TEKNIK TENAGA LISTRIK TRANSFORMER. Kelompok 5. Aditya Prayoga ( ) Benson Marnatha S. ( ) Edison Marulitua S.

TEKNIK TENAGA LISTRIK

TRANSFORMER

Kelompok 5 Aditya Prayoga (0806365412) Benson Marnatha S. (0806365551) Edison Marulitua S. (0806365702) M. Nahar (0806366150)

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

DEPOK

2010

1.1 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

Gambar 1-1 Transformasi Energi

1.2 Sejarah Transformer

1831, Michael Faraday mendemonstrasikan sebuah koil dapat menghasilkan tegangan dari koil lain.

1832, Joseph Henry menemukan bahwa perubahan flux yang cepat dapat menghasilkan tegangan koil yang cukup tinggi

1836, Nicholas Callan memodifikasi penemuan Henry dengan dua koil.

1850 – 1884, era penemuan generator AC dan penggunaan listrik AC

1885, Georges Westinghouse & William Stanley mengembangkan transformer berdasarkan generator AC.

1889, Mikhail Dolivo-Dobrovolski mengembangkan transformer 3 fasa pertama

1.3 Prinsip Dasar Transformer

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).

Gambar 1-2 Sejarah Perkembangan Trafo

1.4 Simbol Transformer

Gambar 1-3 Simbol Transformer 1 phase

Daya – daya nominal pada 50 Hz dalam KVA:

Untuk transformator-transformator tiga fasa: 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 160, 200, 250, 325, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000, dan seterusnya.

Untuk transformator-transformator satu fasa: 1, 2, 3, 5, 7, 13, 20, 35, 50, 70.

Normalisasi tegangan: 125 V, 220 V, 380 V, dan 500 V untuk tegangan rendah dan 3 KV, 5 KV, 6 KV, 10 KV, 15 KV, 20 KV, 25 KV, 30 KV, 60 KV, 110 KV, 220 KV, dan 380 KV untuk tegangan tinggi. Data tersebut Merupakan nilai nominal dari Daya, tegangan, frekuensi pada Transformator Distribusi menurut VDE.

1.5 Macam – macam Trafo 1.5.1 Trafo Radio

Trafo yang biasa digunakan pada rangkaian radio dan televisi dengan tegangan input 220 v/110 v dan tegangan output 48 v – 24 v step down.Dimensi pada trafo ini sangat kecil dan efisiensi rendah.

1.5.2 Trafo Pengukuran 1.5.2.1 Current Transformer

Current transformer mengukur aliran listrik dan memberikan masukan untuk kekuasaan transformer dan instrumen. Current transformer baik menghasilkan arus bolak-balik atau tegangan bolak-bolak-balik yang sebanding dengan arus yang diukur. Ada dua tipe dasar transformator saat ini: wound dan toroida. Transformer wound saat ini terdiri dari integral belitan primer yang dimasukkan secara seri dengan konduktor yang membawa arus yang diukur. Toroidal atau berbentuk donat transformer saat ini tidak mengandung belitan primer. Sebaliknya, kawat yang membawa arus threaded melalui jendela di transformator toroida.

Beberapa CTS dibuat untuk engsel terbuka, memungkinkan insersi sekitar konduktor listrik konduktor tanpa mengganggu sama sekali. Standar industri untuk arus sekunder CT adalah kisaran 0 hingga 5 ampli AC. Seperti PTS, CTS dapat dibuat dengan rasio berliku kustom untuk memenuhi hampir semua aplikasi. Karena mereka "beban penuh" arus sekunder adalah 5 ampli, rasio CT biasanya digambarkan dalam hal beban penuh amp utama sampai 5 ampli, seperti ini:

Gambar 1-5 Metering Current transformer

1.5.2.2 Potential Transformer

Transformer juga dapat digunakan dalam sistem instrumentasi listrik. Karena transformer kemampuan untuk meningkatkan atau turun tegangan dan arus, dan listrik isolasi yang mereka berikan, mereka dapat berfungsi sebagai cara untuk menghubungkan peralatan listrik tegangan tinggi, sistem tenaga arus tinggi. Misalkan kita ingin secara akurat mengukur tegangan 13,8 kV sebuah power sistem.

Gambar 1-6 Aplikasi Instrumentasi: "Potensi transformator" skala tegangan tinggi ke nilai aman diterapkan pada voltmeter konvensional.

