Studi Tentang Cara Pemisahan Rugi-Rugi Hysteresis Dan Eddy Current Pada Transformator Distribusi (Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana)

STUDI TENTANG CARA PEMISAHAN RUGI-RUGI HYSTERESIS DAN EDDY CURRENT PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

( Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana )

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

ANTONI SIAGIAN 050402007

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

STUDI TENTANG CARA PEMISAHAN RUGI-RUGI HYSTERESIS DAN EDDY CURRENT PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

( Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana ) Oleh :

ANTONI SIAGIAN 050402007

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disetujui oleh : Pembimbing

Ir. Panusur SM.L.tobing NIP: 19491123 197603 1 002

Diketahui oleh: Pelaksana Harian

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Ir. Surya Tarmizi Kasim M.si NIP:19540531 19860 1 001 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

DAFTAR ISI

ABSTRAK --- i

KATA PENGANTAR --- ii

DAFTAR ISI --- iv

DAFTAR GAMBAR --- vii

DAFTAR TABEL --- ix

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang --- 1

I.2 Alasan Penulisan Judul --- 2

I.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan --- 2

I.4 Batasan Masalah --- 2

I.5 Metode Penulisan --- 2

I.6 Sistematika Penulisan --- 3

BAB II TRANSFORMATOR II.1 Umum --- 5

II.2 Konstruksi Transformator --- 7

II.3 Klasifikasi Transformator --- 8

II.4 Prinsip Kerja Transformator --- 9

II.4.1 Transformator Beban Nol --- 10

II.4.2 Transformator Berbeban --- 13

II.5 Rangkaian Ekivalen Transformator --- 14

II.6 Diagram Vektor Transformator --- 17

II.6.2.1 Transformator Beban Tahanan Murni --- 19

II.6.2.2 Transformator Beban Induktif --- 20

II.6.2.3 Transformator Beban Kapasitif --- 21

II.7 Transformator Tiga Phasa --- 22

II.7.1 Umum --- 22

II.7.2 Konstruksi Transformator Tiga Phasa --- 23

II.7.3 Hubungan Transformator Tiga Phasa- --- 24

II.7.4 Jenis-jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa- --- 28

BAB III RUGI-RUGI TRANSFORMATOR DISRIBUSI III.1 Umum --- 30

III.2 Pengujian Transformator beban nol --- 31

III.3 Pengujian transformator hubung singkat --- 35

BAB IV PEMISAHAN RUGI-RUGI HYSTERESIS DAN EDDY CURRENT IV.1 Umum ---38

IV.2 Peralatan ---39

IV.3 Rangkaian Percobaan --- 39

IV.4 Prosedur percobaan --- 40

IV.5 Data Percobaan--- 41

IV.6 Analisa data---42

IV.6.1 Metode grafik --- 42

IV.6.2 Metode perhitungan --- 44

BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan --- 46

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

STUDI TENTANG CARA PEMISAHAN RUGI-RUGI HYSTERESIS DAN EDDY CURRENT PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

( Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana )

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua, abang, kakak dan adik saya yang tidak pernah berhenti memberi dukungan, semangat dan doanya kepada saya dengan segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai besarnya.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.SI, selaku pelaksana tugas harian Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dan Bapak Rahmat Fauzi, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Panusur S.M L.Tobing sebagai dosen pembimbing tugas akhir saya yang sangat besar bantuannya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Sumantri Zulkanen selaku Dosen Wali penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh staf Pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Pak Herbet, dan Manager PT. Morawa Electric Transbuana, yang sangat kooperatif pada penulis selama proses pengambilan data.

7. Teman-teman stambuk 2005: Mangiring, Joseph, Elis, Sadak, Eko, Colin dan teman-teman 2005 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

8. Kepada semua pihak yang banyak memberi dukungan kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahan-kesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk memperbaiki Tugas Akhir ini.

Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak.

Medan april 2011 Penulis,

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

Transformator merupakan suatu alat listrik statis, yang dipergunakan untuk memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik dari rangkaian satu kerangkaian lain melalui kinerja satu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

Pada umumnya transformator terdiri atas sebuat inti yang terbuat dari besi yang berlapis dan dua buah kumparan yaitu primer dan sekunder. Kedua kumparan ini tidak terhubung secara langsung melainkan terhubung secara magnetik.Satu. Dalam transformator ada dua bagian yang secara aktif “membangkitkan” panas, yaitu : besi (inti) dan tembaga (kumparan). Panas yang dihasilkan dari besi (inti) dan tembaga dinamakan dengan rugi-rugi transformator.

Menurut British Standard (BS 171) batas rugi- rugi transformator yang diijinkan tidak boleh lebih dari 30%, maka pengujian rugi-rugi transformator harus dilakukan. Pengujian ini dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu metode grafik dan metode kalkulasi.

I.2 Alasan Penulisan Judul

Adapun alasan saya dalam penulisan judul ini adalah untuk mengetahui besar rugi- rugi hysteresis dan eddy current transformator tiga phasa.

I.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan

Adapun tujuan utama penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk mengetahui perhitungan rugi-rugi pada trafo 2. Memperdalam pengetahuan tentang transformator.

Manfaat penulisan Tugas Akhir ini mengetahui perhitungan rugi- rugi trafo tiga phasa

I.4 Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulisas perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah :

1. Tidak membahas spesifik mekanik transformator. 2. Hanya membahas perhitungan rugi-rugi trafo 3. Transformator yang digunakan tiga phasa.

