STUDI PENGUJIAN VEKTOR GROUP
TRANSFORMATOR DISTRIBUSI TIGA PHASA
( Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana )
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
NIM : 050402066 MANGIRING MANURUNG
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
STUDI PENGUJIAN VEKTOR GROUP
TRANSFORMATOR DISTRIBUSI TIGA PHASA
( Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana ) Oleh :
NIM : 050402066 MANGIRING MANURUNG
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Sidang pada tanggal 03 bulan Juli tahun 2010 di depan Penguji : 1. Ir. Satria Ginting : Ketua Penguji : ...
2. Ir. Mustafrin Lubis : Anggota Penguji : ...
3. Ir. Eddy Warman : Anggota Penguji : ...
Disetujui oleh : Dosen Pembimbing,
NIP : 194911231976031002 Ir. PANUSUR SM. L. Tobing
Diketahui oleh : Pelaksana Tugas Harian
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
ABSTRAK
Transformator adalah suatu peralatan listrik yang dapat memindahkan energi listrik
atau memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level ke level tegangan
yang lain melalui kinerja satu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Suatu transformator harus dilengkapi dengan name platenya. Menurut
standard ANSI dan IEEE sebuah transformator pada saat commisioning (serah-terima) harus
diuji terlebih dahulu spesifikasi teknis yang tertera pada name platenya, Salah satu jenis
pengujian yang dilakukan adalah pengujian vector group. Pengujian vektor group tersebut
dilakukan untuk mempermudah jika suatu transformator dipararelkan, pengujian vektor group
dilakukan dengan cara menghubungkan salah satu terminal tegangan tinggi dengan terminal
tegangan rendahnya. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kebenaran vector group yang
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
Studi Pengujian Vektor Group Transformator Distribusi Tiga Phasa
(Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana)
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk
memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir
ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya
kepada :
1. Kedua orang tua, abang, kakak dan adik saya yang tidak pernah berhenti memberi
dukungan, semangat dan doanya kepada saya dengan segala pengorbanan dan kasih
sayang yang tidak ternilai besarnya.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, selaku pelaksana tugas harian Ketua Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dan Bapak Rahmat Fauzi,
MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Panusur S.M L.Tobing sebagai dosen pembimbing tugas akhir saya yang
4. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku Dosen Wali penulis selama menyelesaikan
pendidikan di kampus Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh staf Pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
6. Pak Prancis, dan Staf PT. Morawa Electric Transbuana, yang sangat kooperatif pada
penulis selama proses pengambilan data.
7. Teman-teman stambuk 2005: Sadak, Fritz, Herman, Joni, Ferry, Edison, Elis, Eko,
Windy, Marhon, Beni dan teman-teman 2005 lain yang tidak dapat penulis sebutkan
satu per satu.
8. Kepada semua pihak yang banyak memberi dukungan kepada penulis yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahan-kesalahan, baik
dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan menerima dengan
terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk memperbaiki Tugas Akhir ini.
Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak.
Medan, Juni 2010
Penulis,
DAFTAR ISI
ABSTRAK --- i
KATA PENGANTAR --- ii
DAFTAR ISI --- iv
DAFTAR GAMBAR --- vii
DAFTAR TABEL --- ix
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ---1
I.2 Tujuan Penulisan ---2
I.3 Manfaat Penulisan ---2
I.4 Batasan Masalah ---2
I.5 Metode Penulisan ---3
I.6 Sistematika Penulisan ---3
BAB II TRANSFORMATOR II.1 Umum ---5
II.2 Konstruksi Transformator---7
II.3 Klasifikasi Transformator ---8
II.4 Prinsip Kerja Transformator ---9
II.4.1 Transformator Beban Nol --- 10
II.4.2 Transformator Berbeban --- 13
II.6 Diagram Vektor Transformator --- 17
II.6.1 Transformator Tanpa Beban --- 17
II.6.2 Transformator Berbeban --- 19
II.6.2.1 Transformator Beban Tahanan Murni --- 19
II.6.2.2 Transformator Beban Indukt if --- 20
II.6.2.3 Transformator Beban Kapasitif --- 21
II.7 Transformator Tiga Phasa --- 22
II.7.1 Umum --- 22
II.7.2 Konstruksi Transformator Tiga Phasa --- 23
II.7.3 Hubungan Transformator Tiga Phasa--- 24
II.7.4 Jenis-jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa- --- 28
II.8 Kerja Pararel --- 33
BAB III PENGUJIAN TRANSFORMATOR III.1 Polaritas Transformator --- 35
III.2 Vektor Group --- 37
III.3 Pengujian Transformator --- 47
III.1 Pengujian Rutin --- 47
III.2 Pengujian Jenis --- 47
III.3 Pengujian Khusus --- 48
III.4 Pengujian Commisioning (Serah -Terima) --- 49
III.4 Pengujian Vektor Group --- 50
BAB IV ANALISIS PENGUJIAN VEKTOR GROUP
TRANSFORMATOR TIGA PHASA
IV.1 Umum --- 57
IV.2 Peralatan Pengujian--- 58
IV.3 Rangkaian Pengujian --- 58
IV.4 Prosedur Pengujian --- 60
IV.5 Data Percobaan --- 62
IV.6 Analisis Percobaan --- 63
BAB V PENUTUP V. Kesimpulan --- 69
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Kontruksi transformator tipe inti --- 7
Gambar 2. 2 Kontruksi transformator tipe cangkang --- 8
Gambar 2. 3 Transformator dalam keadaan tanpa beban --- 10
Gambar 2. 4 Transformator dalam keadaan berbeban --- 13
Gambar 2. 5 Rangkaian ekivalen transformator --- 14
Gambar 2. 6 Rangkaian ekivalen transformator dilihat dari sisi primer --- 15
Gambar 2. 7 Penyederhanaan Rangkaian ekivalen transformator --- 16
Gambar 2. 8 Hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator --- 16
Gambar 2. 9 Diagram vektor transformator ideal tanpa beban --- 17
Gambar 2. 10 Diagram vektor transformator tak ideal tanpa beban --- 18
Gambar 2. 11 Diagram vektor transformator berbeban tahanan murni --- 20
Gambar 2. 12 Diagram vektor transformator berbeban induktif --- 21
Gambar 2. 13 Diagram vektor transformator berbeban kapasitif --- 22
Gambar 2. 14 Transformator tiga phasa tipe inti --- 23
Gambar 2. 15 Transformator tiga phasa tipe cangkang --- 23
Gambar 2. 16 Transformator tiga phasa hubungan bintang --- 24
Gambar 2. 17 Transformator tiga phasa hubungan segitiga/delta --- 26
Gambar 2. 18 Transformator tiga phasa hubungan zig-zag --- 27
Gambar 2. 19 Transformator hubungan Y-Y --- 29
Gambar 2. 20 Transformator hubungan Y-Δ --- 30
Gambar 2. 22 Transformator hubungan Δ-Δ --- 32
Gambar 2. 23 Kerja pararel transformator --- 33
Gambar 2. 24 Arus sirkulasi pada saat trafo dibebani --- 34
Gambar 3. 1 Polaritas Penjumlahan (Additive Polarity)--- 35
Gambar 3. 2 Polaritas Pengurangan (Subtractive polarity) --- 36
Gambar 3. 3 Pengujian Polaritas transformator --- 36
Gambar 3. 4 Vektor dasar transformator --- 39
Gambar 3. 5 Penggambaran vektor transformator --- 39
Gambar 3. 6 Vektor group transformator terhubung delta --- 40
Gambar 3. 7 Vektor group transformator terhubung bintang --- 40