Sekarang voltmeter membaca fraksi yang tepat, atau rasio, dari sistem yang sebenarnya tegangan, mengatur skala untuk membaca seolah-olah mengukur tegangan secara langsung. Transformator instrumen menjaga tegangan pada tingkat yang aman dan mengisolasi listrik dari sistem , sehingga tidak ada hubungan langsung antara saluran listrik dan instrumen atau kabel instrumen. Ketika digunakan dalam kapasitas ini, trafo disebut Potensi Transformer, atau hanya PT.

Potensial transformer dirancang untuk memberikan seakurat tegangan rasio step-down . Untuk membantu dalam regulasi tegangan yang tepat, beban seminimal mungkin: voltmeter dibuat untuk memiliki impedansi masukan yang tinggi sehingga menarik sedikit arus dari PT . Seperti yang anda lihat,pada gambar 6. sumbu telah terhubung secara seri dengan gulungan primer PT,untuk keselamatan dan kemudahan memutus tegangan dari PT.

Standar tegangan sekunder untuk sebuah PT adalah 120 volt AC, untuk full-rated tegangan listrik. Rentang voltmeter standar untuk menemani PT adalah 150 volt, skala penuh. PTS dengan rasio berliku kustom dapat dibuat sesuai dengan aplikasi apapun. Ini cocok baik untuk standarisasi industri voltmeter yang sebenarnya instrumen sendiri, karena PT akan menjadi ukuran untuk langkah sistem tegangan ke tingkat instrumen standar ini.

1.5.3 Trafo Tenaga

Trafo ini biasanya digunakan pada pemakaian daya dari rumah tangga, sampai pembangkit , transmisi dan distribusi tenaga listrik.

Beberapa alasan digunakannya transformer, antara lain :

1. Tegangan yang dihasilkan sumber tidak sesuai dengan tegangan pemakai,

2.Biasanya sumber jauh dari pemakai sehingga perlu tegangan tinggi (pada jaringan transmisi),dan

3. Kebutuhan pemakai/beban memerlukan tegangan yang bervariasi.

Selain kapasitas daya, dalam pemilihan transformator distribusi kita juga harus mengetahui: a. Bushing

Bushing merupakan salah satu komponen pada transformator sebagai tempat penghubung antara transformator dengan jaringan luar. Bushing terbuat dari porselin, dimana

porselin ini berfungsi sebagai penyekat antara konduktor (penghantar yang bertegangan) dengan tangki transformator.

b. Sistem Pendinginan

Dalam memilih transformator kita harus mengetahui system pendinginan yang digunakan transformator tersebut.

c. Peralatan Proteksi

Transformator Distribusi yang digunakan harus memiliki peralatan proteksi. d. Indikator

Indikator dalam transformator digunakan untuk mengetahui tinggi dari permukaan minyak dan temperature / suhu minyak.

e. Tap Changer

Tap Changer adalah perubahan tegangan dari satu tegangan ke tegangan lain dilakukan dalam keadaan tanpa beban (tegangan off) dan dilakukan secara manual melalui sebuah tuas.

f. Spesifikasi Teknis Transformator

Untuk pemilihan transformator perlu melihat spesifikasi teknisnya, apakah transformator tersebut Step Up atau transformator Step Down

Dari spesifikasi tersebut kita akan mengetahui : 1. Type

2. Standar menurut IEC dan SPLN 3. Rating

4. Vektor grup 5. Sifat kelistrikan 6. Berat dan dimensi

Deskripsi kerja transformator step down

Transformator ini berfungsi untuk menaikkan tegangan misalnya dari 380 V pada sisi primer menjadi 20 KV pada sisi sekunder.

Deskripsi kerja transformator step up

Transformator ini berfungsi untuk menurunkan tegangan misalnya dari 20 KV pada sisi primer menjadi 380 V pada sisi sekunder.

2.1 Prinsip Kerja

Prinsip kerja 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 yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu alur induksi. 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.

