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’
a. Subtractive polarity b. Additive polarity
Universitas Sumatera Utara
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 terhadap tegangan rendah.
Universitas Sumatera Utara
5. Jarum jam panjang dibuat selalu menunjuk angka 12 dan dibuat berimpit
dicocokkan dengan vector phasa V
L
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.
5. Penamaan phasa diberikan mulai dari kiri jika sisi tegangan tinggi sebagai referensi.
Universitas Sumatera Utara
Untuk setiap transformator dikenal vektor dasar sebagai berikut :
R
1
R
2
r
1
r
2
S
1
S
2
s
1
s
2
T
1
T
2
t
1
t
2
R S
T
r s
t a
b
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
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
r
1
r
2
s
1
s
2
t
1
t
2
Gambar 3.5 Penggambaran Vektor Transformator.
Universitas Sumatera Utara
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R S
T
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R S
T a
b
C
d
Gambar 3.6 Vektor group Transformator. a dan c Transformator dihubungkan secara delta segitiga. b dan d vektor group transformator terhubung delta.
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R
S T
a b
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R S
T
c d
Gambar 3.7 Vektor group Transformator. a dan c Transformator dihubungkan secara Y. b dan d vektor group transformator terhubung Y bintang.
Universitas Sumatera Utara
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R
S T
a b
s
1
s
2
t
1
t
2
r
s
t
c d
r
1
r
2
Teg.Tinggi
Teg.Rendah R
S r
s
e
Gambar 3.8 Vektor group Transformator 3 phasa Dy
11
. a Transformator pada sisi tegangan tingggi dihubungkan secara delta, c Transformator pada sisi tegangan
rendah dihubungkan secara Y bintang, e vektor SR dan sr membentuk angka jam 11.
Universitas Sumatera Utara
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R
S T
a b
s
1
s
2
t
1
t
2
r
s
t
c d
r
1
r
2
Teg.Tinggi
Teg.Rendah R
S r
s
e n
Gambar 3.9 Transformator hubungan Dyn5. a Transformator pada sisi
tegangan tingggi dihubungkan segitigadelta, c Transformator pada sisi tegangan rendah dihubungkan secara Ybintang, e vektor SR dan sr membentuk angka jam 5.
Universitas Sumatera Utara
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R
S T
a b
s
1
s
2
t
1
t
2
r
r d
r
1
r
2
Teg.Tinggi
Teg.Rendah R
S r
s
e
n s
3
s
4
t
3
t
4
c r
3
r
1
s
1
t
1
s t
r
4
r
3
t t
3
s
3
s
Gambar 3.10 Transformator hubungan Yz5. a Transformator pada sisi tegangan tingggi dihubungkan Ybintang, c Transformator pada sisi tegangan
rendah dihubungkan secara Zig-zag, e vektor SR dan sr membentuk angka jam 5.
Universitas Sumatera Utara
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 Y
N
yn0 Transformator tipe hubungan ini, digunakan pada transformator yang dipasang pada
system jaringa n distribusi tiga phasa 4 kawat.
Universitas Sumatera Utara
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 laggingleading terhadap lilitan sekunder.
Phase shift deg Hubungan
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
30 lead Yd11
Dy11 Yz11
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.2 Kelompok hubungan transformator menurut VDE 0532
Universitas Sumatera Utara
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. h.
Pengujian kebocoran tangki.
Universitas Sumatera Utara
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.
6. Pengukuran Daya yang diambil oleh motor-motor kipas dan pompa minyak.
Universitas Sumatera Utara
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 rasioperbandingan tegangan untuk mengetahui persentase
kesalahan ratio error.
Universitas Sumatera Utara
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]
U-v, =
[1]
Universitas Sumatera Utara
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]
[1]
Universitas Sumatera Utara
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
vektor group transformator adalah Dy
5
.
Universitas Sumatera Utara
R
1
R
2
S
1
S
2
T
1
T
2
R
S T
a b
s
1
s
2
t
1
t
2
r
s
t
c d
r
1
r
2
Teg.Tinggi
Teg.Rendah R
S r
s
e
R
S T
r
s
t
f
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
transformator jika hasi pengukuran :
Universitas Sumatera Utara
R S
T R
S T
a b
Teg.Tinggi
r s
t t
Teg.Rendah r
s
c d
T
S s t
e
S T
t s
f R
r
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
transformator jika hasi pengukuran :
Universitas Sumatera Utara
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 relatif terhadap transformator pembantu
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
ANALISIS PENGUJIAN VEKTOR GROUP
TRANSFORMATOR DISTRIBUSI TIGA PHASA
IV.1 Umum
