Kumparan Transformator Bushing Tangki Transformator

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 ke beban. Namun, inti besi juga memberikan efek negative pada operasi ternsformator, yaitu menyebabkan timbulnya rugi-rugi energi yang disebut rugi-rugi besi yaitu:  Rugi-rugi arus pusar, rugi-rugi ini timbul akibat fluksi bolak-balik menerobos inti besi sehingga timbul arus pusar yang mengalir di dalam inti besi tersebut sehingga mengakibatkan timbulnya panas.  Rugi-rugi histerisis, rugi-rugi ini juga menimbulkan panas pada inti besi tersebut. Nilai rugi histerisis proporsional dengan luas lengkung kemagnetan inti besi tersebut.

2. Kumparan Transformator

Kumparan atau lilitan adalah media tempat mengalirnya arus yang besarnya disesuaikan dengan kebutuhan. Kumparan menggunakan kawat tembaga yang dilapisi isolasi email, penggunaannya harus mempertimbangkan daya hantar arus yang tinggi, kemampuan menahan panas, dan tekanan elektromagnetis akibat pmbebanan yang berlebihan dan sebagainya. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer, dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain.

3. Bushing

Bushing adalah sebuah konduktor yang diselubugi oleh isolator yang berfungsi untuk menghubungkan kumparan transformator ke jaringa luar, selain itu juga berfungsi sebagai penyekat antara konduktor dengan tangki transformator.