Gambar 2.1 Rangkaian transformer

Berdasarkan hukum Faraday yang menyatakan magnitude dari electromotive force

(emf) proporsional terhadap perubahan fluks terhubung dan hukum Lenz yang menyatakan arah dari emf berlawanan dengan arah fluks sebagai reaksi perlawanan dari perubahan fluks tersebut didapatkan persaman :













−

=

dt

d

e

ψ

_(2.1)

e = emf sesaat (instantaneous emf)

Ψ = fluks terhubung (linked flux)

Dan pada transformer ideal yang dieksitasi dengan sumber sinusoidal berlaku persamaan: E = 4,44 Φm N f

f

N

E

=

4

,

44

⋅

Φ

_m

⋅

⋅

(2.2) E = Tegangan (rms)

N = jumlah lilitan

Φm = fluks puncak (peak flux) f = frekuensi dan persamaan: 2 1 2 1 N N E E = (2.3)

Dikarenakan pada transformer ideal seluruh mutual flux yang dihasilkan salah satu kumparan akan diterima seutuhnya oleh kumparan yang lainnya tanpa adanya leakage flux maupun loss lain misalnya berubah menjadi panas. Atas dasar inilah didapatkan pula persamaan:

P1 = P2 V1.I1 = V2.I2

N1.I1 = N2.I2 (2.4)

Gambar 2.2 Grafik arus, tegangan dan fluks yang terjadi

2.2 Rangkaian ekuivalen transformer

Untuk mempermudah analisis dalam pengujian, rangkaian primer dan sekunder dibuat menjadi sebuah rangkaian yang disebut rangkaian equivalent. Pada rangkaian ini rugi tembaga pada sisi sekunder diubah menjadi nilai ekuivalennya dan dilihat dari arah primer.

Gambar 2.3 Rangkaian ekuivalen transformer Loss2 = I22.R2

= I12(I22/I12).R2 = I12(I2/I1)2.R2

Loss2 =I12. a2.R2 (2.5)

Dimana a adalah rasio perbandingan lilitan kumparan sekunder terhadap kumparan primer sehingga resistansi sekunder didapatkan :

R2’ = a2.R2 (2.6)

dan reaktansi sekunder didapatkan: X2’ = a2.X2 (2.7)

Dari persamaan sebelumnya dapat digambarkan rangkaian ekuivalen transformer menjadi

Gambar 2.4 Rangkaian ekuivalen yang telah disederhanakan

2.3 Transformer Praktis

Pada dasarnya rangkaian ekuivalen transformer praktis sama dengan transformer ideal, hanya saja ditambahkan rugi-rugi inti yaitu rugi hysterisis dan rugi arus pusar (eddy current). Rugi-rugi ini digambarkan sebagai induktansi dan resistansi yang terhubung secara paralel dengan kumparan primer, pada gambar dilambangkan sebagai Xm untuk induktansi dan Rm untuk resistansi.

Gambar 2.5 Rangkaian ekuivalen transformer praktis

Selain memperhitungkan rugi-rugi inti, transformer praktis juga memasukkan unsur fluks bocor (leakage flux). Untuk menghitung tegangan induksi akibat fluks bocor ini dapat dilakukan dengan memodifikasi Φm menjadi Φl leakage pada persamaan 2.2.

f

N

E

_l

=

4

,

44

⋅

Φ

_l

⋅

⋅

(2.8)

2.4 Rugi-Rugi Pada Transformer 2.4.1 Rugi Arus Pusar (eddy current)

Arus pusar adalah arus yang mengalir pada material inti karena tegangan yang diinduksi oleh fluks. Arah pergerakan arus pusar adalah 90o terhadap arah fluks seperti terlihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Arus pusar yang berputar pada material inti

Dengan adanya resistansi dari material inti maka arus pusar dapat menimbulkan panas sehingga mempengaruhi sifat fisik material inti tersebut bahkan hingga membuat transformer

terbakar. Untuk mengurangi efek arus pusar maka material inti harus dibuat tipis dan dilaminasi sehingga dapat disusun hingga sesuai tebal yang diperlukan

Rugi arus pusar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

2

max

2

2

B

t

f

k

p

_e

=

_e

⋅

⋅

⋅

_(2.9)

pe = Rugi arus pusar [w/kg]

ke = Konstanta material inti

f = frekuensi [Hz]

t = ketebalan material [m]

Bmax = Nilai puncak medan magnet [T]

2.4.2 Rugi Hysterisis

Rugi hysterisis terjadi karena respon yang lambat dari material inti. Hal ini terjadi karena masih adanya medan magnetik residu yang bekerja pada material, jadi saat arus eksitasi bernilai 0, fluks tidak serta merta berubah menjadi 0 namun perlahan-lahan menuju 0. Sebelum fluks mencapai nilai 0 arus sudah mulai mengalir kembali atau dengan kata lain arus sudah bernilai tidak sama dengan 0 sehingga akan membangkitkan fluks kembali. Grafik hysterisis dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Grafik hysterisis Iex terhadap Φ

Rugi hysterisis ini memperbesar arus eksitasi karena medan magnetik residu mempunyai arah yang berlawanan dengan medan magnet yang dihasilkan oleh arus eksitasi.

