Transformer  Transformer Praktis  Transformer 3 (Tiga) Fasa

TRANSFORMER Aditya Prayoga Benson M. S. Edison M. S. M. Nahar. Kelompok 5 (0806365412) (0806365551) (0806365702) (0806366150). Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia Teknik Tenaga Listrik – Ekstensi 2010.

Pokok Pembahasan:  Introduksi. Transformer  Transformer Praktis  Transformer 3 (Tiga) Fasa.

Introduksi Transformer Sejarah Macam-macam Transformer Simbol Prinsip Kerja.

Transformer 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-elektromagnet. ENERGY MEKANIK. OR T RA R E O N T E G O M TRANSFORMER ENERGY LISTRIK TRANSFORMER. G EN M ER A O TO TO R R. ENERGY LISTRIK.

MENGAPA TRANSFORMER 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) 3. Kebutuhan pemakai / beban memerlukan tegangan yang bervariasi.

Sejarah   . 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. .

Sejarah (2)  Milestones 1929. 1933. 1962. 2001. 2004. 3,5 MVA-. 40MVA-. 200 MVA-. 245 MVA-. 750 MVA-. 100/27,7 kV Transformer interkoneksi. 220/8,8 kV Transformer 3 fasa. 220/20 kV Transformer generator. 765/18 kV Transformer generator 3 fasa. 435/21 kV Transformer generator 3 fasa. AREVA,Power Transformer Fundamental (2008).

Macam-macam Transformer Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi :  Trafo. Radio  Trafo Pengukuran • Potential Transformer (PT) • Current Transformer (CT).  Trafo. Daya.

PENGGUNAAN POWER TRANSFORMER PADA JARINGAN DISTRIBUSI. AREVA,Power Transformer Fundamental.

Simbol Transformer  Transformer. 1 fasa.  Transformer. 3 fasa.

Simbol Transformer (2)  Transformer. Pengukuran. • Current Transformer. • Potential Transformer.

Prinsip Kerja 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) ..

Prinsip Kerja (con’t) Trafo dihubungkan dengan sumber tegangan V 1. Mengalir arus a(iex / -90o ) Iex membangkitkan arus gaya maknit (ф / sefasa dengan iex ) ф Membangkitkan tegangan tentang (e 1 / -90o terhadap ф) PRIMER SEKUNDER Ф Membangkitkan tegangan Iex Sekunder (e2 / -90o terhadap ф) Ф V1. E1. E2. V2. INTI BESI. Karena trafo tersebut tidak berbeban, maka v2 = e2. V1. Ф. ~. Iex V1 , E1. E2. O. /2. . (3/2). Iex Ф. E1 E2. 2.

Ideal Transformer Daya pada rangkaian primer = daya pada rangkaian sekunder I1. I2. V1. P1 V2. = P2. I1.V1 = I2.V2. I2 : I 1 = V 1 : V 2 =a = Ratio Trafo. I1.N1 = I2.N2 P1 = Daya Primer. V1 = Tegangan Primer. P2 = Daya Sekunder. V2 = Tegangan Sekunder. I1 = Arus Primer. N1 = Jumlah Lilitan Primer. I2 = Arus Sekunder Sekunder. N2 = Jumlah Lilitan. N1 : N2 = I2 : I1 = V 1 : V2 =a = Ratio Trafo.

RANGKAIAN EQUIVALENT TRAFO Untuk mempermudah analisis dalam pengujian, rangkaian primer dan sekunder dibuat menjadi sebuah rangkaian yang disebut rangkaian Equivalent. Rugi tembaga sekunder dilihat dari primer = I22 x R2 = I12 (I22/I12) x R2 = I12 (I2/I1)2 x R2. RANGKAIAN PRIMER. I1. R1. RANGKAIAN SEKUNDER. X1. X2. E1. V1. R2. E2. V2. = I12 x a2 x R2 Dari sini maka resistan sekunder dilihat dari primer (R2’) = a2 R2 Dan reaktan sekunder dilihat dari primer (X2’) = a2 X2. I1. V1. R1. X1. X2 ’. I2. R2’.

Contoh Soal  Sebuah. trafo ideal mempunyai 90 lilitan disisi primer dan 2250 lilitan di sisi sekunder terhubung pada sumber tegangan 120V 60Hz.  Hitung:. • Tegangan efektif yang melalui terminal sekunder • Tegangan peak yang melalui terminal sekunder • Tegangan sesaat yang melalui sisi sekunder ketika tegangan sesaat. yang melalui sisi primer adalah 37 V . Jawab:  A. E1/E2 = N1/N2 120/E2 = 90/2250 E2 = 3000 V . B. E2peak = √2 E2 = 1,414 x 3000 = 4242 V. . C. Ketika e1 = 37 V maka N2/N1 = 2250/90 = 25 (rasio) e2. = 25 x 37 = 925 V.

Transformer Praktis Kerugian pada Transformer Rangkaian Ekuivalen.

Kerugian pada Transformer  Rugi-rugi. inti:. • Rugi-rugi arus pusar / eddy current • Rugi-rugi hysterisis  Rugi-rugi. tembaga.

Rugi Arus Pusar . Rugi arus eddy adalah terjadinya arus pusar yang arahnya berputar didalam inti trafo. Arus ini menimbulkan panas didalam inti trafo. EDDY CURRENT INTI BERLAPIS DAN DISEKAT. . Untuk mengurangi rugi arus eddy, inti trafo dibuat berlapis-lapis masing-masing lapisan disekat, sehingga arah pusaran arus dipependek..

