52
4.4 Nilai Tahanan dari Transformator saat Berbeban Penuh
Pengujian transformator tes tanpa beban seperti terlihat dalam tabel dilakukan dalam keadaan temperatur yang mengacu terhadap temperatur ruangan
saat pengujiaan tersebut, yaitu T
a
= T = 26,8
o
C. Dari analisis resistansi pada sub bab diatas, didapatkan nilai resistansinya yaitu:
Resistansi kumparan primer : R
1
26,8
o
= 2,616 ohm Resistansi kumparan sekunder :
R
2
26,8
o
= 0,046 ohm Resistansi besi :
R
c
26,8
o
= 20325 ohm Resistansi berubah sesuai dengan perubahan temperatur yang terjadi. Hal ini telah
dijelaskan dalam bab III. Maka, resistansi dapat dihitung dengan memakai persamaan 3.5:
∆� ∆�
= ��
���� � = � [1 +
� � − � ]
Untuk tembaga, berdasarkan tabel 3.4 diketahui koefisien mutlaknya adalah � = 0,00382, dan besi � = 0,005. Sehingga, dalam keadaan beban penuh,
diketahui kenaikan resistansi transformatornya adalah: R
1
75
o
= 2,616 x [ 1 + 0,00382 x 75
o
– 26,8
o
] = 3,0976ohm R
2
75
o
= 0,046 x [ 1 + 0,00382 x 75
o
– 26,8
o
] = 0,0544 ohm R
c
75
o
= 20325 x [ 1 + 0,00382 x 75
o
– 26,8
o
] = 25223,325 ohm
4.5 Pengoperasian Sebelum Memakai Media Pendinginan
4.5.1 Rugi-rugi dan Efisiensi Transformator Saat Berbeban penuh
Besarnya arus yang mengalir ditinjau dari tiap fasa, sesuai dengan parameter-parameter dari rangkaian ekivalen transformator, dihitung dengan
memakai persamaan :
Universitas Sumatera Utara
53 � =
� √3 � �
Maka, besar arus yang mengalir pada rangkaian transformator adalah : �
1
= �
√3 � �
1
= 150
��� √3 � 150 ��
= 577,36 �
�
�
= �
√3 � � = 0,984
�
�
2
= �
√3 � �
2
= 150
��� √3 � 20 ��
= 4330,25 �
Besarnya rugi-rugi daya tiga fasa yang terjadi pada transformator saat kondisi beban penuh adalah :
�
���� ����
= 3 � ���
1 2
� �
1
� + ��
� 2
� �
�
� + ��
2 2
� �
2
�� �
���� ����
= 3 � {[ 577,36
2
� 3,0976] + [0,984
2
� 25223,325 ] + [ 4330,25
2
� 0,0544 ]} �
���� ����
= 3 � 1158996,568
�
���� ����
= 3476,989704 ��
Dari standard PT.PLN Persero, diketahui bahwa cos
� = 0,85 lagging. Sehingga, besarnya rugi daya tersebut adalah :
3476,989704 0,85
= 4090,576122 ���
Dengan memperhatikan rugi-rugi daya transformator dan stray losses pada temperatur 75
o
C dari data tes trafo di tabel , maka dapat diketahui efisiensi transformator saat kondisi beban penuh yaitu :
� = 150
� 10
6
�150 � 10
6
+ 4090,576122 ��� + 84 �10
3
0,85 �
� � 100
Universitas Sumatera Utara
54 =
150 � 10
6
154189399,6 � 100 = 97,30
4.5.2 Perubahan Temperatur terhadap Beban Variabel
Analisis pada sub bab diatas hanya ditinjau pada kondisi beban penuh. Pada kenyataannya kondisi beban selalu berubah-ubah. Hal ini tentunya dapat
menyebabkan perubahan temperatur yang bervariasi. Besarnya perubahan temperatur tersebut dapat dianalisis dengan memakai persamaan-persamaan yang
telah diberikan. Pada kondisi ini, besarnya rugi-rugi daya tidak dapat diketahui karena
berdasarkan persamaan perhitungan resistansi, dibutuhkan data perubahan temperatur akhir terhadap temperatur acuan. Sehingga, untuk mendapatkan rugi
daya dapat secara langsung dihitung dengan persamaan 3.9: �
�
= ��
� ���
��
�
2
� �
��
+ ��
��
��
Dimisalkan, untuk pembebanan = 0,1 x beban penuh. Besarnya rugi tembaga saat beban penuh dan rugi tanpa beban rugi besi didapatkna dari data