Untuk mengurangi rugi ini, material inti dibuat dari besi lunak yang umum digunakan adalah besi silikon. Besarnya rugi hysterisis dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.10.

n

h

h

k

f

B

p

=

⋅

2

⋅

_max

_(2.10)

ph = Rugi arus pusar [w/kg]

kh = Konstanta material inti

f = frekuensi [Hz]

Bmax = Nilai puncak medan magnet [T]

n = Nilai eksponensial, tergantung material dan Bmax

Rugi hysteris maupun rugi arus pusar bernilai tetap, tidak bergantung pada besarnya beban.

2.4.3 Rugi Tembaga

Rugi tembaga adalah rugi yang dihasilkan oleh konduktor/tembaga yang digunakan sebagai bahan pembuat kumparan. Rugi ini diakibatkan oleh adanya resistansi bahan. Nilai resistansi konduktor dapat dihitung dengan Persamaan 2.11.

A

l

R

=

ρ

⋅

(2.11)

R = Tahanan (Ohm)

ρ = Tahanan jenis (Ohm.m)

l = Panjang (m)

A = Luas penampang (m2)

Sedangkan untuk menghitung kerugian tembaga itu sendiri dapat mempergunakan Persamaan 2.12 untuk sisi primer dan Persamaan 2.13 untuk sisi sekunder.

p p

cp

I

R

s s

cs

I

R

P

=

2

⋅

_(2.13)

Pcp = Rugi konduktor primer

Pcs = Rugi konduktor sekunder

Ip = Arus pada kumparan primer

Is = Arus pada kumparan sekunder

Rp = Tahanan kumparan primer, didapat dari Persamaan 2.11

Rs = Tahanan kumparan sekunder, didapat dari Persamaan 2.11

Dengan memperhatikan Persamaan 2.12 dan Persamaan 2.13 terlihat bahwa besarnya arus yang mengalir pada kumparan berpengaruh terhadap besarnya rugi konduktor, dengan kata lain besarnya beban mempengaruhi besarnya nilai kerugian.

2.5 Efisiensi Transformer

Efisiensi transformer adalah perbandingan antara daya output yang dihasilkan dibanding dengan daya input masukannya.

Efisiensi = Pout x 100 % Pin

= Vout x Iout x 100 % Vin x Iin

3.1 Transformer Tiga Fasa

Konstruksi suatu trafo tiga fasa terdiri dari rangaian tiga buah trafo satu fasa

S

R

T

r

s

t

S

R

T

r

s

t

Gambar 3-1 Konstruksi trafo tiga fasa

Namun pada saat ini untuk transformer tiga fasa sudah menggunakan satu buah core untuk ketiga fasanya.

Pada dasarnya formulasi trafo tiga fasa dikembangkan atau merupakan jumlah vektor dari tiga buah trafo satu fasa. Jadi :

P3 Fasa = P1 + P2 + P3

= I1.V1 + I2.V2 + I3.V3

= 3.I.V

Rumus disamping ini berlaku baik pada trafo terhubung bintang maupun segitiga, dengan catatan bahwa arus (i) dan tegangan (v) adalah arus dan tegangan trafo satu fasa (bukan arus dan tegangan line).

3.2 Formulasi Trafo Tiga Fasa

3.2.1 Bila Rangkaian Primer Atau Sekunder Trafo Terhubung Bintang I_Line

I

_Fasa

V

_LL

V

_LN R S T N R S T N I_Line

I

_Fasa

V

_LL

V

_LN R S T N I_Line

I

_Fasa

V

_LL

V

_LN R S T N R S T N

Gambar 3-2 Rangkaian Terhubung Bintang ILine = IFasa VRS = VR – VS = VR.√3. V_R VT VS Vrs -V_S Vrs N V_R VT VS Vrs -V_S Vrs N