4. Tangki Transformator

Tangki transformator merupakan bagian untuk menempatkan perlengkapan transformator seperti: bushing, inti besi, kumpran primer dan sekunder, minyak transformator, tap changer, dan sebagainya. Bentuk tangki transformator bermacam-macam sesuai produk mereknya, misalnya: bentuknya kotak segi empat, dan oval. Dari berbagai bentuk ada yang menggunakan sirip-sirip dan ada pula yang tidak menggunakan sirip-sirip. Hal tersebut, diperhitungkan sesuai fungsinya untuk memperlebar area penyerapan panas MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 dari kumparan, dan inti yang disalurkan melalui minyak trafo yang selanjutnya dibuang melalui udara di sekitarnya. Daya pada Transformator Pada transformator ideal, daya primer sama dengan daya sekunder. Secara otomatis dituliskan sebagai berikut. P1 = P2 I1V1 = I2V2 Dimana P1 adalah daya primer, P2 daya sekunder, I1 arus primer, I2 arus sekunder, V1 tegangan primer dan V2 tegangan sekunder. Pada kenyataannya P1 P2 atau I1V1 I2V2. Ini dikarenakan terdapat rugi-rugi. Rugi-rugi ini dapat berupa rugi akibat resistansi lilitan kumparan dan juga rugi-rugi inti. P1 = P2 + Rugi-rugi Dimana Rugi-rugi = Rugi kawat + rugi inti Rugi inti dapat berupa rugi histerisis dan juga rugi akibat arus Eddy arus putar. Pada gambar 3.1 menunjukkan histerisis pada bahan feromagnetik. Kurva tiap-tiap bahan berbeda menunjukkan cirri khas masing-masing bahan. Gambar 2.1. Kurva histerisis Bahan inti dari transformator sangat menentukan efisiensi daya dari transformator tersebut. Untuk itu perlu dipelajari sifat-sifat bahan magnet agar sesuai dengan kebutuhan yang kita inginkan. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 IDEAL TRANSFORMATOR Pada transformator ideal, tidak ada energi yang diubah menjadi bentuk energi lain di dalam transformator sehingga daya listrik pada kumparan skunder sama dengan daya listrik pada kumparan primer. Pada transformator Ideal perbandingan antara tegangan sebanding dengan perbandingan jumlah lilitannya. Dengan demikian dapat dituliskan dengan persamaan berikut: Namun, pada kenyataannya tidak ada transformator yang ideal. Hal ini karena pada transformator selalu ada rugi-rugi yang antara lain sebagai berikut: MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016  Rugi-rugi tembaga; rugi-rugi yang disebabkan oleh pemanasan yang timbul akibat arus mengalir pada hambatan kawat penghantar yang terdapat pada kumparan primer dan sekunder dari transformator. Rugi-rugi tembaga sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir pada kumparan.  Rugi-rugi arus eddy; rugi-rugi yang disebabkan oleh pemanasan akibat timbulnya arus eddy pusar yang terdapat pada inti besi transformator. Rugi- rugi ini terjadi karena inti besi terlalu tebal sehingga terjadi perbedaan tegangan antara sisinya maka mengalir arus yang berputar-putar di sisi tersebut. Rugi-rugi arus eddy sebanding dengan kuadrat tegangan yang disuplai ke transformator.  Rugi-rugi hysteresis; rugi-rugi yang berkaitan dengan penyusunan kembali medan magnetik di dalam inti besi pada setiap setengah siklus, sehingga timbul fluks bolak-balik pada inti besi. Rugi-rugi ini tidak linear dan kompleks, yang dituliskan dalam persamaan:  Fluks Bocor; kebocoran fluks terjadi karena ada beberapa fluks yang tidak menembus inti besi dan hanya melewati salah satu kumparan transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan induktansi diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan berpengaruh terhadap nilai daya yang disuplai dari sisi primer ke sisi sekunder transformator. Rangkaian Ekivalen Transformator Dalam membuat rangkaian ekivalen transformator, kita harus memperhitungkan semua ketidaksempurnaan cacat yang ada pada transformator yang sebenarnya.Setiap cacat utama diperhitungkan dan pengaruhnya dimasukkan dalam membuat model transformator. Effect yang paling mudah untuk MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 dimodelkan adalah rugi-rugi tembaga.Rugi-rugi tembaga dimodelkan dengan dengan resistor Rp di sisi primer transformator dan resistor Rs di sisi sekunder transformator. Fluks bocor pada kumparan primer Φlp menghasilkan tegangan elp yang diberikan oleh persamaan: Sedangkan Fluks bocor pada kumparan sekunder Φls menghasilkan tegangan elsyang diberikan oleh persamaan: Karena fluks bocor banyak yang melalui udara, kontanta reluktansi udara lebih besar daripada reluktansi inti besi, maka fluks bocor primer Φlp proporsional dengan arus primer Ip dan fluks bocor sekunder Φls proportional dengan arus sekunder Is. Sehingga didapatkan: Dengan Lp induktansi diri lilitan primer dan Ls induktansi diri lilitan sekunder. Dengan demikian fluks bocor pada rangkaian ekivalen transformator akan dimodelkan sebagai induktor primer dan sekunder. Kemudian yang terakhir adalah memodelkan pengaruh dari eksitasi inti transformator, yaitu dengan memperhitungkan arus magnetisasi Im, rugi-rugi arus eddy, dan rugi-rugi hysteresis. Arus magnetisasi Im adalah arus yang sebanding dengan tegangan pada inti transformator dan lagging tertinggal 90° dengan tegangan supplai, sehingga dapat dimodelkan sebagai reaktansi Xm yang dipasang paralel dengan sumber tegangan primer. Arus rugi inti arus eddy dan hysteresis MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 merupakan arus yang sebanding dengan tegangan pada inti transformator dan satu phase dengan tegangan supplai, sehingga dapat dimodelkan dengan hambatan Rc yang dipasang paralel dengan sumber tegangan primer. Dengan demikian maka dihasilkan model untuk real transformator sebagai berikut. Kemudian rangkaian ekivalen diatas dapat disederhanakan dengan melihat pada sisi primer atau pada sisi sekunder. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini: MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 Dikutip dari : Tanoto Information Center. 2015. Transformator, https:tanotocentre. wordpress.com20090606transformator , Diakses pada tanggal 4 oktober 2016 di Palembang. Prinsip kerja tranformator adalah sebagai berikut. 1. Kumparan primer dihubungkan sumber tegangan bolak-balik, maka besar dan arah tegangan itu berubah-ubah. 2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah- ubah pula. Perubahan medan magnet ini menginduksi ke kumparan sekunder, sehingga menimbulkan tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder. Transformator trafo dibedakan menjadi dua, yaitu trafo step up dan trafo step down. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 a. Trafo step up adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan AC. Trafoini memiliki ciri-ciri: 1. jumlah lilitan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer, 2. tegangan sekunder lebih besar daripada tegangan primer, 3. kuat arus sekunder lebih kecil daripada kuat arus primer. b. Trafo step down adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC. Trafoini memiliki ciri-ciri: 1. jumlah lilitan sekunder lebih kecil daripadajumlah lilitan primer, 2. tegangan sekunder lebih kecil daripada tegangan primer, 3. kuat arus sekunder lebih besar daripada kuat arus primer. c.Trafo isolasi Isolasi Transformers menyediakan tegangan sekunder yang sama dari tegangan primer. Transformator jenis ini digunakan untuk mengisolasi catu daya dari listrik ac. Hal ini sering diperlukan dengan peralatan tertentu misalnya televisi untuk melindungi theequipment dan teknisi yang bekerja di atasnya. Dikutip dari : _____. 2014. Generator dan Transformator, http:adityafinlyt.akedmia.co.id201403induksi-elektromagnetik.html , Diakses pada tanggal 4 oktober 2016 di Palembang. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik .Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan gaya gerak listrik ggl dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder. Perhitungan di atas hanya berlaku apabila kopling primer-sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalam praktek terjadi beberapa kerugian yaitu 1. kerugian tembaga . Kerugian dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder. 3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak bank winding 4. Kerugian histeresis . Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah. 5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak- balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa. 6. Kerugian arus Eddy . Kerugian yang disebabkan oleh ggl masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan ggl. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapis. Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus sebagai akibat adanya kerugian pada transformator.Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai 100.Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai 98. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 BahanMagnetikPenyusunIntiTransformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20152016 Dikutip dari : _____. 2015. Transformator, https:id.wikipedia.orgwiki Transformator , Diakses pada tanggal 4 oktober 2016 di Palembang. 4. PERCOBAAN 4.1. PROSEDUR PERCOBAAN