo yang dihubungkan Y ( bintang/wye ).
NGR biasanya dipasang pada titik netral trafo 70 kV atau 20 kV, sedangkan pada titik netral trafo 150 kV dan 500 kV digrounding langsung (solid)
Nilai NGR:
Tegangan 70 kV = 40 Ohm
Tegangan 20 kV = 12 Ohm,40 Ohm, 200 Ohm dan 500 Ohm
Jenis Neutral Grounding Resistance
- Resistance Liquid (Air), yaitu bahan resistance-nya adalah air murni. Untuk memperoleh nilai Resistance yang diinginkan ditambahkan garam KOH .
- Resistance Logam, yaitu bahannya terbuat dari logam nekelin dan dibuat dalam panel dengan nilai resistance yang sudah ditentukan.
11. Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator
a. Pemadam kebakaran, (biasanya untuk transformator – transformator besar ), Sistem
pemadam kebakaran yang modern pada transformator saat sekarang sudah sangat diperlukan. Fungsi yang penting untuk mencegah terbakarnya trafo atau memadamkan secepat mungkin trafo jika terjadi kebakaran.
Penyebab trafo terbakar adalah karena gangguan hubung singkat pada sisi sekunder sehingga pada trafo akan mengalir arus maksimumnya. Jika proses tersebut berlangsung cukup lama dan relai tidak beroperasi. Sementara itu, tidak beroperasinya relai juga sebagai akibat salah menyetel waktu pembukaan PMT, relai rusak, dan sumber DC yang tidak ada, serta
kerusakan sistim pengawatan.
Sistem pemadam kebakaran yang modern yaitu dengan sistem mengurangi minyak secara otomatis sehingga terdapat ruang yang mana secara paksa gas pemisah oksigen diudara dimasukan kedalam ruang yang sudah tidak ada minyaknya sehingga tidak ada pembakaran minyak, dan kerusakan yang lebih parah dapat dihindarkan, walaupun kondisi trafo menjadi rusak.
Proses pembuangan minyak secara grafitasi atau dengan menggunakan motor pompa DC adalah suatu kondisi yang sangat berisiko, sebab hanya menggunakan katup otomatis yang dikendalikan oleh pemicu dari saklar akibat panasnya api dan menutupnya katup otomatis
pada katup pipa minyak penghubung tanki (konservator) ke dalam trafo (sebelum relai bucholz), serta adanya gas pemisah oksigen (gas nitrogen yang bertekanan tinggi) diisikan melaui pipa yang disambung pada bagian bawah trafo kemudian akan menuju keruang yang tidak terisi minyak.
b. Thermometer pengukur langsung, Thermometer pengukur langsung banyak digunakan
pada instalasi tegangan tinggi/Gardu Induk , seperti pada ruang kontrol, ruang relai, ruang PLC dll. Suhu ruangan dicatat secara periodik pada formulir yang telah disiapkan dan dievaluasi sebagai bahan laporan.
c. Thermometer pengukur tidak langsung, Termometer pengukur tidak langsung banyak
digunakan pada instalasi tegangan tinggi/ transformator yang berfungsi untuk mengetahui perubahan suhu minyak maupun belitan transformator. Suhu minyak dan belitan trafo dicatat secara periodik/berkala, pada formulir yang telah disiapkan dan dievaluasi sebagai laporan.
12. Relai Proteksi Transformator dan Fungsinya
Jenis relai proteksi pada trafo tenaga adalah sebagai berikut:
a. Relai arus lebih (over current relay), berfungsi untuk mengamankan transformator
terhadap gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman transformator. Juga diharapkan relai ini mempunyai sifat komplementer dengan relai beban lebih, relai ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan pada bagian instalasi lainnya.
b. Relai Diferensial, relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap
gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman.
c. Relai gangguan tanah terbatas (Restricted Earth fault Relay ), relai ini berfungsi untuk
mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah pengaman transformator, khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh relai differensial.
dengan Relai arus lebih yang mempunyai arah tertentu merupakan Relai Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan tegangan yang dapat membedakan arah arus
gangguan. Relai ini mempunyai 2 buah parameter ukur yaitu tegangan dan arus yang masuk ke dalam relai untuk membedakan arah arus ke depan atau arah arus ke belakang, pada pentanahan titik netral trafo dengan menggunakan tahanan. Relai ini dipasang pada penyulang 20 KV.
Bekerjanya relai ini berdasarkan adanya sumber arus dari ZCT (Zero Current Transformer) dan sumber tegangan dari PT (Potential Transformers). Sumber tegangan PT umumnya menggunakan rangkaian Open-Delta, tetapi tidak menutup kemungkinan ada yang
menggunakan koneksi langsung 3 Phasa. Relai ini terpasang pada jaringan tegangan tinggi, tegangan menengah, juga pada pengaman transformator tenaga, dan berfungsi untuk
mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa maupun Phasa ke tanah. Untuk membedakan arah tersebut maka salah satu phasa dari arus harus dibandingakan dengan Tegangan pada phasa yang lain.
e. Relay connections, adalah sudut perbedaan antara arus dengan tegangan masukan relai
pada power faktor satu. Relai maximum torque angle adalah perbedaan sudut antara arus dengan tegangan pada relai yang menghasilkan torsi maksimum.
f. Relai gangguan tanah, relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator jika terjadi
gangguan hubung tanah didalam dan diluar daerah pengaman transformator. Relai arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising signal. Operating signal diperoleh dari arus residual melalui rangkaian trafo arus penghantar (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari rangkaian sekunder open delta trafo tegangan.
g. Relai tangki tanah, relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap
hubung singkat antara kumparan fasa dengan tangki transformator dan transformator yang titik netralnya ditanahkan. Relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir dari tangki akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi Bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu, pemanas dll.
biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melalui trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil, kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio Trafo Arus(CT) antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.
13. Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi
Announciator adalah indikator kejadian pada saat terjadi ketidaknormalan pada sistem instalasi tegangan tinggi, baik secara individu maupun secara bersama. Announciator terjadi bersamaan dengan relai yang bekerja akibat jika terjadi ketidaknormalan pada peralatan tersebut. Annunciator biasanya berbentuk petunjuk tulisan yang pada kondisi normal tidak ada penunjukan, bila terjadi ketidaknormalan maka lampu didalam indikator tersebut menyala sesuai dengan kondisi sistem pada saat tersebut. Kumpulan indikator-indikator tersebut biasanya disebut sebagai announciator.
Announciator yang terlengkap pada saat sekarang adalah pada instalasi gardu induk SF6, sebab pada system GIS banyak sekali kondisi yang perlu di pantau seperti tekanan gas, kelembaban gas SF6 disetiap kompartemen, posisi kontak PMT, PMS baik PMS line, PMS Rel maupun PMS tanah dll. Untuk itu pembahasan tentang annunciator akan diambil dari sistem annunciatornya gardu induk SF6. seperti. Annunciator pada bay penghantar (SUTT maupun SKTT), Transformator dan Koppel.
BAB IV PENUTUP
III.1 Kesimpulan
Transformator atau yang lebih dikenal dengan trafo adalah alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui gandengan magnit dan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik,dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.
Beberapa alasan digunakannya transformator, antara lain:
1. Kebutuhan pemakai / beban memerlukan tegangan yang bervariasi
2. Biasanya sumber jauh dari pemakai sehingga perlu tegangan tinggi (Pada jaringan transmisi)