tes transformator pada tabel. Jadi besarnya rugi daya ditinjau untuk tiap fasa, �
�
= [0,1
2
� 420000 + 28880] = 33080 Dari besarnya rugi daya yang dihasilkan saat terjadi pembebanan = 0,1 x
beban penuh, maka kenaikan temperatur minyak transformator tersebut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.7:
�
�
= �
���
� �
�
����� ���� ���� ����� ����ℎ�
�
Transformator merupakan tipe ONAF m = 0,9 . Temperatur T
fl
= 75
o
C, merupakan temperatur minyak akhir transformator dengan adanya pengaruh dari
Universitas Sumatera Utara
55 temperatur lingkungan. Saat pengujian, temperatur lingkungan T
a
= 26,8
o
C. Untuk besarnya
�
���
,maka : �
���
= �
��
− �
�
= 75 ℃ − 26,8℃ = 48,2℃
Sehingga, �
�0,1��
= 48,2 � �
33080 420000 + 28880
�
0,9
�
�0,1��
= 48,2 � 0,6767
0,9
= 4,61 ℃
Nilai �
�0,1��
= 4,61 ℃ merupakan nilai kenaikan temperatur transformator
terhadap pembebanan yang terjadi sebesar 10 dari beban penuh. Untuk berbagai kondisi pembebanan, maka dengan metode yang sama dapat diketahui besarnya
kenaikan temperatur yang terjadi. Sekarang, akan dimisalkan temperatur lingkungan rata-rata pada saat siang hari di Indonesia, yaitu T
n
= 37
o
C. Kenaikan temperatur yang terjadi, terdapat dalam Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Kenaikan Temperatur Trafo Terhadap Beban Variabel Beban
Rugi-Rugi Trafo Fasa Watt
T
f o
C T
4 o
C T
n o
C
10 33080
4,61 37
41,61 20
41744 5,68
37 42,68
30 66680
8,66 37
45,66 40
96080 12,03
37 49,03
50 133880
16,22 37
53,22 60
180080 21,18
37 59,33
70 234680
26,88 37
63,88 80
297680 33,30
37 70,30
90 369080
40,41 37
77,41 Sambungan Tabel Kenaikan Temperatur Trafo Terhadap Beban Variabel
Beban Rugi-Rugi Trafo Fasa
Watt T
f o
C T
4 o
C T
n o
C
100 448880
48,20 37
85,20
Universitas Sumatera Utara
56 110
537080 56,64
37 93,64
120 633680
65,73 37
102,73 130
738680 75,46
37 112,46
140 852080
85,81 37
122,81 150
973880 96,78
37 133,78
Dari analisis yang telah diperoleh seperti dalam tabel 4.5, maka dapat diketahui perbandingan grafik dari Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 berikut.
Gambar 4.5 Grafik rugi-rugi satu fasa dari transformator terhadap beban variabel
200000 400000
600000 800000
1000000 1200000
20 40
60 80
100 120
140 160
Ru gi
-R u
gi W
at t
Beban
Universitas Sumatera Utara
57
Gambar 4.6 Grafik kenaikan temperatur transformator terhadap beban variabel
Temperatur minyak akhir trafo dalam kasus ini diperoleh dengan menganggap temperatur lingkungan konstan. Pada kenyataannya, temperatur
lingkungan dapat berubah-ubah dalam berbagai periode waktu. Sehingga, dengan adanya perubahan temperatur lingkungan ini, temperatur minyak akhir trafo juga
berubah. Pada kondisi tertentu, dapat terjadi pembebanan yang melebihi batas
nominal trafo. Hal ini dapat disebabkan karena adanya motor starting sebagai beban yang terhubung pada trafo, terjadinya gangguan, dan lain sebagainya.
Walaupun terjadinya hanya dalam kurun waktu tertentu, akan tetapi kondisi ini juga harus diwaspadai, yang mana sebagai acuan untuk mengetahui seberapa
besar kenaikan temperatur yang terjadi.
4.5.3 Rugi-rugi dan Efisiensi pada Beban tertentu saat Operasi Normal
Kategori