LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN DOKTOR BARU DANA ITS 2020

(1)

LAPORAN KEMAJUAN

PENELITIAN DOKTOR BARU

DANA ITS 2020

Inisiasi Feroresonansi pada Transformator

Tegangan Rendah Tiga Fasa

Tim Peneliti :

Dr. I Gusti Ngurah Satriyadi H., ST., MT. (Teknik Elektro/FTEIC)

Dr. I Made Yulistya N ST. M.Sc (Teknik Elektro/FTEIC)

Dimas Anton A, ST. MT. Ph.D (Teknik Elektro/FTEIC)

DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

(2)

Daftar Isi

Daftar Isi ... 1 Daftar Tabel ... 2 Daftar Gambar ... 3 Daftar Lampiran ... 4 BAB I RINGKASAN ... 1

BAB II HASIL PENELITIAN ... 2

2.1 Simulasi Feroresonansi ... 2

2.1.1 Simulasi Feroresonansi pada Konfigurasi Seri ... 2

2.1.2 Simulasi Feroresonansi pada Konfigurasi Seri-Paralel... 3

2.1.3 Analisis Transformasi Wavelet ... 4

2.2 Pengujian Modul Feroresonansi... 9

2.2.1 Pengujian pada Transformator Inti H ... 10

2.2.2 Pengujian pada Transformator Inti M ... 17

BAB III STATUS LUARAN ... 24

BAB IV KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN ... 25

BAB V RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ... 26

BAB VII DAFTAR PUSTAKA ... 27

BAB VIII LAMPIRAN ... 28

LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran ... 28

(3)

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Perbandingan sinyal dekomposisi wavelet db 5 level 8 variasi grading capacitance ... 8

Tabel 2.2 Perbandingan sinyal dekomposisi wavelet db 5 level 8 variasi shunt capacitance ... 8

Tabel 2.3 Hasil Pengujian pada Kapasitor 10 uF Fasa R ... 10

Tabel 2.4 Hasil Pengujian pada Kapasitor 10 uF Fasa S ... 11

Tabel 2.5 Hasil Pengujian pada Kapasitor 10 uF Fasa T ... 12

(4)

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Rangkaian Simulasi Feroresonansi menggunakan ATPDraw ... 2

Gambar 2.2 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R Transformator 3 Fasa Inti H dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF (b) 20 μF (c) 30 μF ... 3

Gambar 2.3 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R Transformator 3 Fasa Inti M dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF (b) 20 μF (c) 30 μF ... 3

Gambar 2.4 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R-T Transformator 3 Fasa Inti H dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF (b) 20 μF (c) 30 μF ... 4

Gambar 2.5 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R-T Transformator 3 Fasa Inti M dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF (b) 20 μF (c) 30 μF ... 4

Gambar 2.6 Simulasi Feroresonansi Transformator 3 Fasa dengan Transformasi Wavelet ... 4

Gambar 2.7 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa A saat kondisi normal ... 6

Gambar 2.8 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa B saat kondisi normal ... 6

Gambar 2.9 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa C saat kondisi normal ... 6

Gambar 2.10 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa A saat kondisi feroresonansi ... 7

Gambar 2.11 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa B saat kondisi feroresonansi ... 7

Gambar 2.12 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa C saat kondisi feroresonansi ... 7

Gambar 2.13 Rangkaian Modul Pengujian Feroresonansi pada Transformator 3 Fasa ... 9

Gambar 2.14 Skema Pengujian Feroresonansi ... 9

Gambar 2.15 Realisasi Pengujian Feroresonansi ... 9

Gambar 2.16 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa R Inti H ... 11

Gambar 2.17 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa S Inti H ... 11

Gambar 2.18 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa T Inti H ... 12

Gambar 2.25 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa R Inti M ... 18

Gambar 2.26 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa S Inti M ... 18

Gambar 2.27 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa T Inti M ... 19

Gambar 2.28 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 20 uF Fasa R Inti M ... 20

Gambar 2.29 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 20 uF Fasa S Inti M ... 20

(5)

Daftar Lampiran

Lampiran 1 Tabel Daftar Luaran ... 28 Lampiran 2 Bukti Pendukung Luaran ... 29

(6)

BAB I RINGKASAN

Feroresonansi adalah sebuah fenomena osilasi non-linier yang melibatkan induktansi non-linier (ditemui pada kurva magnetisasi inti transformator), kapasitansi, sumber tegangan sinusoidal, dan rugi-rugi yang rendah. Pada umumnya, kemunculan feroresonansi ditandai oleh tegangan abnormal, seperti bentuk gelombang terdistorsi atau magnitudo gelombang tidak wajar (tegangan lebih atau kurang). Adanya tegangan abnormal tersebut akan memberikan tekanan elektris dan termal yang mampu merusak peralatan listrik. Respon feroresonansi juga dapat mengganggu kinerja rele, sehingga sistem proteksi tidak sanggup bekerja secara tepat. Di samping itu, kemunculan feroresonansi di lapangan sangat sulit diprediksi. Dengan adanya bahaya-bahaya tersebut, fenomena ini masih mendapatkan perhatian khusus dalam sistem tenaga listrik hingga saat ini.