Gambar 3. 8 Vektor group transformator 3 phasa Dy11 --- 41
Gambar 3. 9 Vektor group transformator hubungan Dyn5 --- 42
Gambar 3. 10 Vektor group transformator hubungan Yz5 --- 43
Gambar 3. 11 Pengujian vektor group transformator hubungan Dy5 --- 53
Gambar 3. 12 Pengujian vektor group transformator hubungan Yd5 --- 54
Gambar 3. 13 Pengujian vektor group dengan trafo bantu --- 55
Gambar 4. 1 Percobaan pada transformator 3θ, 200 kVA, 20kV/400V, Dyn5 --- 58
Gambar 4. 2 Percobaan pada transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5 --- 59
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Kelompok hubungan transformator berdasarkan lilitan primer
lagging/leading terhadap lilitan sekunder --- 46
Tabel 3. 2 Kelompok hubungan transformator menurut VDE 0532 --- 47
Tabel 4. 1 Percobaan pada transformator 3θ, 200 kVA, 20kV/400V, Dyn5 --- 62
Tabel 4. 2 Percobaan pada transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5 --- 62
ABSTRAK
Transformator adalah suatu peralatan listrik yang dapat memindahkan energi listrik
atau memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level ke level tegangan
yang lain melalui kinerja satu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Suatu transformator harus dilengkapi dengan name platenya. Menurut
standard ANSI dan IEEE sebuah transformator pada saat commisioning (serah-terima) harus
diuji terlebih dahulu spesifikasi teknis yang tertera pada name platenya, Salah satu jenis
pengujian yang dilakukan adalah pengujian vector group. Pengujian vektor group tersebut
dilakukan untuk mempermudah jika suatu transformator dipararelkan, pengujian vektor group
dilakukan dengan cara menghubungkan salah satu terminal tegangan tinggi dengan terminal
tegangan rendahnya. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kebenaran vector group yang
BAB I
PENDAHULUAN
I. 1 Latar Belakang
Transformator adalah suatu alat yang dapat memindahkan dan mengubah besar energi
listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan frekuensi
yang sama. Energi listrik yang dipindahkan dan diubah tersebut adalah tegangan dan arus
bolak-balik (AC).
Jenis-jenis transformator sangat banyak, tetapi secara umum dapat diklasifikasikan atas
tiga jenis, yaitu Transformator Daya, Transformator Distribusi dan Transformator Pengukuran.
Dalam aplikasinya di lapangan, transformator yang paling banyak digunakan adalah
Transformator Daya dan Transformator Distribusi. Pada umumnya jenis transformator yang
digunakan 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.
Sebuah Transformator pada umumnya dilengkapi dengan nameplate. Pada
nameplate biasanya tercantum beberapa keterangan mengenai transformator tersebut, seperti vector group. Untuk mengetahui kebenaran vector group yang tercantum pada nameplatenya,
maka dilakukan pengujian vector group. Menurut ANSI dan IEEE ada tiga macam pengujian
yang harus dilakukan pada sebuah transformator yaitu, pengujian rutin, pengujian jenis, dan
Untuk memenuhi kebutuhan konsumen energy listrik yang besar, maka transformator
harus dipararelkan. Adapun syarat dari pararel transformator adalah tegangan dan jumlah
phasa harus sama, polaritas transformator harus sama, vector group harus sama untuk
transformator tiga phasa.
I. 2 Tujuan dan Manfaat Penulisan
Adapun tujuan utama penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Memperdalam pengetahuan tentang vector group transformator.
2. Mengetahui cara pengujian vector group transformator distribusi
Manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah dengan mengetahui pengujian vektor group
transformator maka akan memudahkan dalam mempararelkan transformator.
I. 3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulis perlu membatasi
masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah :
1. Membahas pengujian vector group transformator distribusi.
2. Transformator yang digunakan transformator tiga phasa.
3. Data-data yang diperlukan diperoleh dari PT. MORAWA ELECTRIC
TRANSBUANA.
I. 4 Metode Penulisan
Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Studi literatur
Yaitu dengan mempelajari buku referensi, buku manual, artikel dari media cetak
dan internet, dan bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas
akhir ini.
2. Studi Bimbingan
Berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak
Departemen Teknik Elektro USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama
penulisan Tugas Akhir berlangsung.
3. Studi Lapangan
Yaitu melaksanakan percobaan di PT. Morawa Elektric Transbuana
I. 5 Sistematika Penulisan
Tugas Akhir ini disusun berdasarkan sistematika pembahasan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, tujuan dan manfaat penulisan, batasan
BAB II TRANSFORMATOR
Bab ini menjelaskan tentang transformator secara umum, kontruksi,
prinsip kerja, rangkaian ekivalen, keadaan berbeban dan tidak berbeban,
transformator tiga phasa, kerja pararel.
BAB III VEKTOR GROUP TRANSFORMATOR
Bab ini menjelaskan tentang polaritas transformator, vektor group
transformator, pengujian transformator, pengujian vektor group
transformator.
BAB IV ANALISIS PENGUJIAN VEKTOR GROUP TRANSFORMATOR
DISTRIBUSI TIGA PHASA
Bab ini menjelaskan tentang data percobaan, hasil percobaan, analisis
data.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran dari penulisan tugas
BAB II
TRANSFORMATOR
II.1 Umum
Transformator atau trafo adalah suatu peralatan listrik yang dapat memindahkan energi
listrik atau memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level ke level
tegangan yang lain melalui kinerja satu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik.
Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis,
dan dua buah kumparan yaitu kumparan perimer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan ini
tidak terhubung secara langsung. Satu-satunya hubungan antara kedua kumparan adalah fluks
magnetic bersama yang terdapat dalam inti. Salah satu dari kedua kumparan transformator tadi
dihubungkan ke sumber daya listrik bolak-balik dan kumparan kedua (serta ketiga jika ada)
akan mensuplai daya ke beban. Kumparan transformator yang terhubung kesumber daya
dinamakan kumparan primer sedangkan yang terhubung ke beban dinamakan kumparan
sekunder, jika terdapat kumparan ketiga dianamakan kumparan tersier.
Transformator digunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun
elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya
tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya, kebutuhan akan
tegangan tinggi dalam pengiriman daya jarak jauh. Penggunaan transformator yang sangat
sederhana dan andal merupakan salah satu alasan penting dalam pemakaiannya dalam
dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Pada penyaluran tenaga
listrik terjadi kerugian sebesar I2R watt, kerugian ini akan banyak berkurang apabila tegangan dinaikkan. Dengan demikian saluran-saluran tenaga listrik senantiasa mempergunakan
tegangan yang tinggi.