Gambar 3-3 Arah Vektor Tegangan Terhubung Bintang VRS = VLL = Voltage line to line

VR = VS = VT = VLN

= Voltage line to netral P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa

VLL = VLN. √3 Maka VLN = VLL / √3 P3 Fasa = 3.I.VLN

= 3.I.(VLL/ √3) = I.VLL. √3

3.2.1 Bila Rangkaian Primer Atau Sekunder Trafo Terhubung Delta R S T I_R

V

_Line

= V

_Fasa

I

_r

I

_s

I

t R S T I_R

V

_Line

= V

_Fasa

I

_r

I

_s

I

t

Gambar 3-4 Rangkaian Terhubung Delta VLine = VFasa IR = Ir – It = Ir.√3. I_r I_s I_t - I_t IR I_r I_s I_t - I_t IR

Gambar 3-5 Arah Vektor Arus Terhubung Delta IR = IS = IT = ILine = Arus Line

Ir = Is = It = IFasa = Arus Fasa

VRS = VST = VTR

= Tegangan Line P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa

ILine = IFasa. √3 Maka IFasa = ILine / √3 P3 Fasa = 3.IFasa.V = 3.(Iline / √3).V = ILine.V. √3

Jadi daya trafo tiga fasa adalah :

P = V x I x √3 bila bebannya impedansi maka :

4.1 Jenis – Jenis Pendingin Pada Transformator

Terdapat dua jenis pendingin pada transformator, diantaranya adalah: 1. Tipe Kering

a. AA : Pendingin udara natural b. AFA : Pendinginan udara terpompa

2. Tipe Basah

a. ONAN : Oil Natural Air Natural

Pada tipe ini udara dan oli akan bersikulasi dengan alami. Perputaran oli akan dipengaruhi oleh suhu dari oli tersebut.

Gambar 4-1 Pendinginan Tipe ONAN b. ONAF : Oil Natural Air Forced

Pada tipe ini oli akan bersikulasi dengan alami namun saat oli melalui radiator oli akan didinginkan dibantu dengan kipas/fan.

Gambar 4-2 Pendinginan Tipe ONAF

c. OFAF : Oil Forced Air Forced

Pada tipe ini oli akan didinginkan dengan bantuan pompa agar sirkulasi semakin cepat dan juga dibantu kipa/fan pada radiatornya.

Khusus jenis trafo tenaga tipe basah, kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas dan bersifat pula sebagai isolasi ( tegangan tembus tinggi ) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sbb. :

a.Ketahanan isolasi harus tinggi ( >10kV/mm )

b.Berat jenis harus kecil, sehingga partikel-partikel inert di dalam minyak dapat mengendap dengan cepat.

c. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik.

d. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yg dapat membahayakan e. Tidak merusak bahan isolasi padat ( sifat kimia ‘y’ )

4.2 Sistem Proteksi Transformator

CT

GFR CT

GFR

4.2.1 Proteksi Ekternal

a. Over Current Relay

OCR CT CB CB Yd CT OCR

Gambar 4-3 Over Current Relay

Memproteksi trafo dari arus berlebih

Arus berlebih adalah arus yang melebihi arus nominal dalam jangka waktu tertentu b. Ground Fault Relay

CB CB

Yd

Gambar 4-4 Ground Fault Relay

Memproteksi trafo dari kesalahan/gangguan grounding

Berlaku hanya untuk trafo yang titik netralnya di hubungkan ke ground

4.2.2 Proteksi Internal

a. Differensial Relay

Gambar 4-5 Differensial Relay

Memproteksi terhadap kebocoran arus

Prinsipnya pada perbedaan arus masuk dan keluar trafo b. Bucholz Relay SOURCE ALARM COMMAND TANGKI TRAFO AIR RAKSA GELAS KACA GELEMBUNG GAS DARI TANGKI

TRAFO TERKUMPUL DAN MENDORONG GELAS KACA

KE BAWAH

GELEMBUNG GAS DARI TANGKI TRAFO

CONSERVATOR

Gambar 4-6 Bucholz Relay

Memproteksi trafo dari loncatan listrik di dalam trafo

c. Sudden Pressure Relay

SOURCE TRIP COMMAND

MEMBRAN TANGKI TRAFO KAPILER KENAIKAN TEKANAN MENDADAK MEMBRAN

Gambar 4-7 Sudden Pressure Relay

Memproteksi dari tekanan berlebih sesaat

Referensi

Utomo, Heri Budi.(2002).Overhaul Trafo Tenaga Tegangan Tinggi & Extra Tinggi.