Inisiasi feroresonansi pada transformator tiga fasa berbasis pengujian perlu diselidiki karena sebagian besar transformator pada jaringan transmisi dan distribusi listrik adalah transformator tiga fasa. Pada pengujian [1] inisiasi feroresonansi dilakukan pada dua unit transformator satu fasa yang diseri untuk memodelkan kasus kemunculan feroresonansi pada transformator tiga fasa akibat kesalahan operasi pemutus daya di lapangan. Akan tetapi, skema pengujian tersebut tidak dapat menunjukkan efek fluks mutual pada inti transformator tiga fasa terhadap respon feroresonansi yang muncul. Saat ini dibutuhkan bukti nyata berupa implementasi dari feroresonansi berupa modul pengujian feroresonansi pada transformator tiga fasa tegangan rendah untuk dapat dipelajari lebih lanjut sehingga kerusakan alat akibat feroresonansi dapat diperkecil peluang terjadinya.

Tujuan dari penelitian ini adalah menginisiasi fenomena feroresonansi secara fisik pada transformator tegangan rendah tiga fasa, melakukan pemilihan nilai dan jenis variabel penelitian yang tepat dalam pelaksanaan penelitian, serta memahami karakteristik feroresonansi akibat faktor-faktor inisiasi yang diberikan, dengan variabel penelitian yang meliputi variasi nilai kapasitor, jenis inti transformator, dan wavelet.

Penelitian ini dibagi menjadi dua bagian, simulasi feroresonansi dan modul pengujian feroresonansi. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software ATPDraw dengan menggunakan model rangkaian sederhana untuk menghasilkan respon feroresonansi. Analisis transformasi wavelet kemudian diterapkan untuk mengolah hasil simulasi. Pengujian modul feroresonansi dilakukan dengan dua jenis inti transformator yakni inti H dan M, sedangkan digunakan tiga variasai nilai kapasitor yakni 10 uF, 20 uF, dan 30 uF. Hasil pengujian tersebut kemudian dianalisis dan dibandingkan dengan hasil simulasi

Luaran dari penelitian ini adalah paper pada jurnal internasional berindeks Scopus berkategori Q2.

(7)

Ringkasan penelitian berisi latar belakang penelitian,tujuan dan tahapan metode penelitian, luaran yang ditargetkan, kata kunci

BAB II HASIL PENELITIAN

2.1

Simulasi Feroresonansi

Simulasi dilakukan dengan menggunakan software ATPDraw dengan menggunakan model rangkaian sederhana untuk menghasilkan respon feroresonansi. Model rangkaian transformator 3 fasa tersebut ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Rangkaian Simulasi Feroresonansi menggunakan ATPDraw

2.1.1

Simulasi Feroresonansi pada Konfigurasi Seri

Simulasi feroresonansi yang pertama dilakukan dengan menghubung seri rangkaian transformator 3 fasa dengan kapasitor pada software ATPDraw. Tegangan sumber diinput pada

software dengan amplitudo 220 VRMS L-G dan frekuensi 50 Hz. Simulasi ini menggunakan 3

buah kapasitor 10μF, 20μF, dan 30μF masing-masing pada tiap fasa. Fasa R ditandai dengan warna merah, Fasa S ditandai dengan warna hijau, dan Fasa T ditandai dengan warna biru.

Simulasi dilakukan dengan mengatur waktu maksimum menjadi 0.2 s dan mengatur waktu switching pada 0.05 s untuk mendapatkan gambar hasil simulasi yang proporsional dan dapat memperlihatkan keadaan saat kondisi normal (sebelum pelepasan fasa) dan sesudah pelepasan fasa.

Fasa yang dilakukan pelepasan pada simulasi ini adalah fasa R seperti ditunjukkan pada gambar 2.2 dan gambar 2.3. Terlihat bahwa fasa yang dilakukan pelepasan menghasilkan respon feroresonansi, sedangkan pada fasa yang tidak dilakukan pelepasan tetap memunculkan gelombang tegangan sinusoidal. Hal ini dikarenakan pada software ATPDraw tidak ditemukan penggunaan mutual fluks.

Mode feroresonansi yang dihasilkan pada gambar 2.2 dan gambar 2.3 adalah mode fundamental. Pada gambar 2.2 nilai tegangan yang dihasilkan berturut sebesar 220 V, 280 V, dan 300 V dengan kenaikan mencapai 27.3% dan 7% pada setiap penambahan nilai kapasitor.

Pada gambar 2.3 nilai tegangan puncak yang dihasilkan pada respon feroresonansi berturut-turut sebesar 215 V, 260 V, dan 290 V dengan kenaikan mencapai 21% dan 11.5% pada setiap penambahan nilai kapasitor.