Rugi Hysterisis Iex. . Rugi hysterisis memperbesar Iex. . Untuk mengurangi rugi hysterisis, inti trafo dibuat dari besi lunak. . Rugi hysterisis dan arus pusar tetap, tidak tergantung besar beban. . RUGI HYSTERISIS.

Rugi-rugi tembaga.  l R A R = Tahanan (Ohm) ρ = Tahanan jenis (Ohm.m) l = Panjang (m) A = Luas penampang (m2).

Rugi-rugi tembaga(2) Rugi tembaga adalah rugi-rugi lilitan primer dan sekunder lilitan primer dan sekunder terdiri dari kawat tembaga yang mempunyai panjang dan penampang . RUGI TEMBAGA PRIMER. = IP2.RP. . RUGI TEMBAGA SEKUNDER = IS2.RS. (Watt) (Watt). RP & RS = Tahanan Primer & Sekunder () IP & IS. = Arus Primer & Sekunder (Ampere). Karena rugi tembaga tergantung dari arus primer dan sekunder, maka rugi tembaga bersifat tidak tetap tergantung beban trafo.

RANGKAIAN EQUIVALENT TRAFO. R1. Xf1. I1. Xf2. E1 V1. Xm. E2. R2. I2. V2. Rm. Pada rangkaian praktis, terdapat rugi inti yang dinyatakan dengan X m dan Rm.

Contoh Soal . Kumparan sekunder dari sebuah transformer mempunyai 180 lilitan. Ketika trafo dalam kondisi terbebani arus sekundernya mempunyai nilai efektif 18 A 60 Hz. Flux mutual mempunyai nilai peak 20 mWb, flux bocor disisi sekunder mempunyai nilai peak 3 mWb.. . Hitung : A. Tegangan induksi di kumparan sekunder yang disebabkan oleh flux bocor. B. Nilai reaktansi bocor disisi sekunder. C. Nilai dari E2 induksi yang disebabkan oleh flux mutual..

Contoh Soal (2) Jawab : A. Ef2 = 4,44 f N2Φf2 = 4,44 x 60 x 180 x 0,003 = 143,9 V B. Xf2 = Ef2 / I2 = 143,9 / 18 =8Ω C. E2 = 4,44 f N2Φm = 4,44 x 60 x 180 x 0,02 = 959 V.

Three Phase Transformer Konstruksi Perhitungan Jenis-jenis Pendinginan Sistem Proteksi.

Three Phase Transformer Konstruksi trafo tiga fasa terdiri dari rangaian tiga buah trafo satu fasa R. S. T. r. s. t.

FORMULASI TRANSFORMER TIGA FASA Bila rangkaian primer atau sekunder trafo terhubung bintang ILine. R. R N T S. IFasa. VLL N. VLN. T. ILine = IFasa. VRS = VLL = Voltage line to line. VRS = VR – VS. VR = VS = VT = VLN. = VR.√3.. S. = Voltage line to netral P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa. Vrs. VLL = VLN. 3 VR. P3 Fasa = 3.I.VLN. Vrs. -VS. = 3.I.(VLL/ 3). N VT. Maka VLN = VLL / 3. VS. = I.VLL. 3.

con’t Bila rangkaian primer atau sekunder trafo terhubung delta T. VLine = VFasa. It. Is. S. VLine = VFasa. I R = I r – It. Ir. R. = Ir.√3.. IR. IR = IS = IT = ILine = Arus Line Ir = Is = It = IFasa = Arus Fasa VRS = VST = VTR = Tegangan Line. It. P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa. ILine = IFasa. 3. Is. Maka IFasa = ILine / 3. P3 Fasa = 3.IFasa.V = 3.(Iline / 3).V. Ir - It IR. = ILine.V. 3.

AREVA,Power Transformer Fundamental (2008).

AREVA,Power Transformer Fundamental (2008).

Jenis-jenis Pendingin  Tipe. Kering:. • AA : Pendingin udara natural • AFA : Pendinginan udara terpompa  Tipe. Basah :. • ONAN : Oil Natural Air Natural • ONAF : Oil Natural Air Forced • OFAF : Oil Forced Air Forced.

Sistem Proteksi Transformer  Proteksi. Eksternal:. • Over Current Relay • Ground Fault Relay  Proteksi. Internal:. • Differensial Relay • Bucholz Relay • Sudden Pressure Relay.

Over Current Relay.  Memproteksi. trafo dari arus berlebih  Arus berlebih adalah arus yang melebihi arus nominal dalam jangka waktu tertentu.

Ground Fault Relay.  Memproteksi. trafo dari kesalahan/gangguan. grounding  Berlaku hanya untuk trafo yang titik netralnya di hubungkan ke ground  Prinsip kerja mirip over current relay.

Differential Relay.  . Ip = Arus primer Is = Arus sekunder.  Memproteksi.  . Id = Arus diferensial ACT = Auxilliary CT. terhadap kebocoran arus  Prinsipnya pada perbedaan arus masuk dan keluar trafo.

Bucholz Relay.  Memproteksi. trafo dari loncatan listrik di. dalam trafo  Memanfaatkan sifat kimiawi.

Sudden Pressure Relay.  Memproteksi. dari tekanan berlebih sesaat  Tidak bereaksi pada tekanan berlebih, hal ini telah ditangani oleh relief vent.

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..