AREVA T&D. (2008). Power Transformers (Vol. 1 Fundamentals). Paris: Areva T&D.

AREVA T&D. (2008). Power Transformers (Vol. 2 Expertise). Paris: Areva T&D.

TANYA JAWAB 1. Arif Kurniawan

Selain menggunakan inti besi lunak bagaimana cara mengurangi rugi hysterisis?

Jawab:

Sejauh ini untuk inti besi masih menggunakan besi lunak (silicon steel) dan dengan tambahan

shunt panel pada dinding tangki trafo. Untuk jenis besi yang memiliki rugi hysterisis yang

lebih baik dari silicon steel yaitu amorphus, namun harganya lebih mahal dan menjadi pertimbangan bagi produsen trafo.

2. Ahmad Fahlufi

Apakah yang dimaksud dengan autotrafo dan bagaimana cara kerjanya?

Jawab:

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Untuk perubahan tegangan pada auto trafo digunakan OLTC (On Load Tap Changer) dimana OLTC ini akan mengganti tegangan dengan cara pergantian jumlah lilitan. Tegangan yang dihasilkan akan bervariasi sesuai dengan spesifikasi yang terdapat pada trafo tersebut.

OLTC (On Load Tap Changer)

Secara umum Prinsip dasar dari OLTC ini yaitu melakukan pengaturan tegangan baik sisi sekunder maupun primer yang dilakukan dengan cara memilih rasio tegangan, dimana untuk memilih rasio yang dikehendakidilakukan dengan cara menambahkan atau mengurangi jumlah kumparan yang dimana proses tersebut dilakukan oleh tap selector dan diverter switch.

Aplikasi:

Autotrafo sering digunakan dalam aplikasi listrik untuk sistem interkoneksi beroperasi pada tegangan yang berbeda kelas, misalnya 138 kV menjadi 66 kV untuk transmisi. Aplikasi lain sedang dalam industri untuk menyesuaikan mesin dibangun (misalnya) untuk 480 V persediaan untuk beroperasi pada 600 V suplai. Mereka juga sering digunakan untuk menyediakan konversi antara dua tegangan utama domestik Common band di dunia (100-130 dan 200-250). Hubungan antara Inggris 400 kV dan 275 kV 'SuperGrid' jaringan biasanya tiga fase autotrafo dengan keran (tap) di akhir Common netral. Panjang jalur distribusi listrik pedesaan, autotrafo khusus dengan keran (tap) otomatis peralatan yang mengubah tegangan dimasukkan sebagai regulator, sehingga pelanggan di ujung baris rata-rata menerima tegangan yang sama seperti yang lebih dekat ke sumbernya.Variabel rasio ototransformator mengkompensasi penurunan tegangan sepanjang garis.

Dalam aplikasi audio, mengetuk autotrafo digunakan untuk beradaptasi speaker ke tegangan konstan sistem distribusi audio, dan pencocokan impedansi seperti antara impedansi rendah mikrofon dan penguat impedansi tinggi masukan.

Aplikasi kereta api di Inggris, biasanya untuk menyalakan kereta di 25 kV AC. Untuk meningkatkan jarak antara pasokan listrik feeder Grid poin mereka dapat diatur untuk menyediakan pasokan 25-0-25 kV dengan kawat ketiga (fase berlawanan) di luar jangkauan

dari atas kereta pantograph kolektor. The 0 V titik pasokan dihubungkan ke rel sementara satu titik 25 kV tersambung ke kontak overhead kawat. Pada sering (sekitar 10 km) interval sebuah link ototransformator kawat kontak dengan jalur kereta api dan kedua (antiphase) pasokan konduktor. Sistem ini digunakan transmisi meningkatkan jarak, mengurangi gangguan induksi ke peralatan eksternal dan mengurangi biaya. Varian kadang-kadang terlihat di mana pasokan konduktor berada pada tegangan yang berbeda ke kontak kawat dengan rasio ototransformator disesuaikan.

3. Adi

Bilamanakah trafo disebut ideal, lalu apakah ada trafo yang ideal?