(8)

(a) (b) (c)

Gambar 2.2 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R Transformator 3 Fasa Inti H dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF (b)

20 μF (c) 30 μF

(a) (b) (c)

Gambar 2.3 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R Transformator 3 Fasa Inti M dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF (b)

20 μF (c) 30 μF

2.1.2

Simulasi Feroresonansi pada Konfigurasi Seri-Paralel

Simulasi feroresonansi yang kedua adalah simulasi pada konfigurasi seri-paralel, yakni dengan menghubungkan rangkaian transformator 3 fasa dengan kapasitor seri dan paralel pada software ATPDraw. Tegangan sumber diinput pada software dengan amplitudo 220 VRMS L-G dan frekuensi 50 Hz. Simulasi ini menggunakan 2 buah kapasitor 10μF dan 20μF dengan konfigurasi 10 μF -10 μF, 10 μF -20 μF, dan 20 μF -10 μF sama seperti pada pengujian. Fasa R ditandai dengan warna merah, Fasa S ditandai dengan warna hijau, dan Fasa T ditandai dengan warna biru.

Simulasi dilakukan dengan mengatur waktu maksimum menjadi 0.2 s dan mengatur waktu switching pada 0.05 s untuk mendapatkan gambar hasil simulasi yang proporsional dan dapat memperlihatkan keadaan saat kondisi normal (sebelum pelepasan fasa) dan sesudah pelepasan fasa.

Fasa yang dilakukan pelepasan pada simulasi ini adalah fasa R dan T seperti ditunjukkan pada Gambar 2.4 dan Gambar 2.5. Terlihat bahwa fasa yang dilakukan pelepasan menghasilkan

(9)

Pada Gambar 2.5 nilai tegangan maksimum yang dihasilkan juga terdapat pada konfigurasi kapasitor 20 μF -10 μF yaitu sebesar 250 V pada fasa R dan 245 V pada fasa T. Namun, pada kedua gambar tersebut terlihat bahwa saat konfigurasi 10 μF - 20 μF tidak menghasilkan respon feroresonansi. Hal ini dikarenakan nilai kapasitor pada konfigurasi seri harus lebih dominan agar dapat memunculkan respon feroresonansi.

Gambar 2.4 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R-T Transformator 3 Fasa Inti H dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF

(b) 20 μF (c) 30 μF

(a) (b) (c)

Gambar 2.5 Hasil Simulasi pada Pelepasan Fasa R-T Transformator 3 Fasa Inti M dengan diseri Kapasitor (a) 10 μF

(b) 20 μF (c) 30 μF

2.1.3

Analisis Transformasi Wavelet

Simulasi ini dilakukan dengan skema rangkaian seperti pada gambar 2.6. Pada simulasi kali ini, nilai grading capacitance dan shunt capacitance divariasikan untuk kemudian dilakukan analisis transformasi wavelet. Proses pengolahan data ini menggunakan software MATLAB. Hasil pengolahan data akan menunjukkan sinyal dekomposisi wavelet menggunakan wavelet analyzer pada toolbox wavelet. Sinyal dekomposisi sinyal yang diolah menggunakan mother wavelet debauchies orde 5 dengan tingkatan level dekomposisi sampai level 12. Pemilihan mother wavelet debauchies orde 5, dikarenakan orde tersebut dapat menganalisis gelombang dengan frekuensi sampling yang tinggi. [2]

Gambar 2.6 Simulasi Feroresonansi Transformator 3 Fasa dengan Transformasi Wavelet

Pada Gambar 2.7 sampai 2.9 menunjukkan sinyal dekomposisi wavelet pada fasa A, fasa B dan fasa C saat kondisi normal. Pada sinyal dekomposisi wavelet saat kondisi normal terlihat perbedaan secara signifikan pada fasa A dengan fasa B dan fasa C di level dua dan delapan.

(10)

Pada Gambar 2.10 sampai 2.12 menunjukkan sinyal dekomposisi wavelet pada fasa A, fasa B dan fasa C saat kondisi feroresonansi. Sinyal dekomposisi wavelet saat kondisi feroresonansi yang dipilih yaitu nilai grading capacitance yaitu 0,6 μF dan shunt capacitance yaitu 0,2 μF. Pada sinyal dekomposisi wavelet saat kondisi feroresonansi terlihat perbedaan kondisi normal, kondisi transien dan kondisi feroresonansi tiap level dekomposisinya.

Analisis sinyal dekomposisi wavelet dapat dibandingkan secara kasar dari bentuk gelombang, periode gelombang dan amplitudonya dari tiap level dekomposisinya. Sehingga, sinyal dekomposisi wavelet saat kondisi feroresonansi dapat dianalisis terlihat jelas secara visual di level tujuh dan delapan. Pemilihan level dekomposisi wavelet yang tepat saat kondisi normal dan feroresonansi untuk dianalisis berada di level delapan [3]. Pada Tabel 2.1 menunjukkan sinyal dekomposisi wavelet db5 level 8 variasi grading capacitance, sedangkan Tabel 2.2 menunjukkan sinyal dekomposisi wavelet db5 level 8 variasi shunt capacitance. Pada Tabel 2.1 dan 2.2 memperlihatkan perbedaan secara signifikan sinyal dekomposisi wavelet dari bentuk, periode dan amplitudo gelombang.