4. Data-data yang diperlukan diperoleh dari PT. MORAWA ELECTRIC TRANSBUANA.

I.5 Metode Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Studi literatur

Yaitu dengan mempelajari buku referensi, buku manual, artikel dari media cetak dan internet, dan bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini.

2. Studi Bimbingan

Berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir berlangsung.

3. Studi Lapangan

Yaitu melaksanakan percobaan di PT. Morawa Elektric Transbuana I.6 Sistematika Penulisan

Tugas Akhir ini disusun berdasarkan sistematika pembahasan berikut : BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II : TRANSFORMATOR

Bab ini membahas transformator, konstruksi transformator, prinsip kerja transformator, inti, kumparan, rangkaian ekivalen.

BAB III : RUGI-RUGI PADA TRANSFORMATOR

Berisikan tentang teori rugi –rugi transformator, rugi-rugi beban nol , rugi-rugi berbeban.

BAB IV : PEMISAHAN RUGI-RUGI HYSTERESIS DAN EDDY CURRENT

Bab ini membahas mengenai data, analisa data, dan perbandingan metode grafik dengan metode kalkulasi

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisis data-data yang telah diperoleh.

BAB II

TRANSFORMATOR II.1 Umum

Transformator atau trafo adalah suatu peralatan listrik yang dapat memindahkan energi listrik atau memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level ke level tegangan yang lain melalui kinerja satu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan yaitu kumparan perimer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan ini tidak terhubung secara langsung. Satu-satunya hubungan antara kedua kumparan adalah fluks magnetik bersama yang terdapat dalam inti. Salah satu dari kedua kumparan transformator tadi dihubungkan ke sumber daya listrik bolak-balik dan kumparan kedua (serta ketiga jika ada) akan mensuplai daya ke beban. Kumparan transformator yang terhubung kesumber daya dinamakan kumparan primer sedangkan yang terhubung ke beban dinamakan kumparan sekunder, jika terdapat kumparan ketiga dianamakan kumparan tersier.

Transformator digunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya, kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya jarak jauh. Penggunaan transformator yang sangat sederhana dan andal merupakan salah satu alasan penting dalam pemakaiannya dalam penyaluran tenaga listrik arus bolak-balik, karena arus bolak–balik sangat banyak dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Pada penyaluran tenaga listrik terjadi kerugian sebesar I2R watt, kerugian ini

akan banyak berkurang apabila tegangan dinaikkan. Dengan demikian saluran-saluran tenaga listrik senantiasa mempergunakan tegangan yang tinggi.

Tegangan yang paling tinggi di Indonesia pada saat ini adalah 500 kV. Hal ini dilakukan terutama untuk mengurangi kerugian energi yang terjadi. Dan menaikkan tegangan listrik di pusat listrik dari tegangan generator yang biasanya berkisar antara 6-20 kv pada awal saluran transmisi, dan menurukannya pada ujung saluran itu ketegangan yang lebih rendah, dilakukan dengan transformator. Transformator yang dipakai pada jaringan tenaga listrik merupakan transformator tenaga.

Disamping itu, ada jenis – jenis transformator lain yang banyak dipergunakan, dan yang pada umumnya merupakan transformator yang jauh lebih kecil.Misalnya transformator yang dipakai dirumah tangga, yang dipakai pada lampu TL, pesawat radio, televisi dan berbagai alat elektronika lainnya.

II.2 Konstruksi Transformator

Pada umumnya kontruksi transformator terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut:

Inti (core) yang dilaminasi.

1. Dua buah kumparan, kumparan primer dan sekunder. 2. Tangki.

3. Sistem pendingin. 4. Terminal.

Secara umum transformator dapat dibedakan dua jenis menurut konstruksinya, yaitu: 1. Tipe inti

2. Pada transformator tipe inti, kumparan mengelilingi inti dan kontruksi dari intinya berbentuk huruf L atau huruf U.

Gambar 2.1 Kontruksi transformator tipe inti. 3. Tipe cangkang

Pada transformator tipe cangkang, kumparan atau belitan transformator dikelilingi oleh inti dan kontruksi intnya berbentuk huruf E, huruf I, dan huruf F..

II.3 Klasifikasi Transformator

Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi : [7] a. Transformator daya ( > 500 kVA).

b. Tranformator distribusi ( 3-500 kVA).

c. Transformator instrument, digunakan untuk pengukuran yang terdiri atas transformator arus dan transformator tegangan.

Berdasarkan jumlah fasanya transformator dibagi atas 2 yaitu :[7] 1. Transformator satu fasa.

2. Transformator tiga fasa.

I1.4 Prinsip Kerja Transformator

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah dan menyalurkan energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan megnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Transformator di gunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya, kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya jarak jauh.

Transformator terdiri atas dua buah kumparan ( primer dan sekunder ) yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektrik namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi ( reluctance ) rendah. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks

bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi sendiri ( self induction ) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi bersama ( mutual induction ) yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi ).

Dimana : e = gaya gerak listrik ( ggl ) [ volt ] N = jumlah lilitan

dt

φ

d

= perubahan fluks magnet

II.4.1 Keadaan Transformator Beban Nol

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoidal, akan mengalirkan arus primer Io yang juga sinusoid dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni. Io akan tertinggal 900 dari V1. Arus primer Io menimbulkan fluks (Ф) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid. Pada Gambar 2.3 dapat dilihat suatu transformator tanpa beban.