Tegangan yang paling tinggi di Indonesia pada saat ini adalah 500 kV. Hal ini
dilakukan terutama untuk mengurangi kerugian energi yang terjadi. Dan menaikkan tegangan
listrik di pusat listrik dari tegangan generator yang biasanya berkisar antara 6-20 kv pada awal
saluran transmisi, dan menurukannya pada ujung saluran itu ketegangan yang lebih rendah,
dilakukan dengan transformator. Transformator yang dipakai pada jaringan tenaga listrik
merupakan transformator tenaga.
Disamping itu, ada jenis – jenis transformator lain yang banyak dipergunakan, dan
yang pada umumnya merupakan transformator yang jauh lebih kecil.Misalnya transformator
yang dipakai dirumah tangga, yang dipakai pada lampu TL, pesawat radio, televisi dan
II.2 Konstruksi Transformator
Pada umumnya kontruksi transformator terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut :
1. Inti (core) yang dilaminasi.
2. Dua buah kumparan, kumparan primer dan sekunder.
3. Tangki.
4. Sistem pendingin.
5. Terminal.
6. Bushing.
Secara umum transformator dapat dibedakan dua jenis menurut konstruksinya, yaitu:
1. Tipe inti
Pada transformator tipe inti, kumparan mengelilingi inti dan kontruksi dari intinya berbentuk
huruf L atau huruf U.
2. Tipe cangkang
Pada transformator tipe cangkang, kumparan atau belitan transformator dikelilingi oleh inti
dan kontruksi intnya berbentuk huruf E, huruf I, dan huruf F..
Gambar 2.2 Kontruksi transformator tipe cangkang.
II.3 Klasifikasi Transformator
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi :
a. Transformator daya ( > 500 kVA). [2]
b. Tranformator distribusi ( 3-500 kVA). [2]
c. Transformator instrument, digunakan untuk pengukuran yang terdiri atas
transformator arus dan transformator tegangan.
Berdasarkan jumlah fasanya transformator dibagi atas 2 yaitu :
1. Transformator satu fasa.
I1.4 Prinsip Kerja Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah dan menyalurkan
energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian ke rangkaian listrik yang lain
melalui suatu gandengan megnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.
Transformator di gunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika.
Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang
sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya, kebutuhan akan tegangan tinggi
dalam pengiriman daya jarak jauh.
Transformator terdiri atas dua buah kumparan ( primer dan sekunder ) yang bersifat
induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektrik 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 sendiri ( 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 ).
[1]
Dimana : e = gaya gerak listrik ( ggl ) [ volt ]
N = jumlah lilitan
dt
φ
d
= perubahan fluks magnet
II.4.1 Keadaan Transformator Beban Nol
Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoidal, akan mengalirkan arus primer Io yang juga sinusoid dan dengan menganggap
belitan N1 reaktif murni. Io akan tertinggal 900 dari V1. Arus primer Io menimbulkan fluks (Ф) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid. Pada Gambar 2.3 dapat dilihat suatu transformator
tanpa beban.
V1
I1
N1
E1
E2
N2 V2
φ
Gambar 2.3 Transformator dalam keadaan tanpa beban.
Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan. Induksi е1 ( Hukum Faraday )
[8]
[8]
Dimana :
= gaya gerak listrik induksi
N1 = jumlah belitan di sisi primer
ω = kecepatan sudut putar
Φ = fluks magnetik
Harga efektifnya
[8]
Dimana :
= gaya gerak listrik induksi efektif
f = frekuensi
Bila rugi tahanan dan adanya fluksi adanya fluksi bocor di abaikan akan terdapat
hubungan :
[8]
Apabila, a < 1, maka transformator berfungsi untuk menaikkan tegangan (step up)
a > 1, maka transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan (step down)
Dimana :
= ggl induksi di sisi primer (Volt)
= ggl induksi di sisi sekunder (Volt)
= tegangan terminal di sisi primer (Volt)
= tegangan terminal di sisi sekunder (Volt)
= jumlah belitan di sisi primer
a = faktor transformasi
I1.4.2 Keadaan Transformator Berbeban
Apabila kumparan sekunder di hubungkan dengan beban ZL, I2 mengalir pada kumparan sekunder, dimana I2 = V2 / ZLdengan θ2 = faktor kerja beban, seperti pada Gambar 2.4.
φ2
V1
I1
N1
E1
E2
N2
I2
V2 Z
φ1
φ2’
Gambar 2.4 Transformator dalam keadaan berbeban.
Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet ( ggm ) N2 I2 yang cenderung menentang fluks ( Ф ) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan Im. Agar fluks bersama
[8]
Bila komponen arus rugi tembaga (Ic) diabaikan, maka Io = Im, sehingga :
[8]
Dimana:
I1 = arus pada sisi primer (ampere)
Io = arus penguat (ampere)
Im = arus pemagnetan (ampere)
Ic = arus rugi-rugi tembaga (ampere)
I1.5 Rangkaian Ekivalen Transformator
Tidak semua fluks (Φ) yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM merupakan fluks bersama (ΦM), sebagian darinya hanya mencakup kumparan primer (Φ1) atau kumparan primer saja (Φ2). Rangkaian ekivalen digunakan untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya fluks bocor Φ1dan Φ2 yang dinyatakan sebagai reaktansi X1 dan X2. Sedangkan untuk
E1 E2
I1 I2
I0
R1 X1 R2 X2
V1 V2 ZL
XM
RC
IM
IC
Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen transformator.
[8]
[8]
[8]
[8]
Sehingga persamaan (2.10) menjadi :
Apabila semua parameter sekunder dinyatakan dalam harga rangkaian primer, maka harganya
perlu dikalikan dengan faktor a2, dimana a = E1/E2, sehingga rangkaian ekivalennya seperti Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen transformator dilihat dari sisi primer.
Untuk memudahakan perhitungan, model rangkaian Gambar 2.6 diatas dapat diubah
menjadi seperti Gambar 2.7.
I1
Gambar 2.7 Penyederhanaan Rangkaian ekivalen transformator.
Maka dari Gambar 2.7 diperoleh :
[8]
[8]
I1 I0
Rek Xek
V1 aV2
XM RC
IM IC
a2ZL
I2'
Gambar 2.8 Hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator.
I1.6 Diagram Vektor Transformator
Diagram vector adalah penggambaran hubungan antara fluks magnetic, tegangan dan
arus yang mengalir dalam bentuk vector. Hubungan yang terdapat di antara harga-harga
tersebut akan tergantung pada sifat beban, impedansi lilitan primer, dan sekunder, serta
rugi-rugi transformator.
I1.6.1 Transformator Tanpa Beban
Apabila transformator tidak dibebani, arus yang mengalir dalam transformator hanya
arus pemagnetan (Io) saja. Dalam hal ini :
1. Fluks magnet (Φo) sephasa dengan arus primer tanpa beban (Io) dan lagging 90°
terhadap tegangan sumber V1.