Menurut Tabel 2.1, pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai grading capacitance yaitu 0,001 μF dan 0,01 μF terlihat tidak terjadi feroresonansi, namun terdapat lonjakan tegangan akibat adanya kondisi transien. Pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai grading

capacitance yaitu 0,1 μF; 0,6 μF dan 1 μF yang berbentuk mode fundamental, terlihat perbedaan

signifikan dari bentuk gelombang pada fasa A, fasa B dan fasa C. Walaupun pada sinyal dekomposisi wavelet tersebut memiliki mode yang sama. Pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai grading capacitance yaitu 10 μF yang berbentuk sinusoidal, terlihat bentuk gelombangnya sedikit sama seperti sinyal dekomposisi wavelet saat kondisi normal.

Menurut Tabel 2.2, pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai shunt capacitance yaitu 0,001 μF; 0,05 μF; 0,2 μF dan 0,5 μF yang berbentuk mode fundamental, terlihat memiliki memiliki ciri – ciri kesamaan dari bentuk gelombang. Pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai shunt capacitance yaitu 0,001 μF, terlihat perbedaan pada fasa A yang sama seperti sinyal dekomposisi wavelet saat kondisi normal. Pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai shunt

capacitance yaitu 1 μF yang berbentuk mode chaotic terlihat terdapat beberapa lonjakan

tegangan setiap periodenya. Pada sinyal dekomposisi wavelet dengan nilai shunt capacitance yaitu 10 μF terlihat tidak terjadi feroresonansi, namun terdapat lonjakan tegangan akibat adanya kondisi transien.

(11)

a.

Kondisi Normal

Gambar 2.7 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa A saat kondisi normal

Gambar 2.8 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa B saat kondisi normal

Gambar 2.9 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa C saat kondisi normal

b. Kondisi Feroresonansi

Pada pengolahan sinyal dekomposisi wavelet ini menggunakan sampel sinyal tegangan mode fundamental dengan dipilih nilai grading capacitance yaitu 0,6 µF dan nilai shunt capacitance yaitu 0,2 µF.

(12)

Gambar 2.10 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa A saat kondisi feroresonansi

Gambar 2.11 Sinyal dekomposisi wavelet pada fasa B saat kondisi feroresonansi

(13)

Tabel 2.1 Perbandingan sinyal dekomposisi wavelet db 5 level 8 variasi grading capacitance Fasa Kapasitansi

Grading

Kapasitansi Shunt

Sinyal Dekomposisi Wavelet db5 pada level 8 A 0,001 0,2 B 0,001 0,2 C 0,001 0,2 A 0,01 0,2 B 0,01 0,2 C 0,01 0,2 A 0,1 0,2 B 0,1 0,2 C 0,1 0,2 A 1 0,2 B 1 0,2 C 1 0,2 A 10 0,2 B 10 0,2 C 10 0,2

Tabel 2.2 Perbandingan sinyal dekomposisi wavelet db 5 level 8 variasi shunt capacitance Fasa Kapasitansi

Grading

Kapasitansi Shunt

Sinyal Dekomposisi Wavelet db5 pada level 8 A 0,6 0,001 B 0,6 0,001 C 0,6 0,001 A 0,6 0,05 B 0,6 0,05 C 0,6 0,05 A 0,6 0,5 B 0,6 0,5 C 0,6 0,5 A 0,6 1 B 0,6 1 C 0,6 1 A 0,6 10 B 0,6 10 C 0,6 10

(14)

2.2

Pengujian Modul Feroresonansi

Modul feroresonansi disusun berdasarkan rangkaian modul feroresonansi yang ditunjukkan pada gambar 2.13. Rangkaian tersebut kemudian dimodelkan dalam suatu skema pengujian feroresonansi seperti pada gambar 2.14. Sedangkan gambar 2.15 menunjukkan realisasi dari skema pengujian feroresonansi.

Gambar 2.13 Rangkaian Modul Pengujian Feroresonansi pada Transformator 3 Fasa

(15)

2.2.1

Pengujian pada Transformator Inti H

Pada pengujian ini pemberian variasi tegangan sumber dibatasi sampai transformator bekerja pada daerah saturasinya (muncul feroresonansi). Sedangkan untuk variasi kapasitansi hanya sampai 30 uF. Ini dikarenakan, pada pengujian pada kapasitansi 30 uF, nilai arus menjadi 5,8 A dan tegangan transformator menjadi 268 V. Nilai ini sudah melebihi nilai arus dan tegangan nominal transformator inti H sebesar 2,62 A dan 220 V. Jika variasi kapasitansi terus ditambah, ini dapat menyebabkan transformator berdengung dan bergetar keras (ini dikarenakan gelombang tegangan terdistorsi dan overvoltage) dan inti transformator akan menjadi panas. Selain arus dan tegangan transformator, peralatan yang harus diperhatikan selanjutnya adalah kapasitor. Dimana pada kapasitor 30 uF, tegangan yang dihasilkan sudah mencapai tegangan 403 V sedangkan nilai nominal tegangan pada kapasitor hanya 450 VAC. Jika pemberian variasi kapasitansi tetap diteruskan, kapasitor dapat mengalami overvoltage dan bisa membuat kapasitor tersebut terbakar. Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan faktor keamanan baik bagi penguji dan peralatan pada modul, pengujian pada transformator inti H hanya sampai pada kapasitansi 30 uF saja.