V1

I1

N1

E1

E2

N2 V2

φ

Gambar 2.3 Transformator dalam keadaan tanpa beban.

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan. Induksi е1 ( Hukum Faraday )[7]

Dimana :

= gaya gerak listrik induksi N1 = jumlah belitan di sisi primer ω = kecepatan sudut putar

Harga efektifnya

Dimana :

= gaya gerak listrik induksi efektif f = frekuensi

Bila rugi tahanan dan adanya fluksi adanya fluksi bocor di abaikan akan terdapat hubungan :[7]

Apabila, a < 1, maka transformator berfungsi untuk menaikkan tegangan (step up)

a > 1, maka transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan (step down)

Dimana :

= ggl induksi di sisi sekunder (Volt) = tegangan terminal di sisi primer (Volt) = tegangan terminal di sisi sekunder (Volt) = jumlah belitan di sisi primer

= jumlah belitan di sisi sekunder a = faktor transformasi

I1.4.2 Keadaan Transformator Berbeban

Apabila kumparan sekunder di hubungkan dengan beban ZL, I2 mengalir pada kumparan sekunder, dimana I2 = V2 / ZLdengan θ2 = faktor kerja beban, seperti pada Gambar 2.4.

φ2

V1

I1

N1

E1

E2

N2

I2

V2 _Z

φ1 φ2’

Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet ( ggm ) N2 I2 yang cenderung menentang fluks ( Ф ) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan Im. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I2’, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi :[7]

Bila komponen arus rugi tembaga (Ic) diabaikan, maka Io = Im, sehingga :

Dimana:

I1 = arus pada sisi primer (ampere) Io = arus penguat (ampere)

Im = arus pemagnetan (ampere) Ic = arus rugi-rugi tembaga (ampere)

I1.5 Rangkaian Ekivalen Transformator

Tidak semua fluks (Φ) yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM merupakan

fluks bersama (ΦM), sebagian darinya hanya mencakup kumparan primer (Φ1) atau

kumparan primer saja (Φ2). Rangkaian ekivalen digunakan untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya fluks bocor Φ1 dan Φ2 yang dinyatakan sebagai reaktansi X1 dan X2. Sedangkan untuk rugi tahanan dinyatakan dengan R1 dan R2. Rangkaian ekivalen suatu transformator seperti Gambar 2.5 [7]

E

1

E

2

I

1

I

₂

I

0

R

1

X

1

_R

₂

X

2

V

1

V

2

Z

_L

X

M

R

C

I

M

I

C

Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen transformator.

Sehingga persamaan (2.10) menjadi :

Apabila semua parameter sekunder dinyatakan dalam harga rangkaian primer, maka harganya perlu dikalikan dengan faktor a2, dimana a = E1/E2, sehingga rangkaian ekivalennya seperti Gambar 2.6.

I

1

I

0

R

1

a

2

R

2

a

2

X

2

X

1

V

1

aV

2

X

M

R

C

I

M

I

C

a

2

Z

L

I

2'

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen transformator dilihat dari sisi primer.

Untuk memudahakan perhitungan, model rangkaian Gambar 2.6 diatas dapat diubah menjadi seperti Gambar 2.7.

I

1

I

0

R

1

a

2

R

2

a

2

X

2

X

1

V

1

aV

2

X

M

R

C

I

M

I

C

a

2

Z

L

I

2'

Gambar 2.7 Penyederhanaan Rangkaian ekivalen transformator. Maka dari Gambar 2.7 diperoleh : [7]

I

1

I

0

R

ek

X

ek

V

1

aV

2

X

M

R

C

I

M

I

C

a

2

Z

L

I

2'

Gambar 2.8 Hasil akhir penyederhanaan rangkaian ekivalen transformator. I1.6 Diagram Vektor Transformator

Diagram vector adalah penggambaran hubungan antara fluks magnetic, tegangan dan arus yang mengalir dalam bentuk vector. Hubungan yang terdapat di antara harga-harga tersebut akan tergantung pada sifat beban, impedansi lilitan primer, dan sekunder, serta rugi-rugi transformator.

I1.6.1 Transformator Tanpa Beban

Apabila transformator tidak dibebani, arus yang mengalir dalam transformator hanya arus pemagnetan (Io) saja. Dalam hal ini :[7]

1. Fluks magnet (Φo) sephasa dengan arus primer tanpa beban (Io) dan lagging 90° terhadap tegangan sumber V1.

2. Gaya gerak listrik induksi pada sisi primer (E1) besarnya sama dengan V1, tetapi berbeda phasa 180° terhadap tegangan sumber V1.

3. Gaya gerak listrik induksi pada sisi sekunder (E2 = aE1), lagging 90° terhadap

fluks magnet (Φo).

1. Rugi-rugi arus pusar dan rugi-rugi hysteresis di dalam inti tidak ada. 2. Rugi-rugi tahanan kawat tembaga tidak ada.

3. Fluks bocor pada kumparan primer dan kumparan sekunder tidak ada, maka vector diagramnya seperti Gambar 2.9.

90° 90°

V1 = -E1 E₂ E₁

Φo

Io

0

Gambar 2.9 Diagram vektor transformator ideal tanpa beban.