2. Gaya gerak listrik induksi pada sisi primer (E1) besarnya sama dengan V1, tetapi berbeda phasa 180° terhadap tegangan sumber V1.
Dalam penggambaran, V1 = -E1, dengan menganggap :
1. Rugi-rugi arus pusar dan rugi-rugi hysteresis di dalam inti tidak ada.
2. Rugi-rugi tahanan kawat tembaga tidak ada.
3. Fluks bocor pada kumparan primer dan kumparan sekunder tidak ada, maka vector
diagramnya seperti Gambar 2.9.
90° 90°
V1 = -E1 E2 E1
Φo
Io
0
Gambar 2.9 Diagram vektor transformator ideal tanpa beban.
Karena transformator tidaklah mungkin ideal, maka rugi-rugi pada transformator harus
diperhitungkan, maka :
1. Arus primer tanpa beban (Io) tidak sephasa dengan fluks magnet (Φo), dimana arus primer tanpa bebandapat diuraiakan atas dua komponen yaitu :
[4]
[4]
-E1 E2 E1
Φo
Io
0 Im
Ic
V1
IoR
1
IoX 1
Gambar 2.10 Diagram vektor transformator tak ideal tanpa beban.
I1.6.2 Transformator Berbeban
Bila transformator diberi beban maka pada sisi sekunder terdapat arus (I2) yang mengalir. I2 yang mengalir akan menyebabkan adanya perubahan pada arus yang mengalir di sisi primer. Transformator yang berbeban ini dapat dibagi menjadi 3 bagian ditinjau dari
bebannya yaitu tahanan murni, beban induktip dan beban kapasitip.
I1.6.2.1 Beban Tahanan Murni
Apabila pada sisi sekunder transformator ( Gambar 2.5) dihubungkan dengan tahanan
murni (R), maka arus akan mengalir pada sisi sekunder transformator sebesar I2. I2 akan berbeda fasa terhadap E2sebasar θ2.
[7]
Gambar 2.11 Diagram vektor transformator berbeban tahanan murni.
I1.6.2.2 Beban Induktif
Apabila transformator berbeban induktif, berarti pada sisi sekunder transformator
-E1
Gambar 2.12 Diagram vektor transformator berbeban induktif.
I1.6.2.2 Beban Kapasitif
Jika ( Gambar 2.5 ) dihubungkan dengan beban kapasitif, maka arus akan mengalir
pada sisi sekunder transformator sebesar I2. Beban kapasitif tersebut akan mengakibatkan pergeseran phasa antara I2 dan E2 sebesar θ2, dan juga akan mengakibatkan pergeseran phasa antara I2 dan V2sebesar φ2. Dimana :
[7]
-E1
Gambar 2.13 Diagram vektor transformator berbeban kapasitif.
I1.7 Transformator Tiga Phasa
II.7.1 Umum
Transformator tiga phasa pada prinsipnya sama dengan transformator satu phasa,
perbedaannya adalah pada transformator tiga phasa mengenal adanya hubungan bintang,
segitiga dan hubungan zig-zag, dan juga system bilangan jam yang sangat menentukan kerja
pararel tiga phasa. Untuk menganalisa transformator tiga phasa dilakukan dengan cara
menganggap bahwa transformator tiga phasa sebagai transformator satu phasa, teknik
perhitungannya pun sama, hanya untuk nilai akhir biasanya parameter tertentu (arus, tegangan,
dan daya) transformator tiga phasa dikalikan dengan nilai .
Transformator tiga phasa dikembangkan untuk alasan ekonomis, biaya lebih murah
karena bahan yang digunakan lebih sedikit dibandingkan tiga buah transformator satu phasa
dengan jumlah daya yang sama dengan satu buah transformator tiga phasa, penerjaannya lebih
Transformator tiga fasa adalah trafo yang sering dipakai hal ini dikarenakan :
a. Untuk daya yang sama tidak memerlukan ruang yang besar.
b. Mempunyai nilai ekonomis.
c. Pemeliharaan persatuan barang lebih murah dan lebih mudah.
II.7.2 Konstruksi Transformator Tiga Phasa
Untuk mengurangi rugi-rugi yang disebabkan oleh arus pusar di dalam inti, rangkaian
magnetik biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis. Dua jenis konstuksi yang biasa
digunakan pada transformator tiga phasa seperti pada Gambar 2.14 dan Gambar 2.15.
Np1 Np2 Np3
Ns1 Ns2 Ns3
Np1
Gambar 2.15 Transformator tiga phasa tipe cangkang.
II.7.3 Hubungan Transformator Tiga Phasa
Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu :
1. Hubungan Bintang (Y)
Hubungan bintang ialah hubungan transformator tiga fasa, dimana ujung-ujung awal
atau akhir lilitan disatukan. Titik dimana tempat penyatuan dari ujung-ujung lilitan merupakan
titik netral. Arus transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan bintang yaitu;
IA, IB, IC masing-masing berbeda 120°.
Dari gambar 2.16 diperoleh bahwa :
[8]
[8]
[8]
[8]
Dimana :
= tegangan line to line (Volt)
= tegangan phasa (Volt)
= arus line (Ampere)
= arus phasa (Ampere)
2. Hubungan Segitiga/ Delta (Δ)
Hubungan segitiga adalah suatu hubungan transformator tiga fasa, dimana cara
penyambungannya ialah ujung akhir lilitan fasa pertama disambung dengan ujung mula lilitan
fasa kedua, akhir fasa kedua dengan ujung mula fasa ketiga dan akhir fasa ketiga dengan ujung
mula fasa pertama. Tegangan transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan
IA
IB
IC
IBC
IAB
ICA
Gambar 2.17 Transformator tiga phasa hubungan segitiga/delta.
Dari gambar 2.17 diperoleh bahwa :
[8]
[8]
[8]
[8]
Dimana :
= tegangan line to line (Volt)
= tegangan phasa (Volt)
= arus line (Ampere)
3. Hubungan Zigzag
Transformator zig–zag merupakan transformator dengan tujuan khusus. Salah satu
aplikasinya adalah menyediakan titik netral untuk sistem listrik yang tidak memiliki titik
netral. Pada transformator zig–zag masing–masing lilitan tiga fasa dibagi menjadi dua bagian
dan masing–masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.
Gambar 2.18 Transformator tiga phasa hubungan zig-zag.
Perbandingan Rugi-rugi untuk tiap kumparan yang terhubung Y, Δ, Zig-zag adalah :
[2]
[2]
[2]
Dimana :
iY = arus pada kumparan yang terhubung Y
LY = panjang kumparan yang terhubung Y
AY = Luas penampang kumparan yang terhubung Y
AΔ = Luas penampang kumparan yang terhubung Δ
AZZ = Luas penampang kumparan yang terhubung Zig-zag
II.7.4 Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa
Dalam pelaksanaanya, tiga buah lilitan phasa pada sisi primer dan sisi sekunder dapat
dihubungkan dalam bermacam-macam hubungan, seperti bintang dan segitiga, dengan
kombinasi Y-Y, Y-Δ, Δ-Y, Δ-Δ, bahkan untuk kasus tertentu liltan sekunder dapat
dihubungakan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi Δ-Z, dan Y-Z.