2.2.1.1 Pengujian dengan Menggunakan Kapasitor 10 uF

Berdasarkan perhitungan menggunakan rudenberg’s graphical method pada kapasitor 10 uF sudah dapat menunjukkan kondisi karakteristik jump phenomenon yang dapat memunculkan feroresonansi. Jump phenomenon merupakan perubahan respons secara mendadak yang dapat menimbulkan feroresonansi [4]. Pada kapasitor 10 uF, terjadinya lonjakan nilai arus dan tegangan pada fasa R, S, dan T saat tegangan sumber dinaikkan dari 38% (97,5 V) menjadi 39% (102,2 V).

Seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.3 dan gambar 2.16, pada fasa R, terjadi lonjakan nilai arus dari 0,067 A menjadi 1,65 A sebesar 1,583 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 112 V menjadi 191,9 V sebesar 79,9 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 21,2 V menjadi 267,3 V sebesar 246,1 V.

Tabel 2.3 Hasil Pengujian pada Kapasitor 10 uF Fasa R

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 16,5 2,99 17,7 0,009 10% 28,6 4,35 30,3 0,014 15% 41,34 5,7 42,24 0,018 20% 53,9 7,4 57 0,024 25% 66,4 9,05 70,24 0,030 30% 79,2 11,45 85,1 0,037 35% 92 15,9 101,74 0,05 38% 97,5 21,2 112 0,067 39% 102,2 267,3 191,9 1,65 40% 105,5 270,7 192 1,67 43% 111,2 275,3 192,8 1,73 45% 117,4 280,4 193,4 1,77

(16)

Gambar 2.16 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa R Inti H

Pada fasa S (Tabel 2.4 dan Gambar 2.17), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,045 A menjadi 1,9 A sebesar 1,855 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 108,4 V menjadi 214,6 V sebesar 106,2 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 13,2 V menjadi 293,4 V sebesar 280,2 V.

Tabel 2.4 Hasil Pengujian pada Kapasitor 10 uF Fasa S Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,2 2,28 16,8 0,007038 10% 27,4 3,03 29,4 0,01 15% 39,5 4 41,22 0,0134 20% 52,5 4,81 55,6 0,0171 25% 64,8 6,12 68,75 0,0215 30% 77,7 7,6 83,2 0,0268 35% 90,61 10,3 98,88 0,0352 38% 96,3 13,2 108,4 0,045 39% 101,6 293,4 214,6 1,9 40% 104,7 296,2 214,8 1,93 43% 110,8 302,3 216,4 2 45% 117,5 308,7 219,27 2,04

(17)

Pada fasa T (Tabel 2.5 dan Gambar 2.18), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,0816 A menjadi 1,67 A sebesar 1,588 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 120,2 V menjadi 210 V sebesar 89,8 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 24,3 menjadi 292,639 V sebesar 268,33 V.

Tabel 2.5 Hasil Pengujian pada Kapasitor 10 uF Fasa T

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,57 2,95 18,3 0,00945 10% 27,6 4,38 31,4 0,0145 15% 40,2 5,6 43,91 0,0187 20% 53,6 7,2 59,4 0,0245 25% 65,6 9,6 72,84 0,0305 30% 78,3 12,17 88,8 0,0407 35% 90,8 17,72 106,85 0,0577 38% 96,8 24,3 120,2 0,0816 39% 101,4 292,639 210 1,67 40% 105 296,5 211,6 1,69 43% 110,4 303,3 214,4 1,75 45% 116,4 310,4 217,65 1,8

Gambar 2.18 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa T Inti H

Pada pengujian fasa R, S, T dengan kapasitor 10 uF, nilai arus dan tegangan transformator tidak ada yang melebihi nilai nominal transformator. Ini dikarenakan, pada kapasitor 10 uF jump phenomenon yang terjadi masih tergolong kecil karena pada kapasitor tersebut jump phenomenon yang dapat memunculkan feroresonansi baru terjadi. Pada setiap fasa sebelum terjadinya jump phenomenon, nilai tegangan transformator selalu lebih tinggi dibandingkan nilai tegangan sumber dan kapasitor. Namun, setelah terjadinya jump phenomenon, transformator akan bekerja pada daerah saturasinya. Efek kondisi saturasi ini akan menyebabkan kenaikan transformator yang relatif rendah, namun untuk tegangan sumber dan kapasitor akan naik terus.