Karena transformator tidaklah mungkin ideal, maka rugi-rugi pada transformator harus diperhitungkan, maka :[9]

1. Arus primer tanpa beban (Io) tidak sephasa dengan fluks magnet (Φo), dimana arus primer tanpa bebandapat diuraiakan atas dua komponen yaitu :

2. Besarnya ggl induksi E1 tidak sama lagi dengan V1 karenaadanya impedansi kumparan primer Z1, sehingga dipeoleh hubungan :

-E1 E2 E1 Φo

Io

0 Im Ic

V1

I_oR

1

IoX 1

Gambar 2.10 Diagram vektor transformator tak ideal tanpa beban. I1.6.2 Transformator Berbeban

Bila transformator diberi beban maka pada sisi sekunder terdapat arus (I2) yang mengalir. I2 yang mengalir akan menyebabkan adanya perubahan pada arus yang mengalir di sisi primer. Transformator yang berbeban ini dapat dibagi menjadi 3 bagian ditinjau dari bebannya yaitu tahanan murni, beban induktip dan beban kapasitip.

I1.6.2.1 Beban Tahanan Murni

Apabila pada sisi sekunder transformator ( Gambar 2.5) dihubungkan dengan tahanan murni (R), maka arus akan mengalir pada sisi sekunder transformator sebesar I2. I2 akan berbeda fasa terhadap E2 sebasar θ2.[7]

-E1 E2 E1 Φ Io 0 Im Ic V1

I_1R 1 I1X

1

I1

I2 -I2

V2

I2 (R+R

2) I

2

X2

θ2

φ1 θ1

Gambar 2.11 Diagram vektor transformator berbeban tahanan murni.

I1.6.2.2 Beban Induktif

Apabila transformator berbeban induktif, berarti pada sisi sekunder transformator (Gambar 2.5) terdapat R2 + jX2 dan RL + jXL. Dengan adanya harga R2 + jX2 dan RL + jXL, akan mengakibatkan pergeseran phasa antara I2 dan E2sebesar θ2. Dimana : [7]

Dan dengan adanya harga R2 + jX2 dan RL + jXL, juga akan mengakibatkan pergeseran phasa antara I2 dan V2 sebesar φ2. Dimana :

-E1 E2 E1 Φ Io 0 Im Ic V1

I_1R 1 I1X

1

I1

I2

-I2

V2 I_{2 R}

L

I2X 2

θ2

φ1 θ1

φ2

I2 XL I_{2 R}

2

Gambar 2.12 Diagram vektor transformator berbeban induktif.

I1.6.2.2 Beban Kapasitif

Jika ( Gambar 2.5 ) dihubungkan dengan beban kapasitif, maka arus akan mengalir pada sisi sekunder transformator sebesar I2. Beban kapasitif tersebut akan mengakibatkan pergeseran phasa antara I2 dan E2 sebesar θ2, dan juga akan mengakibatkan pergeseran phasa antara I2 dan V2 sebesar φ2. Dimana : [7]

-E1 E2 E1 Φ Io 0 Im Ic V1

I_1R

1

IX1 1

I1

I2

-I2

V2 I2 R

L

I

2_X 2

θ2

φ1 φ₂

I

2 _X L

I2 R 2

Gambar 2.13 Diagram vektor transformator berbeban kapasitif.

I1.7 Transformator Tiga Phasa II.7.1 Umum

Transformator tiga phasa pada prinsipnya sama dengan transformator satu phasa, perbedaannya adalah pada transformator tiga phasa mengenal adanya hubungan bintang, segitiga dan hubungan zig-zag, dan juga system bilangan jam yang sangat menentukan kerja pararel tiga phasa. Untuk menganalisa transformator tiga phasa dilakukan dengan cara menganggap bahwa transformator tiga phasa sebagai transformator satu phasa, teknik perhitungannya pun sama, hanya untuk nilai akhir biasanya parameter tertentu (arus, tegangan, dan daya) transformator tiga phasa dikalikan dengan nilai .

Transformator tiga phasa dikembangkan untuk alasan ekonomis, biaya lebih murah karena bahan yang digunakan lebih sedikit dibandingkan tiga buah

transformator satu phasa dengan jumlah daya yang sama dengan satu buah transformator tiga phasa, penerjaannya lebih cepat.

Transformator tiga fasa adalah trafo yang sering dipakai hal ini dikarenakan : a. Untuk daya yang sama tidak memerlukan ruang yang besar.

b. Mempunyai nilai ekonomis.

c. Pemeliharaan persatuan barang lebih murah dan lebih mudah.

II.7.2 Konstruksi Transformator Tiga Phasa

Untuk mengurangi rugi-rugi yang disebabkan oleh arus pusar di dalam inti, rangkaian magnetik biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis. Dua jenis konstuksi yang biasa digunakan pada transformator tiga phasa seperti pada Gambar 2.14 dan Gambar 2.15.