Hubungan zig-zag merupakan sambungan bintang istimewa, hubungan ini digunakan untuk
mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi apabila dihubungkan secara bintang dengan
beban phasanya tidak seimbang. Di bawah ini pembahasan hubungan transformator tiga phasa
secara umum :
1. Hubungan Wye-wye (Y-Y)
Pada hubungan bintang-bintang, rasio tegangan fasa-fasa (L-L) pada primer dan
sekunder adalah sama dengan rasio setiap trafo. Sehingga, tejadi pergeseran fasa sebesar 30°
antara tegangan fasa-netral (L-N) dan tegangan fasa-fasa (L-L) pada sisi primer dan
Hubungan bintang-bintang ini akan sangat baik hanya jika pada kondisi beban
seimbang. Karena, pada kondisi beban seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol. Dan apabila terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang
kemudian dapat menyebabkan timbulnya rugi-rugi.
Hubungan Y-Y pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada Gambar 2.20. Pada hubungan
Y-Y, tegangan masing-masing primer phasa adalah :
[6]
Tegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasa sekunder dan perbandingan
belitan transformator maka, perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder
pada transformator hubungan Y-Y adalah :
N1R
Gambar 2.19 Transformator 3 phasa hubungan Y-Y.
2. Hubungan Wye-delta (Y-Δ)
Transformator hubungan Y-Δ, digunakan pada saluran transmisi sebagai penaik
tegangan. Rasio antara sekunder dan primer tegangan fasa-fasa adalah 1/√3 kali rasio setiap
trafo. Terjadi sudut 30° antara tegangan fasa-fasa antara primer dan sekunder yang berarti
bahwa trafo Y-Δ tidak bisa diparalelkan dengan trafo Y-Y atau trafo Δ-Δ. Hubungan
transformator Y-Δ dapat dilihat pada Gambar 2.21. Pada hubungan ini tegangan kawat ke
kawat primer sebanding dengan tegangan phasa primer ( ), dan tegangan kawat
ke kawat sekunder sama dengan tegangan phasa ( ), sehingga diperoleh
perbandingan tegangan pada hubungan Y-Δ adalah :
N1R
Gambar 2.20 Transformator 3 phasa hubungan Y-Δ.
3. Hubungan Delta-wye (Δ-Y)
Transformator hubungan Δ-Y, digunakan untuk menurunkan tegangan dari tegangan
transmisi ke tegangan rendah. Transformator hubungan Δ-Y dapat dilihat pada Gambar 2.22.
Pada hubungan Δ-Y, tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer
( ), dan tegangan sisi sekundernya ( ), maka perbandingan tegangan
pada hubungan Δ-Y adalah :
N1R
Gambar 2.21 Transformator 3 phasa hubungan Δ-Y.
4. Hubungan Delta - delta (Δ-Δ)
Pada transformator hubungan Δ-Δ, tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa
sama untuk sisi primer dan sekunder transformator (VRS = VST = VTR = VLN), maka perbandingan tegangannya adalah :
[6]
Sedangkan arus pada transformator hubungan Δ-Δ adalah :
[6]
Dimana :
IP = arus phasa
Gambar 2.22 Transformator 3 phasa hubungan Δ-Δ.
II.8 Kerja Pararel
Dua buah transformator dikatakan bekerja secara pararel apabila kedua sisinya (primer
dan sekunder) dihubungkan untuk melayani beban.
Kebutuhan pararel disebabkan oleh :
a. Pertumbuhan beban.
b. Meningkatkan keandalan pelayanan.
c. Batasan transportasi.
E2A
I1total I2total
V1 V2
beban
I2B
I1B
Gambar 2.23 Kerja pararel transformator.
Adapun syarat untuk kerja pararel adalah :
1. Perbandingan tegangan yang dipararelkan harus sama.
Jika perbandingan tegangan tidak sama, maka tegangan induksi pada kumparan
sekunder masing-masing transformator tidak sama, perbedaan tegangan ini akan
menyebabkan terjadinya arus sirkulasi Is pada kumparan sekunder ketika transformator
dibebani (Gambar 2.11). Dimana arus sirkulasi ini akan mengakibatkan panas pada
kumparan sekunder tersebut, besarnya arus sirkulasi adalah :
[7]
2. Polaritas tegangan harus sama.
Jika hal ini tidak dipenuhi, akan terjadi panas pada trafo yang mempunyai polaritas
yang searah dengan arus beban.
3. Tegangan impedansi pada keadaan beban penuh harus sama.
4. Perbandingan reaktansi terhadap tahanan sebaiknya sama.
Apabila perbandingan tahanan dan reaktansi sama, maka kedua transformator tersebut
bekerja pada factor daya yang sama.
5. Jumlah fasanya harus sama.
6. Khusus untuk transformator tiga fasa, maka kelompok vector group transformator
harus sama.
Jika vektor groupnya tidak sama, maka selisih antara vektor group transformator
BAB III
PENGUJIAN VEKTOR TRANSFORMATOR
III.1 Polaritas Transformator
Polaritas transformator perlu diketahui, terutama untuk membuat sambungan-sambungan
atau kerja pararel. Adapun macam polaritas transformator ada 2, yaitu :
1. Polaritas penjumlahan (additive polarity)
2. Polaritas pengurangan (substractrive polarity)
Menurut standar ASA (the American Standard Association), pada sisi tegangan tinggi
transformator, terminalnya diberi tanda H1,H2,H3, sedangkan pada sisi tegangan sisi rendahnya diberi tanda X1,X2,X3. Jenis polaritas transformator dapat dilihat seperti Gambar 3.1.
H1
H2
X2
X1
Φ H1 H2
X2 X1
H1
H2
X1
X2
Φ H1 H2
X1 X2
Gambar 3.2 Polaritas Pengurangan (Subtractive polarity).
Dalam menentukan polaritas transformator dapat dilakukan uji polaritas, dimana
pengujian daripada polaritas itu sendiri dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Pengujian Polaritas Transformator.
Untuk menentukan polaritas transformator, dapat dilihat dari hasil pengujian dimana
hasil yang diperoleh hanya ada kemungkinan, sesuai dengan jenis polaritas transformator.
Dalam hal ini untuk menentukan polaritas transformator tersebut adalah : V’
V
H1 H2
X1 X2
V
H1 H2
X2 X1
V’
1. Apabila Voltmeter V’ > V ( ggl induksi saling menjumlahkan ), maka disebut polaritas
penjumlahan.
2. Apabila Voltmeter V’ < V ( ggl induksi saling mengurangi ), maka disebut polaritas
pengurangan.
III.2 Vektor Group Transformator
Vektor tegangan primer dan sekunder suatu transformator dapat dibuat searah atau
berlawanan dengan mengubah cara melilit kumparan. Untuk transformator tiga phasa, arah
tegangan akan menimbulkan perbedaan phasa, arah dan besar perbedaan phasa tersebut akan
mengakibatkan adanya berbagai macam kelompok hubungan pada transformator itu.