Pada fasa R (Tabel 2.6 dan Gambar 2.19), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,137 A menjadi 2,65 A sebesar 2,513 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 138 V menjadi 227,8 V sebesar 89,8 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 21,3 V menjadi 346,26 V sebesar 324,96 V.

(18)

Tabel 2.6 Hasil Pengujian pada Kapasitor 20 uF Fasa R Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,75 1,44 16,2 0,00915 10% 28,13 2,01 28,8 0,0129 15% 41,4 2,85 42,2 0,0186 20% 54 3,67 55,16 0,0241 25% 65,75 4,39 67,3 0,0285 30% 78,82 5,2 81 0,034 35% 90,89 6,3 94,4 0,0414 40% 103,52 9,1 109,7 0,0588 45% 115,6 16,3 129 0,1 46% 120 21,3 138 0,137 47% 124 346,26 227,8 2,65 48% 125,2 346,9 227,5 2,64 50% 130,2 352,6 228,51 2,72

Gambar 2.19 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 20 uF Fasa R Inti H

(19)

Tabel 2.7 Hasil Pengujian pada Kapasitor 20 uF Fasa S

Pada fasa T (Tabel 2.8 dan Gambar 2.21), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,17 A menjadi 2,69 A sebesar 2,52 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 144,4 V menjadi 226,5 V sebesar 82,1 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 25,4 menjadi 348,2 V sebesar 322,8 V.

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 14,7 1,14 15,7 0,00743 10% 27,3 1,59 28,4 0,0104 15% 39,6 2,17 41,3 0,0146 20% 52 2,83 54,27 0,019 25% 64 3,32 66,2 0,0226 30% 77,22 3,89 79,62 0,0275 35% 89,85 4,7 93,5 0,0336 40% 102,6 6,5 107,8 0,0462 45% 115,2 11,3 126,1 0,07 46% 116,1 15,2 133,6 0,164 47% 123,7 362,7 242,1 2,77 48% 124,4 362,9 241,8 2,76 50% 129,8 370 243,66 2,82 Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,2 1,27 16,4 0,00828 10% 27,5 2,03 29,4 0,013 15% 40,45 2,5 42,7 0,0165 20% 53,2 3,07 55,89 0,0205 25% 65,12 3,93 68,5 0,026 30% 77,9 5,17 82,6 0,0341 35% 90,34 7,12 96,7 0,0465 40% 103,3 10 112,22 0,065 45% 115,42 18,8 133,6 0,11 46% 116,7 25,4 144,4 0,17 47% 123,9 348,2 226,5 2,69 48% 124,3 348,17 226,4 2,67 50% 130,2 354,4 227,14 2,74

(20)

Gambar 2.21 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 20 uF Fasa T Inti H

Pada fasa R (Tabel 2.9 dan Gambar 2.22), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,23 A menjadi 5,16 A sebesar 4,93 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 157 V menjadi 237,6 V sebesar 80,6 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 23,7 V menjadi 367,4 V sebesar 343,7 V.

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 16 0,91 16,3 0,00878 10% 28,9 1,38 29 0,014 15% 41,45 1,78 41,4 0,0181 20% 53,2 2,18 53,6 0,0227 25% 65,5 2,76 66,2 0,0285 30% 78,4 3,2 79,3 0,0335 35% 90,7 3,87 92,7 0,04 40% 103 5,28 106,4 0,0521 45% 115,2 7,95 121,3 0,0778 50% 128,7 16,13 142,8 0,153 53% 135,2 23,7 157 0,23 54% 140,3 367,4 237,6 5,16 55% 145,8 368 237,9 5,2 60% 158,9 375,9 238,8 5,32

(21)

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,38 0,93 16 0,00908 10% 27,2 1,5 28,3 0,0153 15% 39,58 1,76 40,7 0,0186 20% 51,7 2,06 52,9 0,0225 25% 64,3 2,28 65,7 0,0259 30% 76,5 3,03 78,07 0,0344 35% 89,5 3,54 91,8 0,0403 40% 102,1 4,38 105,33 0,0504 45% 114,5 6,43 120 0,0714 50% 128,5 12,01 139 0,13 53% 134,6 17,5 151,4 0,18 54% 140,7 397,6 265,8 5,7 55% 145 398,2 266 5,75 60% 158,2 403 268,93 5,8

Gambar 2.23 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 30 uF Fasa S Inti H

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,43 1,07 16,5 0,0103 10% 27,6 1,53 29,1 0,0152 15% 39,88 1,9 41,7 0,0194 20% 52,22 2,35 54,3 0,0242 25% 65,15 2,8 67,6 0,029 30% 77 3,66 80,27 0,0375 35% 89,5 4,95 94 0,0495

(22)

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 40% 101,8 6,7 107,64 0,066 45% 113,7 10,3 123,6 0,1 50% 127,5 19,67 145,6 0,18 53% 133,2 29,8 162,7 0,28 54% 138 368,5 232,5 4,1 55% 143 369,1 232,9 4,18 60% 156,4 376,4 246,68 4,23

Gambar 2.24 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 30 uF Fasa T Inti H

2.2.2

Pengujian pada Transformator Inti M

Pada pengujian feroresonansi pada transformator inti M, diberikan inisiasi variasi tegangan sumber dan nilai kapasitansi yang sama dengan inti H. Ini dikarenakan arus dan tegangan nominal transformator inti M dan H memiliki nilai yang sama.