Np1 Np2 Np3

Ns1 Ns2 Ns3

Np1

Ns1

Np2

Ns2

Np3

Ns3

Gambar 2.15 Transformator tiga phasa tipe cangkang II.7.3 Hubungan Transformator Tiga Phasa

Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu : [9] 1. Hubungan Bintang (Y)

Hubungan bintang ialah hubungan transformator tiga fasa, dimana ujung awal atau akhir lilitan disatukan. Titik dimana tempat penyatuan dari ujung-ujung lilitan merupakan titik netral. Arus transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan bintang yaitu; IA, IB, IC masing-masing berbeda 120°.[9]

IA IB

IC IN

ZA

Z

B

ZC A

B

C N

Gambar 2.16 Transformator tiga phasa hubungan bintang. Dari gambar 2.16 diperoleh bahwa :

Dimana :

= tegangan line to line (Volt) = tegangan phasa (Volt)

= arus line (Ampere) = arus phasa (Ampere)

2. Hubungan Segitiga/ Delta (Δ)

Hubungan segitiga adalah suatu hubungan transformator tiga fasa, dimana cara penyambungannya ialah ujung akhir lilitan fasa pertama disambung dengan ujung mula lilitan fasa kedua, akhir fasa kedua dengan ujung mula fasa ketiga dan akhir fasa ketiga dengan ujung mula fasa pertama. Tegangan transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan segitiga yaitu; VA, VB, VC masing-masing berbeda 120°.

IA

IB

IC

IBC

IAB

ICA

Gambar 2.17 Transformator tiga phasa hubungan segitiga/delta. Dari gambar 2.17 diperoleh bahwa : [9]

Dimana :

= tegangan line to line (Volt) = tegangan phasa (Volt)

= arus line (Ampere) = arus phasa (Ampere 3. Hubungan Zigzag

Transformator zig–zag merupakan transformator dengan tujuan khusus. Salah satu aplikasinya adalah menyediakan titik netral untuk sistem listrik yang tidak memiliki titik netral. Pada transformator zig–zag masing–masing lilitan tiga fasa

dibagi menjadi dua bagian dan masing–masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.

Gambar 2.18 Transformator tiga phasa hubungan zig-zag.

Perbandingan Rugi-rugi untuk tiap kumparan yang terhubung Y, Δ, Zig-zag adalah[7]:

Dimana :

iY = arus pada kumparan yang terhubung Y

ρ = hambatan jenis tembaga

LY = panjang kumparan yang terhubung Y

AY = Luas penampang kumparan yang terhubung Y A_Δ = Luas penampang kumparan yang terhubung Δ AZZ = Luas penampang kumparan yang terhubung Zig-zag

II.7.4 Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa

Dalam pelaksanaanya, tiga buah lilitan phasa pada sisi primer dan sisi sekunder dapat dihubungkan dalam bermacam-macam hubungan, seperti bintang dan segitiga, dengan kombinasi Y-Y, Y-Δ, Δ-Y, Δ-Δ, bahkan untuk kasus tertentu liltan sekunder dapat dihubungakan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh

kombinasi Δ-Z, dan Y-Z. Hubungan zig-zag merupakan sambungan bintang istimewa, hubungan ini digunakan untuk mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi apabila dihubungkan secara bintang dengan beban phasanya tidak seimbang. Di bawah ini pembahasan hubungan transformator tiga phasa secara umum :

1. Hubungan Wye-wye (Y-Y)

Pada hubungan bintang-bintang, rasio tegangan fasa-fasa (L-L) pada primer dan sekunder adalah sama dengan rasio setiap trafo. Sehingga, tejadi pergeseran fasa sebesar 30° antara tegangan fasa-netral (L-N) dan tegangan fasa-fasa (L-L) pada sisi primer dan sekundernya.

Hubungan bintang-bintang ini akan sangat baik hanya jika pada kondisi beban seimbang. Karena, pada kondisi beban seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol. Dan apabila terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang kemudian dapat menyebabkan timbulnya rugi-rugi.

Hubungan Y-Y pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada Gambar 2.20. Pada hubungan Y-Y, tegangan masing-masing primer phasa adalah :[7]

Tegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasa sekunder dan perbandingan belitan transformator maka, perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder pada transformator hubungan Y-Y adalah :

N1R N1S N1T N2r N2s N2t R S T r s t

V1L V1ph V2ph

V2L R S T r s t N1R N1S N1T N2r N2s N2t V1L V 1ph V2ph V2L

Gambar 2.19 Transformator 3 phasa hubungan Y-Y. 2. Hubungan Wye-delta (Y-Δ)

Transformator hubungan Y-Δ, digunakan pada saluran transmisi sebagai penaik tegangan. Rasio antara sekunder dan primer tegangan fasa-fasa adalah 1/√3 kali rasio setiap trafo. Terjadi sudut 30° antara tegangan fasa-fasa antara primer dan sekunder yang berarti bahwa trafo Y-Δ tidak bisa diparalelkan dengan trafo Y-Y atau

trafo Δ-Δ. Hubungan transformator Y-Δ dapat dilihat pada Gambar 2.21. Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan phasa primer ( ), dan tegangan kawat ke kawat sekunder sama dengan

tegangan phasa ( ), sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan Y-Δ adalah :[7]

Gambar 2.20 Transformator 3 phasa hubungan Y-Δ. 3. Hubungan Delta-wye (Δ-Y)

Transformator hubungan Δ-Y, digunakan untuk menurunkan tegangan dari tegangan transmisi ke tegangan rendah. Transformator hubungan Δ-Y dapat dilihat pada Gambar 2.22. Pada hubungan Δ-Y, tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer ( ), dan tegangan sisi sekundernya (

), maka perbandingan tegangan pada hubungan Δ-Y adalah :[7]