Dalam menentukan kelompok hubungan diambil beberapa patokan, yaitu :
1. Notasi untuk hubungan delta, bintang dan hubungan zigzag masing-masing
adalah D, Y, Z untuk sisi tegangan tinggi dan d, y, z untuk sisi tegangan
rendah.
2. Untuk urutan phasa U, V, W untuk tegangan tinggi dan u, v, w untuk
tegangan rendah.
3. Tegangan sisi primer dianggap sebagai tegangan tinggi dan tegangan sisi
sekunder tegangan rendah.
4. Angka jam menyatakan bagaimana letak sisi kumparan tegangan tinggi
5. Jarum jam panjang dibuat selalu menunjuk angka 12 dan dibuat berimpit
(dicocokkan) dengan vector phasa VL tegangan tinggi line to line.
6. Bergantung pada perbedaan phasanya, vector phasa tegangan rendah (u, v,
w) dapat dilukiskan, letak vector phasa vl tegangan rendah line to line
menunjukkan arah jarum pendek.
7. Sudut antara jarum jam panjang dan pendek adalah pergeseran vector phasa
Vdan v.
Ketentuan - ketentuan dalam penentuan angka jam / vektor group transformator adalah :
1. Ketiga phasa tegangan dianggap berselisih 120°.
2. Setiap belitan pada kaki transformator yang sama dianggap mempunyai arah yang
sama.
3. Tegangan pada kumparan tegangan tinggi , vektornya dianggap merupakan jarum jam
panjang dan tegangan pada kumparan tegangan rendahnya merupakan jarum pendek
dari sebuah jam.
4. Pembacaan angka jam harus dari penamaan yang serupa.
Untuk setiap transformator dikenal vektor dasar sebagai berikut :
Gambar 3.4 Vektor dasar Transformator. (a) vektor dasar transformator pada kumparan
tegangan tinggi. (b) vektor dasar transformator pada kumparan tegangan rendah.
Untuk memudahkan penggambaran dibuat seperti Gambar 3.5
R1
R1
Gambar 3.6 Vektor group Transformator. (a) dan (c) Transformator dihubungkan
secara delta/ segitiga. (b) dan (d) vektor group transformator terhubung delta.
R1
Gambar 3.7 Vektor group Transformator. (a) dan (c) Transformator dihubungkan
R1
Gambar 3.8 Vektor group Transformator 3 phasa Dy11. (a) Transformator pada sisi
tegangan tingggi dihubungkan secara delta, (c) Transformator pada sisi tegangan
R1
Gambar 3.9 Transformator hubungan Dyn5. (a) Transformator pada sisi
tegangan tingggi dihubungkan segitiga/delta, (c) Transformator pada sisi tegangan
R1
Gambar 3.10 Transformator hubungan Yz5. (a) Transformator pada sisi
tegangan tingggi dihubungkan Y/bintang, (c) Transformator pada sisi tegangan
Kelompok hubungan transformator yang umum digunakan sesuai dengan normalisasi pabrik
(VDE 0532) adalah :
1. Angka jam 0 atau group A, hubungan Dd0, Yy0, Dz0.
2. Angka jam 6 atau group B, kelompok hubungan Dd6, Yy6, Dz6.
3. Angka jam 5 atau group C, kelompok hubungan Dy5, Yd5, Yz5.
4. Angka jam 11 atau group D, kelompok hubungan Dy11, Yd11, Yz11.
Menurut SPLN 50 tahun 1997, ada 4 macam transformator yang dibedakan
berdasarkan kelompok vector dan titik netralnya, yaitu :
1. Kelompok vektor Yzn5
Transformator hubungan Yzn5, digunakan pada transformator yang berkapasitas
sampai dengan 160 kVA.
2. Kelompok vektor Dyn5
Transformator hubungan Dyn5, digunakan pada transformator yang berkapasitas 200
kVA sampai dengan 250 kVA.
3. Kelompok vektor YNyn0
Transformator tipe hubungan ini, digunakan pada transformator yang dipasang pada
4. Kelompok vektor Ynd5
Transformator hubungan Ynd5, digunakan pada transformator yang digunakan pada
pembangkit listrik (misalnya : PLTD).
Tabel 3.1 Kelompok hubungan transformator berdasarkan lilitan primer lagging/leading terhadap lilitan sekunder.
Phase shift (deg) Hubungan
0 Yy0 Dd0 Dz0
30 lag Yd1 Dy1 Yz1
60 lag Dd2 Dz2
120 lag Dd4 Dz4
150 lag Yd5 Dy5 Yz5
180 lag Yy6 Dd6 Dz6
150 lead Yd7 Dy7 Yz7
120 lead Dd8 Dz8
60 lead Dd10 Dz10
III.3 Pengujian Transformator
Menurut ANSI dan standard IEEE, pengujian transformator terdiri atas tiga macam
pengujian, yaitu : pengujian rutin, pengujian jenis, dan pengujian khusus serta ditambah
pengujian commisioning (serah-terima).
III.3.1 Pengujian Rutin
Pengujian rutin adalah pengujian yang dilakukan terhadap setiap transformator, meliputi:
a. Pengujian tahanan isolasi.
b. Pengujian tahanan kumparan.
c. Pengujian perbandingan belitan Pengujian vector group.
d. Pengujian rugi besi dan arus beban kosong.
e. Pengujian rugi tembaga dan impedansi.
f. Pengujian tegangan terapan (Withstand Test).
g. Pengujian tegangan induksi (Induction Test).
III.3.2 Pengujian Jenis
Pengujian jenis adalah pengujian yang dilaksanakan terhadap sebuah trafo yang
mewakili trafo-trafo lainnya yang sejenis, guna menunjukkan bahwa semua trafo jenis
memenuhi persyaratan yang belum dilakukan dengan pengujian rutin. Pengujian jenis
meliputi:
1. Pengujian Kenaikan Suhu.
2. Pengujian Tegangan Impuls Atau Impedansi.
3. Pengujian tegangan tembus oli.
III.3.3 Pengujian Khusus
Pengujian khusus adalah pengujian yang lain dari pengujian rutin dan pengujian jenis
dilaksanakan atas persetujuan pabrik dengan pembeli dan hanya dilaksanakan terhadap satu
atau lebih trafo dari sejumlah trafo yang dipesan dalam sebuah kontrak. Pengujian khusus
meliputi :
1. Pengujian Dielektrik.
2. Pengujian Impedansi urutan nol pada trafo tiga phasa.
3. Pengujian Hubung Singkat.
4. Pengujian Harmonik pada arus beban kosong.
5. Pengujian tingkat bunyi akuistik.
III.3.4 Pengujian Commisioning (pengujian serah terima)
Pengujian commissioning merupakan pengujian pada transformator yang dilakukan
antara pembeli dan penjual transformator sebelum transformator itu digunakan. Adapun tujuan
pengujian ini dilakukan untuk memastikan bahwa keadaan transformator itu dalam kondisi
prima dan siap pakai. Adapun pengujian serah terima meliputi :
1. Pengukuran rugi beban nol (kW).
2. Persentase arus beban nol.
3. Persentase tegangan impedansi untuk beberapa terminal hubung-sadap.
4. Rugi-rugi pembebanan (kW) untuk beberapa terminal hubung-sadap.
5. Persentase pengaturan tegangan pada factor daya tertentu untuk beberapa
terminal hubung-sadap.