2.2.2.1 Pengujian dengan Kapasitor 10 uF

Pada kapasitor 10 uF, terjadinya lonjakan nilai arus dan tegangan pada fasa R, S, dan T saat tegangan sumber dinaikkan dari 34% (89 V) menjadi 35% (93,26 V). Untuk secara detail, hubungan jump phenomenon pada setiap fasa pada kapasitor 10 uF akan dijelaskan sebagai berikut.

Pada fasa R (Tabel 2.12 dan Gambar 2.25), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,07 A menjadi 1,45 A sebesar 1,37 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 104,36 V menjadi 192,11 V sebesar 87,75 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 22,28 V menjadi 263,8 V sebesar 241,52 V.

(23)

Gambar 2.25 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa R Inti M

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,65 2,57 17,49 0,00809 10% 27,75 3,62 30,26 0,0118 15% 40,9 4,57 44,23 0,0152 20% 53,2 5,77 57,63 0,019 25% 65,31 7,28 71,27 0,0239 30% 77,87 9,47 85,67 0,0313 34% 88 12,56 99,45 0,044 35% 92 283,26 208,44 1,61 40% 103,72 294,41 210,35 1,72 45% 118 307,92 213,63 1,89

Gambar 2.26 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa S Inti M

Pada

fasa

T (Tabel 2.14 dan Gambar 2.27), terjadi lonjakan nilai arus dari

(24)

112,74 V menjadi 199,79 V sebesar 87,05 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 25,84 menjadi 274,63 V sebesar 248,79 V.

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 15,89 3,97 19,46 0,0123 10% 28,4 5,56 33,21 0,0175 15% 41,45 7,48 47,97 0,0238 20% 54,62 9,51 63,02 0,0301 25% 66,67 12,2 77,5 0,0385 30% 78,79 16,92 94,4 0,0534 34% 88,2 25,84 112,74 0,0828 35% 91,91 274,63 199,79 1,39 40% 103,28 288,32 203,97 1,48 45% 116,88 303,8 211,02 1,63

Gambar 2.27 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 10 uF Fasa T Inti M

Pada fasa R (Tabel 2.15 dan Gambar 2.28), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,125 A menjadi 2,47 A

sebesar

2,345 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 126,46 V menjadi 224,6 V sebesar 98,14 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 19,43 V menjadi 335,14 V sebesar 315,71 V.

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 17,73 1,66 18,33 0,0104

(25)

Tabel 2.16 Hasil Pengujian pada Kapasitor 20 uF Fasa S. Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 16,38 1,53 17,39 0,00961 10% 28,07 1,87 29,4 0,0123 15% 40,73 2,48 42,32 0,0156 20% 52,91 3 55,16 0,0192 25% 64,83 3,7 67,73 0,024 30% 77,6 4,49 81,08 0,0291 35% 90,29 5,82 95 0,0378 40% 102,14 8,38 109,8 0,056 41% 105,4 10 114,8 0,0676 43% 109,67 12,85 122,06 0,0884 44% 115,42 350,23 238,11 2,64 45% 118,67 353,7 238,27 2,67 50% 131,85 368,72 240,26 2,79

(26)

Pada fasa T (Tabel 2.17 dan Gambar 2.30), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,145 A menjadi 2,52 A sebesar 2,375 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 132,38 V menjadi 224,38 V sebesar 92 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 23 menjadi 337,1 V sebesar 314,1 V.

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 16,36 2 18,29 0,0125 10% 28,55 2,63 30,96 0,0165 15% 41,14 3,51 44,3 0,022 20% 54,07 4,28 57,91 0,0272 25% 66,1 5,42 70,96 0,0339 30% 78,23 7,25 84,92 0,0453 35% 90,6 9,76 99,76 0,0612 40% 102,69 14,65 116,61 0,0913 41% 105,86 17,42 122,86 0,108 43% 109,55 23 132,38 0,145 44% 115,03 337,1 224,38 2,52 45% 117,9 340,12 224,6 2,55 50% 130,75 353,9 225,68 2,7

Gambar 2.30 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 20 uF Fasa T Inti M

Pada fasa R (Tabel 2.18 dan Gambar 2.31), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,178 A menjadi 4,37 A sebesar 4,192 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 139,35 V menjadi 236,97 V sebesar 97,62 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 18,72 V menjadi 358,2 V sebesar 339,48 V.