N1R N1S N1T N2r N2s N2t R S T r s t V1L V1ph

V2ph V2L

R S T r s t N1R N1S N1T N2r N2s N2t V1L V1ph V2ph V2L

4. Hubungan Delta - delta (Δ-Δ)

Pada transformator hubungan Δ-Δ, tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa sama untuk sisi primer dan sekunder transformator (VRS = VST = VTR = VLN), maka perbandingan tegangannya adalah : [7]

Sedangkan arus pada transformator hubungan Δ-Δ adalah :

Dimana :

IL = arus line to line IP = arus phasa

N1R N1S N1T N2r N2s N2t R S T r s t V1L V

1ph _{V2ph V}

2L R S T N1R N1S N1T V1L V1ph r s t N2r N2s N2t V2ph V2L

BAB III

RUGI-RUGI PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI III.1 Umum

Rugi-rugi pada transformator dapat digambarkan seperti pada blok diagram dibawah ini: [9]

Gambar 3.1 Blok diagram rugi-rugi Transformator

Ada dua jenis kerugian dalam transformator, yaitu rugi inti dan rugi tembaga.Untuk mengukur rugi inti dilakukan dengan pengujian trafo tanpa beban dan untuk mengukur rugi tembaga dilakukan dengan pengujian trafo hubung singkat.

III.2. Pengujian Transformator Beban Nol

Pengujian trafo tanpa beban (beban nol) dimaksudkan untuk mengukur rugi-rugi pada inti trafo. Rugi inti trafo disebabkan oleh proses magnetisasi dan histerisis. Pengukuran rugi inti seperti Gambar 3.2 . Bagian primer trafo dipasang wattmeter dan voltmeter. Bagian sekunder trafo tanpa beban.

Dimana : Rugi-rugi inti trafo = penunjukan wattmeter

Gambar 3.2 Rangkain pengujian Transformator beban nol

Sebuah trafo dalam pengukuran tanpa beban penunjukan voltmeter U, penunjukan wattmeter W dipasang ampermeter penunjukan arus I. Maka dapat dilakukan analisis rugi-rugi trafo sebagai berikut.

S = U I (3.1)

Z = U / I (3.2)

Cos φ = P / S (3.3)

Transformator tanpa beban, yang mengalir hanya arus sisi primer Io yang

yang melalui induktansi XL dan arus aktif IR yang melewatitahanan inti besi RFE dengan sudut φ.

Gambar 3.3 Rangkain ekivalen beban nol

Vektor tegangan U tegak lurus dengan arus magnetisasi Im. Sedangkan tegangan U beda sudut phasa dengan arus I0 sebesar φ. Arus I0 terukur oleh

amperemeter dibagian primer sebenarnya merupakan komponen arus magnetisasi Im dan arus aktif IR.

Pada percobaan transformator dengan beban nol pembacaan dari wattmeter tersebut merupaka penjumlahan dari rugi-rugi arus pusar (eddy current) dan rugi-rugi hysteresis. Dimana besar setiap komponen rugi –rugi tersebut berbeda.

a. 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 4.

Gambar 3.4. 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 :[9]

Dimana :

Pe = Rugi arus pusar [w/kg]

ke = Konstanta material inti

f = frekuensi [Hz]

t = ketebalan material [m]

b.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 3.5.

Gambar 3. 5. 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 3.5. [9]

Dimana :

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

III.3. Pengujian Transformator Hubung Singkat

Pengujian Trafo hubung singkat dilakukan untuk mengukur besarnya kerugian tembaga pada trafo. 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 12. [9]

R = Tahanan (Ohm)

ρ = Tahanan jenis (Ohm.m)

l = Panjang (m)

Sedangkan untuk menghitung kerugian tembaga itu sendiri dapat mempergunakan Persamaan 13, untuk sisi primer dan Persamaan 14.untuk sisi sekunder.

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 3.7

Rs = Tahanan kumparan sekunder, didapat dari Persamaan 3.8

Dengan memperhatikan Persamaan 3.7. dan Persamaan 3.8. terlihat bahwa besarnya arus yang mengalir pada kumparan berpengaruh terhadap besarnya rugi konduktor, dengan kata lain besarnya beban mempengaruhi besarnya nilai kerugian. Pengukuran rugi-rugi tembaga dilakukan dengan cara seperti

Gambar 3.6. Rangkaian percobaan hubung singkat

Trafo bagian primer dihubungkan dengan sumber tegangan yang bisa diatur besarnya, dipasang ampermeter dan wattmeter. Belitan sekundernya dihubung singkatkan. Besar tegangan primer U antara 5% sampai dengan 10% dari tegangan primer. Tegangan diatur dari paling kecil, dinaikkan bertahap sampai ampermeter menunjukkan arus primer

nominalnya In.

BAB IV

PEMISAHAN RUGI-RUGI HYSTERESIS DAN EDDY CURRENT

IV.1 Umum

Pada pengujian rutin transformator tidaklah penting untuk memisahkan rugi-rugi hysteresis dan eddy current pada rangkaian magnetik, tetapi pemisahan itu penting untuk penelitian dalam memperbaiki rugi-rugi suatu tansformator. Dalam pemisahan kedua komponen ada beberapa cara yaitu metode grafik dan metode perhitungan. Dalam pengujian rugi rugi tersebut dilakukan dalam percobaan frekwensi yang berbeda.