6. Kenaikan temperatur (°C) pada : minyak bagian atas, kumparan primer,
dan kumparan sekunder, untuk beberapa waktu lamanya (beberapa jam
atau sehari penuh).
7. Pengukuran tahanan pada kumparan primer dan kumparan sekunder per
phasa, dan pengukuran tahanan isolasi (megger) antara kumparan primer
dengan kumparan sekunder, antara kumparan primer dengan pentanahan,
antara kumparan sekunder dengan pentanahan.
8. Pengukuran rasio/perbandingan tegangan untuk mengetahui persentase
9. Pengukuran impedansi hubung singkat dan impedansi urutan nol.
10.Pemeriksaan polaritas dan vector group.
11.Pengukuran tingkat kebisingan (noise level), yang dilakukan dengan
menempatkan mikrofon pengukur di dekat beberapa bagian transformator.
III.4 Pengujian Vektor Group Transformator
Angka jam suatu transformator memang dapat diukur, maka untuk mengukur bilangan
jam suatu transformator dilakukan dengan cara menghubungkan dua terminal yang sama
hurufnya antara sisi tegangan tinggi dengan sisi tegangan rendah ( misal: W - w ), kemudian
pada sisi tegangan tinggi di supply tegangan rendah, kemudian diukur tegangan teminal yang
lainnya seperti :
U-u
U-v
V-v
V-u
Bila tegangan antara dua terminal pada sisi tegangan tinggi adalah E, dan tegangan
antara dua terminal pada sisi sekunder adalah e, maka dengan menggunakan hukum-hukum
ilmu segitiga, dapat diperoleh bahwa tegangan yang diukur antara terminalnya adalah :
Terminal, U-u, Tegangan = [1]
V-v, = [1]
V-u, = [1]
Angka-angka atau rumus –rumus yang digunakan adalah pada umumnya pendekatan,
biasanya perbandingan rasio besar, sehingga persamaan di atas hanya berlaku khusus untuk
golongan hubungan dengan angka jam 0. Dengan menggunakan rumus pendekatan, maka
untuk golongan hubungan jam 0, 5, 6, dan 11 berlaku :
1. Jam 0 :
[1]
[1]
[1]
[1]
2. Jam 5 :
[1]
[1]
[1]
3. Jam 6 :
[1]
[1]
[1]
[1]
4. Jam 11 :
[1]
[1]
[1]
[1]
Dimana : E = tegangan terminal sisi tegangan tinggi
e = tegangan terminal sisi tegangan rendah
Secara umum pengujian vektor group dilakukan untuk mengetahui kebenaran vektor
group yang tercantum pada nameplate transformator. Pengujian dilakukan dengan cara
menghubungkan salah satu terminal tegangan tinggi dengan terminal tegangan rendah. Misal
R1
Gambar 3.11 Pengujian vektor Transformator hubungan Dy5.
Dari gambar 3.11 (f) pengujian vektor group transformator hubungan Dy5, yang
dilakukan dengan cara menghubungkan terminal R pada sisi tegangan tinggi dan terminal r
pada sisi tegangan rendah, vektor group tersebut dinyatakan sesuai dengan name plate
R S T
Gambar 3.12 Pengujian vektor Transformator hubungan Yd5.
Dari gambar 3.12 (f) pengujian vektor group transformator hubungan Yd5, yang
dilakukan dengan cara menghubungkan terminal R pada sisi tegangan tinggi dan terminal r
pada sisi tegangan rendah, vektor group tersebut dinyatakan sesuai dengan name plate
Penentuan angka jam dapat juga dilakukan sebagaimana dikemukakan oleh Ritchter
yaitu dengan menggunakan sebuah transformator pembantu yang diketahui vektor groupnya.
Sedapat mungkin rasio perbandingan transformator pembantu ini tidak terlampau jauh berbeda
dengan transformator yang akan diperiksa.
Transformator yang akan diperiksa mempunyai terminal U, V, W utuk sisi tegangan
tinggi, dan pada sisi tegangan rendah yaitu u,v,w. sedangkan transformator pembantu memiliki
terminal-terminal pada sisi tegangan tinggi U’, V’, W’, dan pada 'sisi tegangan rendah u’, v’,
w’.
Gambar 3.13 Pengujian vektor group dengan trafo bantu.
Dari Gambar 3.13, tiga tahanan dalam bentuk bintang dihubungkan pada tegangan
rendah yang akan diperiksa, kemudian titik bintang tahanan tersebut dihubungkan dengan titik
bintang transformator pembantu, Kemudian diukur :
u-u’ , u-v’, dan u-o
Harga-harga yang diperoleh digambarkan pada diagram bintang u’-v’-w’, dan
diperoleh titik u dan dengan demikian diperoleh sudut α, sudut α ini menunjukkan angka jam
BAB IV
ANALISIS PENGUJIAN VEKTOR GROUP
TRANSFORMATOR DISTRIBUSI TIGA PHASA
IV.1 Umum
Vektor group suatu transformator merupakan hubungan phasa antara tegangan pada
sisi tegangan tinggi dengan teagangan pada sisi tegangan rendah. Jam digunakan sebagai
referensi, karena satu putaran terdiri atas 12 jam, dan 1 putaran 360°, maka tiap 1 jam
menyatakan 30°. Berarti jam 1 = 30°, jam 2 = 60°, jam 3 = 90°, jam 6 = 180° serta jam 12 =
360° atau 0°.
Studi ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana cara pengujian vector group suatu
transformator distribusi, dan juga untuk mempermudah apabila suatu transformator mau
dipararelkan.
Pengujian vector grop ini dilakukan dengan cara mengubungkan 2 terminal yang sama
hurufnya, antara sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah, kemudian pada sisi tegangan
IV.2 Peralatan Pengujian
Pengujian ini menggunakan beberapa peralatan :
1. Transformator 3θ, 200 kVA, 20kV/400V, Dyn5
2. Transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5
3. Transformator 3θ, 100 kVA, 20kV/400V, Ynd5
4. Voltage Regulator
5. Voltmeter
IV.3 Rangkaian Pengujian
1. Percobaan pada transformator 3θ, 200 kVA, 20kV/400V, Dyn5
U
V
W
v u
w P
T
A
C
2. Percobaan pada transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5
U
V
W
v u
w P
T
A
C
Gambar 4.2 Percobaan pada transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5
3. Percobaan pada transformator 3θ, 100 kVA, 20kV/400V, Ynd5
U
V
W
v u
w P
T
A
C
IV.4 Prosedur Percobaan
1. Percobaan pada transformator 3θ, 200 kVA, 20kV/400V, Dyn5.
a. Letakkan transformator pada tempat yang cukup aman.
b. Peralatan dirangkai seperti Gambar 4.1, kemudian hubungkan terminal
tegangan tinggi (U) dengan termninal tegangan rendah (u).
c. Hidupkan power supply PTAC.
d. Naikkan tegangan PTAC secara bertahap sampai 200 Volt.
e. Ukur tegangan pada terminal : V-v; V-w; W-w; W-v
f. Turunkan kembali tegangan PTAC dan matikan power supply.
g. Percobaan selesai.