(27)

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 40% 103,23 7,38 108,84 0,0698 45% 115,58 12,75 126,71 0,121 48% 122,3 18,72 139,35 0,178 49% 130,5 358,2 236,97 4,37 50% 132,5 359,6 237,04 4,41 55% 145,52 371,47 237,1 4,78 60% 158,31 386,43 237,14 4,88

Pada fasa S (Tabel 2.19 dan Gambar 2.32), terjadi lonjakan nilai arus dari 0,135 A menjadi 5,4 A sebesar 5,265 A. Lonjakan nilai tegangan transformator dari 135,05 V menjadi 260,5 V sebesar 125,45 V. Sedangkan untuk nilai tegangan kapasitor mengalami lonjakan dari 13,1 V menjadi 384 V sebesar 370,9 V.

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 16,38 1,1 17 0,0104 10% 27,85 1,43 28,8 0,0135 15% 40,53 1,75 41,53 0,0169 20% 52,67 2,05 54,15 0,0199 25% 66,42 2,51 68,11 0,0246 30% 78,76 2,78 80,87 0,0278 35% 90,73 3,76 93,6 0,037 40% 102,76 4,95 106,71 0,0497 45% 116,2 8,5 124,1 0,0888 48% 122,58 13,1 135,05 0,135 49% 132,2 384 260,5 5,4 50% 134,2 385,8 260,67 5,41 55% 146,56 401,1 261,15 5,7 60% 158,4 412,35 261,24 5,8

(28)

Gambar 2.32 Karakteristik Jump Phenomenon pada Kapasitor 30 uF Fasa S Inti M

Tegangan Sumber (%) Tegangan Terukur (V) Tegangan Kapasitor (V) Tegangan Transformator (V) Arus (A) 5% 16,35 1,39 17,72 0,013 10% 28,07 1,81 29,77 0,0171 15% 47,24 2,47 42,74 0,0233 20% 53,12 2,87 55,95 0,0275 25% 67,1 3,74 70,35 0,0351 30% 79,21 4,78 83,55 0,0445 35% 90,71 6,38 96,72 0,0594 40% 102,2 8,72 110,6 0,0808 45% 115 15,12 129,73 0,141 48% 121,28 22,24 143,23 0,206 49% 130,31 358,1 230,54 4,06 50% 131,93 359,5 230,79 4,07 55% 145,16 373,43 231,8 4,23 60% 157,72 396,41 242,23 4,35

(29)

BAB III STATUS LUARAN

Luaran dari penelitian ini adalah paper pada jurnal internasional terindeks Scopus berkategori Q2. Sampai laporan kemajuan ini ditulis, ketercapaian dari luaran yang ditargetkan adalah dalam masa persiapan. Draft paper telah disusun sesuai dengan ketercapaian penelitian dalam laporan kemajuan ini. Selanjutnya, paper akan diselesaikan sesuai dengan target penelitian. Tabel daftar luaran dan bukti pendukung luaran terlampir.

(30)

BAB IV KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN

Beberapa kendala dalam melaksanakan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Pandemi Covid-19 yang mengakibatkan hambatan untuk melaksanakan pengujian. 2. Jadwal pelaksanaan penelitian tidak sesuai dengan rencana.

(31)

BAB V RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA

Selanjutnya penelitian akan dilanjutkan dengan menganalisis lebih dalam mengenai karakteristik

jump phenomenon pada pengujian feroresonansi dengan kapasitor 10 uF, 20 uF, dan 30 uF baik pada

transformator inti M maupun inti H serta membandingkannya satu sama lain. Selain itu, akan dilakukan juga analisis kecenderungan bentuk gelombang tegangan transformator inti H maupun inti M. Draft paper yang sudah disusun kemudian akan diselesaikan sesuai dengan ketercapaian penelitian sehingga dapat di-submit ke jurnal internasional.

(32)

BAB VII DAFTAR PUSTAKA

[1] Roy, M., dan Roy, C.K, (2008), “Experiments on Ferroresonance at Various Line Conditions and Its Damping”, IEEE.

[2] Javier Arturo Corea Araujo, “Modeling And Analysis Of Power Transformers Under Ferroresonance Phenomenon”, Universitat Rovira, Virgili, 2015.

[3] I Made Yulistya Negara, Daniar Fahmi, Luthfi Lukman Hakim , “Studi Eksperimen Menggunakan Transformasi Wavelet dalam Mengidentifikasi Feroresonansi pada Transformator”, Tugas Akhir, 2018.

[4] I. M. Yulistya Negara, M. Wahyudi, D. A. Asfani, I. G. N. S. Hernanda, D. Fahmi, and A. Soeprijanto, “Effect of Capacitance Variation on Physical Characteristics of Ferroresonance Severity and Jump Phenomenon Based on Rudenberg Graphical Method,” Int. Rev. Electr. Eng. IREE, vol. 14, no. 1, p. 55, Feb. 2019, doi: 10.15866/iree.v14i1.16095.

LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN DOKTOR BARU DANA ITS 2020