Umumnya pengujian rugi rugi tersebut dilakukan pada standar minimum 3 frekwensi,[4] contohnya 25, 50 dan 60 Hz. Dan dalam pengujian tersebut harus memenuhi standar pengujian transformator, salah satunya dilakukan pada kerapatan fluks tetap.

Studi ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana cara pemisahan rugi-rugi hysteresis dan eddy current pada transformator.

Pengujian yang dilakukan cara mengukur rugi-rugi inti transformator dalam pasokan frekwensi yang berbeda. Dimana percobaan yang dilakukan adalah percobaan beban nol.[4]

IV.2 Peralatan

Pengujian ini menggunakan beberapa peralatan

1. Transformator 3Ø 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5 2. Transformator 3Ø 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5 3. Voltage regulator

4. Wattmeter

5. Frekwensi changer

IV.3 Rangkain Percobaan

1. Percobaan pada transformator 3Ø 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

1. Gambar 4.1 Rangkaian percobaan transformator 3Ø 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

2. Percobaan transformator 3Ø 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

1. Gambar 4.2 Rangakain Percobaan transformator 3Ø 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub DZn5

IV.4 Prosedur Percobaan

1. Percobaan pada transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5. a. Letakkan transformator pada tempat yang cukup aman.

b. Peralatan dirangkai seperti Gambar. c. Hidupkan power supply PTAC.

d. Naikkan tegangan PTAC secara sampai 400 Volt. e. Ubah frekwensi secara bertahap dari 45 Hz s/d 55 Hz

f. Catat pengukuran dari wattmeter dari setiap perubahan frekwensi g. Turunkan kembali tegangan PTAC dan matikan power supply. h. Percobaan selesai.

2. Percobaan pada transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5 a. Letakkan transformator pada tempat yang aman.

b. Peralatan di rangkain seperti pada Gambar c. Hidupkan power supply PTAC.

d. Naikkan tegangan PTAC sampai 400 volt.

e. Ubah frekwensi secara bertahap dari 45 Hz s/d 55 Hz.

f. Catat pengukuran dari wattmeter dari setiap perubahan frekwensi. g. Turunkan kembali tegangan PTAC dan matikan power supply. h. Percobaan selesai.

IV.5 Data Percobaan

Transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

No f (Hz) Po (Watt)

1 55 251

2 54 243

3 53 230

4 52 221

5 51 210

6 50 202

7 49 192

8 48 183

9 47 175

10 46 169

11 45 161

Tabel 4.1 Data percobaan Transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

Transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

No f (Hz) Po (Watt)

1 55 220

2 54 210

3 53 194

4 52 181

5 51 172

6 50 163

7 49 154

8 48 146

9 47 139

10 46 132

11 45 125

Tabel 4.2 Data Percobaan Transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

IV6 Analisa Percobaan IV.6.1 Metode grafik

Pada metode ini rugi-rugi total yang diukur diubah kedalam rugi-rugi total perdetik dengan cara dari pembagian total rugi-rugi dengan frekwensi. Dan akan menghasilkan grafik yang linear (bentuk garis lurus). Pada sumbu vertikal besar rugi-rugi pada frekwensi nol dan frekwensi yang lain menghasilkan perbandingan hysteresis dan eddy current dalam ukuran perbandingan setiap detiknya. [4]

a. Pada Transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

Total rugi-rugi dari tiga frekwensi yang berbeda di ubah ke dalam per detik.

No f(Hz) Po( watt ) Po(watt/ persekon)

1 45 161 3,57

2 50 202 4,04

3 55 251 4,56

Tabel 4.3. Data percobaan untuk 3 jenis frekwensi pada transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

Gambar 4.1 Grafikal Pemisahan pada transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

b. Pada Transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

Total rugi-rugi dari tiga frekwensi yang berbeda di ubah ke dalam per detik yaitu : No f(Hz) Po( watt ) Po(watt/ persekon)

1 45 125 2,77

2 50 163 3,26

3 55 220 4,00

Tabel 4.4 Data Percobaan untuk 3 jenis frekwensi pada transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

Gambar 4.2 Grafikal Pemisahan pada transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

IV.6.2 Metode Perhitungan.

Pada metode ini, komponen dari Hysteresis berbanding lurus dengan frekwensi ( f ), sedangkan eddy current berbanding lurus dengan kuadrat dari frekwensi ( f2 ). Setelah mengukur jumlah dari total dari 2 frekwensi yang berbeda dan mengubahnya ke dalam total per detik.

Maka komponen rugi-rugi Hysteresis dan eddy current dapat di pisahkan dari jumlah rugi-rugi total. Dengan persamaan :[4]

Dimana : Ph = Rugi-rugi hysteresis Pe = Rugi-rugi eddy current

Pf = Rugi-rugi total pada frekwensi f

Untuk mendapatkan nilai masing-masing komponen di buat persamaan dari dua frekwensi yang berbeda.