2. Percobaan pada transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5.
h. Letakkan transformator pada tempat yang cukup aman.
i. Peralatan dirangkai seperti Gambar 4.2, kemudian hubungkan terminal
tegangan tinggi (U) dengan termninal tegangan rendah (u).
j. Hidupkan power supply PTAC.
k. Naikkan tegangan PTAC secara bertahap sampai 200 Volt.
l. Ukur tegangan pada terminal : V-v; V-w; W-w; W-v
n. Percobaan selesai.
3. Percobaan pada Transformator 3θ, 100 KVA, 20 kV/400 V, Ynd5.
a. Letakkan transformator pada tempat yang cukup aman.
b. Peralatan dirangkai seperti Gambar 4.3, kemudian hubungkan terminal
tegangan tinggi (U) dengan termninal tegangan rendah (u)
c. Hidupkan power supply PTAC.
d. Naikkan tegangan PTAC secara bertahap sampai 200 Volt.
e. Ukur tegangan pada terminal : V-v; V-w; W-w; W-v
f. Turunkan kembali tegangan PTAC dan matikan power supply.
IV.5 Data Percobaan
Pada percobaan ini, terminal U pada sisi tegangan tinggi dan u pada sisi tegangan
rendah di jumper, dan di supply dengan tegangan 200 V.
Tabel 4.1 Percobaan pada Transformator 3θ, 200 KVA, 20 kV/400 V, Dyn5
Terminal
Tabel 4.2 Percobaan pada transformator 3θ, 80 kVA, 800V/400V, Dyn5
Tabel 4.3 Percobaan pada Transformator 3θ, 100 KVA, 20 kV/400 V, Ynd5
Terminal
T.Tinggi
Supply
Tegangan
Hasil
Pengukuran
Hasil
Pengukuran
Hasil
Pengukuran
U-V 200 V U-v = 0,4 V V-v = 204 V W-v = 200 V
V-W 200 V U-w = 0,4 V V-w = 204 V W-w = 204 V
W-U 200 V
IV.6 Analisis Percobaan
1. Transformator 200 KVA, 20 kV/400 V, Dyn5
Tegangan yang disupply 200 Volt, hasil pengukuran :
E = tegangan pengukuran pada sisi tegangan tinggi (E = 200 Volt)
e = tegangan pengukuran pada sisi tegangan rendah ( )
Tegangan Terminal :
V-v = 204 Volt; V-w = 204 Volt; W-v = 201 Volt; W-w = 204 Volt; U-v = U-w = 0,4 Volt.
Dengan menggunakan rumus pendekatan pada persamaan (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) maka:
V-w = 204 Volt = 200 + 4 ≈ E + 0,87 e
Dari hasil pengujian vektor group Dyn5, diperoleh :
Berdasarkan hasil analisis, vektor group transformator yang diuji sesuai dengan name
2. Transformator 80 KVA, 800 V/400 V, Dyn5
Tegangan yang disupply 200 Volt, hasil pengukuran :
E = tegangan pengukuran pada sisi tegangan tinggi (E = 200 Volt)
e = tegangan pengukuran pada sisi tegangan rendah ( )
Tegangan Terminal :
V-v = 298 Volt; V-w = 298 Volt; W-v = 200 Volt; W-w = 298 Volt; U-v = U-w = 106 Volt.
Dengan menggunakan rumus pendekatan pada persamaan (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) , maka :
V-v = 298 volt = 200 + 98 ≈ E + 0,87 e
V-w = 298 Volt = 200 + 98 ≈ E + 0,87 e
W-v = 200 Volt = E
U1
Dari hasil pengujian vektor group Dyn5, diperoleh :
Berdasarkan hasil analisis, vektor group transformator yang diuji sesuai dengan name
3. Transformator 100 KVA, 20 kV/400 V, Ynd5
Tegangan yang disupply 200 Volt, hasil pengukuran :
E = tegangan pengukuran pada sisi tegangan tinggi (E = 200 Volt)
e = tegangan pengukuran pada sisi tegangan rendah ( )
Tegangan Terminal :
V-v = 204 Volt; V-w = 204 Volt; W-v = 200 Volt; W-w = 204 Volt; U-v = U-w = 0,4 Volt.
Dengan menggunakan rumus pendekatan pada persamaan (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) maka:
V-v = 204 volt = 200 + 4 ≈ E + 0,87 e
V-w = 204 Volt = 200 + 4 ≈ E + 0,87 e
W-v = 200 Volt = E
U V W
Dari hasil pengujian vektor group Ynd5, diperoleh :
Berdasarkan hasil analisis, vektor group transformator yang diuji sesuai dengan name
BAB V
PENUTUP
V. Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari studi pengujian vekor group trafo distribusi tiga phasa
adalah :
1. Dari hasil pengukuran yang diperoleh dengan cara menghubungkan terminal U pada
sisi tegangan tinggi dan u pada sisi tegangan rendahnya, maka diperoleh perbandingan
rasio tegangan. Untuk vektor group jam 5 diperoleh, tegangan antara U-v = U-w dan
V-v =V-w = W-w > W-v.
2. Berdasarkan perbandingan rasio tegangan hasil pengukuran, maka vektor group
transformator yang diuji sesuai dengan vektor group yang tercantum pada name plate
DAFTAR PUSTAKA
1. Kadir, Abdul “ Transformator ”, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 2000.
2. Winders, Jr., John J., “ Power Transformer Principles and Aplications ”, New York:
Marcell Dekker, Inc., 2002.
3. Lazar, Irwin, “ Electrical System Analysis and Design for Industrial Plant,s ”,
McGraw- Hill Book Company, 1980.
4. The J & P, “ Tansformer Book”, London, Newnes Butter Worths 1961.
5. Kulkarni, S.V., Kaparde, S.A, “Transformer Enginering Design and Practice ”,
Indian Institute of Tecnology, Bombay Mumbai, India, 2004.
6. Chapman, Stephen J, “ Electric Machinery Fundamental ” McGraw-Hill Book
Company, 1985.
7. Wijaya, Mochtar, S.T “ Dasar-Dasar Mesin Listrik ”, Jakarta, Djambatan, 2001.
8. Zuhal, “ Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya ”, Edisi Kelima , Penerbit
Gramedia, Jakarta, 1995.
9. IEE Standard Test Code for Liquid-Imersed Distribution, Power, and Regulating
Transformer.
10.Standar Perusahaan Listrik Negara ( SPLN ) 50 : 1987.