Jawab:

Trafo ideal adalah trafo yg tidak mempunyai rugi – rugi inti. Untuk jenis trafo ideal tidak mungkin ada material yang dapat menghilangkan rugi – rugi inti. Berarti diasumsikan bahwa tegangan output yang dihasilkan 100% tanpa ada adanya rugi – rugi transformer.

4. Adi

Bagaimana cara mengukur arus dengan CT (current transformer) dan tegangan dengan PT (potensial transformer)?

Jawab:

1.Trafo CT = Current Transformer = Trafo Arus.

Berfungsi untuk merubah kuat arus dimana outputnya digunakan untuk a.l : Ampere meter, KWH meter, OCR (Over Current Relay).

Cara memasang :

2.Trafo PT = Potensial Transformer = Trafo Tegangan.

Berfungsi untuk merubah besar tegangan (Menurunkan atau menaikan / step up / step down). Cara pasangnya :

Input nya PARALLEL dengan sumber tegangan.Output nya parallel dengan perangkat yg membutuhkan tegangan yg sesuai dengan outputnya.

5. Ilma

Apa yang dimaksud dengan tulisan Dy pada nameplate trafo?

Jawab:

Huruf pertama merupakan konfigurasi kumparan primer dan huruf kedua merupakan konfigurasi kumparan sekunder. Untuk “D” menyatakan dirangkai dengan hubungan delta dan “Y” menyatakan dirangkai dengan hubungan bintang.

Contoh name plate daya trafo:

160 KVA, tegangan primer 20 KV, dengan tiga tahapan tapping, tegangan sekunder 400 V. Arus primer 4,62 A dan arus sekunder 231 A. Impedansi trafo 4%, frekuensi 50 Hz, Hubungan belitan trafo Yzn5, Klas isolasi A kemampuan hubung singkat 1,8 detik.

6. Chairul Hudaya

Apa yang dimaksud dengan tegangan efektif dan tegangan peak?

Jawab:

Arus bolak-balik sebagai sumber tenaga listrik yang mempunyai GGL :

E = Emax sin t

Persamaan di atas jelas-jelas menunjukkan bahwa GGL arus bolak-balik berubah secara sinusoidal. Suatu sifat yang menjadi ciri khas arus bolak-balik.

Dalam menyatakan harga tegangan AC ada beberapa besaran yang digunakan, yaitu : 1. Tegangan sesaat : Yaitu tegangan pada suatu saat t yang dapat dihitung dari

persamaan E = Emax sin 2 ft jika kita tahu Emax, f dan t.

2. Amplitudo tegangan Emax : Yaitu harga maksimum tegangan. Dalam persamaan : E = Emax sin 2 ft, amplitudo tegangan adalah Emax.

3. Tegangan puncak-kepuncak (Peak-to-peak) yang dinyatakan dengan Epp ialah beda antara tegangan minimum dan tegangan maksimum. Jadi Epp = 2 Emax.

5. Tegangan efektif atau tegangan rms (root-mean-square) yaitu harga tegangan yang dapat diamati langsung dalam skala alat ukurnya.

7. Chairul Hudaya

Kenapa trafo sering bergetar atau beresonansi?

Jawab:

Biasanya dikarenakan adanya induksi magnetik kumparan dan core besi, Karena adanya harmonic dalam system induksi akibat harmonic arus frekuensi tinggi. Tapi jika dengungannya sudah terlalu keras dan tidak seperti biasanya terjadi gangguan pada kencang atau tidaknya pegangan terminal kumparan, usahakan dilakukan pengencangan sedemikian rupa dengan menggunakan solder atau las. Wajar kalau trafo beroperasional berbunyi mendengung, hal yang perlu diperhatikan adalah tindakan pencegahan (preventive maintenance) seperti pengecekan dibawah ini secara periodik

-On-load tap changer -Bushings

-Insulations -Gaskets

-Oil filtering system -Protective equipment -valves

-relays

-meters and indicators

-cooling system juga jangan lupa check breakdown voltage ataupun dissolved gas analysis (DGA) melalui analisa oli trafo

8. Chairul Hudaya

Bisakah trafo digunakan pada arus DC?Bagaimana dengan trafo HVDC?

Jawab:

Trafo tidak bisa digunakan pada arus DC karena tidak terjadi perubahan flux. Trafo HVDC tidak bekerja pada arus DC dia hanya menkonversikan arus AC menjadi DC untuk ditransmisikan dan mengkoversi kembali menjadi AC di tujuan.