Didapat :

P50 = 50.Ph + 2500.Pe P45 = 45.Ph + 2025.Pe Dengan mensubsitusi kedua persamaan didapat :

a. Pada Transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

Dari table data di ketahui :

P50 = 202 = 50 Ph + 2500 P_e

P45 = 161 = 45 Ph + 2025 P_e

Dari persamaan

Maka :

P

e = 0.092 Watt

Jadi untuk menentukan nilai dari Ph di ambil data dari Po dari frekwensi tertentu : P50 = 202 = Ph + Pe

202 = Ph + 0,092 Ph = 202 - 0,092 Ph = 201,908 Watt

b. transformator 3Ø 60 KVA 20KV, 400/231 V Hub Dzn5

Dari table data di ketahui :

P50 = 163 = 50Ph+2500Pe P45 = 125 = 45Ph+2025Pe Dari persamaan

Maka :

=

0.096 Watt

Jadi untuk menentukan nilai dari Ph di ambil data dari Po dari frekwensi tertentu : P50 = 163 = Ph + Pe

163 = Ph + 0,096 Ph = 163 - 0,096

BAB V PENUTUP V. Kesimpulan

Kesimpulan yang di peroleh studi di atas adalah :

1. Pada percobaan beban nol di dapat rugi-rugi inti besi, dimana semakin besar frekwensi maka besar rugi-rugi akan semakin besar pula.

2. Berdasarkan hasil pemisahan komponen Ph > Pe

3. Dari kedua metode besar Ph selalu tetap untuk setiap perubahan frekwensi , sedangkan Pe berubah berbanding lurus dengan f2.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chapman, Stephen J, “ Electric Machinery Fundamental ” McGraw-Hill Book Company, 1985.

2. IEE Standard Test Code for Liquid-Imersed Distribution, Power, and Regulating Transformer.

3. Kadir, Abdul “ Transformator ”, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 2000. 4. The J & P, “ Tansformer Book”, London, Newnes Butter Worths 1961. 5. Standar Perusahaan Listrik Negara ( SPLN ) 50 : 1987.

6. Standar Nasional Indonesia ( SNI ) 60076-8 : 2009.

7. Wijaya, Mochtar, S.T “ Dasar-Dasar Mesin Listrik ”, Jakarta, Djambatan, 2001.

8. Winders, Jr., John J., “ Power Transformer Principles and Aplications ”, New York: Marcell Dekker, Inc., 2002.

9. Zuhal, “ Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya ”, Edisi Kelima , Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995.

Gambar 4.2 Grafikal Pemisahan pada transformator 3Ф 60 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dzn5

IV.6.2 Metode Perhitungan.

Pada metode ini, komponen dari Hysteresis berbanding lurus dengan frekwensi ( f ), sedangkan eddy current berbanding lurus dengan kuadrat dari frekwensi ( f2 ). Setelah mengukur jumlah dari total dari 2 frekwensi yang berbeda dan mengubahnya ke dalam total per detik.

Maka komponen rugi-rugi Hysteresis dan eddy current dapat di pisahkan dari jumlah rugi-rugi total. Dengan persamaan :[4]

Dimana : Ph = Rugi-rugi hysteresis

Pe = Rugi-rugi eddy current

Pf = Rugi-rugi total pada frekwensi f

Untuk mendapatkan nilai masing-masing komponen di buat persamaan dari dua frekwensi yang berbeda.

Didapat :

P50 = 50.Ph + 2500.Pe

P45 = 45.Ph + 2025.Pe

Dengan mensubsitusi kedua persamaan didapat :

a. Pada Transformator 3Ф 100 KVA 20 KV, 400/231 V Hub Dyn5

Dari table data di ketahui :

P50 = 202 = 50 Ph + 2500 P_e

P45 = 161 = 45 Ph + 2025 Pe

Dari persamaan

Maka :

P

e = 0.092 Watt

Jadi untuk menentukan nilai dari Ph di ambil data dari Po dari frekwensi tertentu :

P50 = 202 = Ph + Pe

202 = Ph + 0,092

Ph = 202 - 0,092

b. transformator 3Ø 60 KVA 20KV, 400/231 V Hub Dzn5

Dari table data di ketahui :

P50 = 163 = 50Ph+2500Pe

P45 = 125 = 45Ph+2025Pe

Dari persamaan

Maka :

= 0.096 Watt

Jadi untuk menentukan nilai dari Ph di ambil data dari Po dari frekwensi tertentu :

P50 = 163 = Ph + Pe

163 = Ph + 0,096

Ph = 163 - 0,096

BAB V

PENUTUP

V. Kesimpulan

Kesimpulan yang di peroleh studi di atas adalah :

1. Pada percobaan beban nol di dapat rugi-rugi inti besi, dimana semakin besar frekwensi maka besar rugi-rugi akan semakin besar pula.

2. Berdasarkan hasil pemisahan komponen Ph > Pe

3. Dari kedua metode besar Ph selalu tetap untuk setiap perubahan frekwensi , sedangkan Pe berubah berbanding lurus dengan f2.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chapman, Stephen J, “ Electric Machinery Fundamental ” McGraw-Hill Book Company, 1985.

2. IEE Standard Test Code for Liquid-Imersed Distribution, Power, and Regulating Transformer.

3. Kadir, Abdul “ Transformator ”, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 2000. 4. The J & P, “ Tansformer Book”, London, Newnes Butter Worths 1961. 5. Standar Perusahaan Listrik Negara ( SPLN ) 50 : 1987.

6. Standar Nasional Indonesia ( SNI ) 60076-8 : 2009.

7. Wijaya, Mochtar, S.T “ Dasar-Dasar Mesin Listrik ”, Jakarta, Djambatan, 2001.

8. Winders, Jr., John J., “ Power Transformer Principles and Aplications ”, New York: Marcell Dekker, Inc., 2002.

9. Zuhal, “ Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya ”, Edisi Kelima , Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995.