Kumparan Transformator Bushing Tangki Transformator

ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 kumparan sekunder terinduksi GGL yang selanjutnya memasok energi listrik 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, MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 diperhitungkan sesuai fungsinya untuk memperlebar area penyerapan panas 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 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 BAHAN MAGNETIK PENYUSUN INTI TRANSFORMATOR Transformatoradalahsuatualatlistrik yang dapatmemindahkandanmengubahenergilistrikdarisatuataulebihrangkaianlistrikker angkaianlistrik yang lain denganfrekuensi yang samamelaluisuatugandengan magnet danberdasarkanprinsipinduksielektromagnet. Secara konstruksinya transformator terdiri atas dua kumparan yaitu primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak- balik, maka fluks bolak-balik akan terjadi pada kumparan sisi primer, kemudian fluks tersebut akan mengalir pada inti transformator, dan selanjutnya fluks ini akan mengimbas pada kumparan yang ada pada sisi sekunder yang mengakibatkan timbulnya fluks magnet di sisi sekunder, sehingga pada sisi sekunder akan timbul tegangan Berdasarkan cara melilitkan kumparan arus bolak-balik abb sinusoid V1, maka pada inti, dikenal dua jenis transformator,akan mengalir arus primer I0 yang juga yaitu tipe inti core type dan tipe cangkang mempunyai bentuk gelombang sinusoidal, shell type.Pada transformator tipe inti kumparan mengelilingi inti, dan pada umumnya inti transformator L atau U. Peletakan kumparan pada inti diatur secara berhimpitan antara kumparan primer dengan sekunder. Dengan pertimbangan kompleksitas cara isolasi tegangan pada kumparan, biasanya sisi kumparan tinggi diletakkan di sebelah luar. Sedangkan pada transformator tipe cangkang kumparan dikelilingi oleh inti, dan pada umumnya intinya berbentuk huruf E dan huruf I, atau huruf F. Untuk membentuk sebuah transformator tipe inti maupun cangkang, inti dari transformator yang berbentuk huruf tersebut disusun secara berlapis-lapis laminasi, jadi bukan berupa besi pejal. Tujuan utama penyusunan inti secara berlapis ini adalah untuk mengurangi kerugian energi akibat ”Eddy Current” arus pusar. Dengan cara laminasi seperti ini maka ukuran jerat induksi yang berakibat terjadinya rugi energi di dalam inti bisa dikurangi. Proses penyusunan inti transformator biasanya dilakukan setelah proses pembuatan lilitan kumparan transformator pada rangka koker selesai dilakukan. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 Dikutip dari: http:infokitabersama.com201303definisi-transformator-mesin- listrik.html SebuahTransformator yang sederhanapadadasarnyaterdiridari 2 lilitanataukumparankawat yang terisolasiyaitukumparan primer dankumparansekunder. PadakebanyakanTransformator, kumparankawatterisolasiinidililitkanpadasebuahbesi yang dinamakandengan Inti Besi Core. Ketikakumparan primer dialiriarus AC bolak-balik makaakanmenimbulkanmedan magnet ataufluksmagnetikdisekitarnya. Kekuatan Medan magnet densitasFluks Magnet tersebutdipengaruhiolehbesarnyaaruslistrik yang dialirinya. Semakinbesararuslistriknyasemakinbesar pula medanmagnetnya. Fluktuasimedan magnet yang terjadi di sekitarkumparanpertama primer akanmenginduksi GGL Gaya GerakListrik dalamkumparankedua sekunder danakanterjadipelimpahandayadarikumparan primer kekumparansekunder. Dengandemikian, terjadilahpengubahantarafteganganlistrikbaikdariteganganrendahmenjaditegangan yang lebihtinggimaupundaritegangantinggimenjaditegangan yang rendah. Sedangkan Inti besipadaTransformatoratauTrafopadaumumnyaadalahkumpulanlempengan- lempenganbesi tipis yang terisolasidanditempelberlapis-lapis dengankegunaanyauntukmempermudahjalannyaFluks Magnet yang ditimbulkanoleharuslistrikkumparansertauntukmengurangisuhupanas yang ditimbulkan. Rasiolilitanpadakumparansekunderterhadapkumparan primer menentukanrasio primer dan 10 lilitanpadakumparansekunderakanmenghasilkantegangan 10 kali lipatdaritegangan input padakumparan primer. JenisTransformatorinibiasanyadisebutdenganTransformator Step Up. Sebaliknya, jikaterdapat 10 lilitanpadakumparan primer dan 1 lilitanpadakumparansekunder, makategangan yang dihasilkanolehKumparanSekunderadalah 110 daritegangan input padaKumparan Primer. TransformatorjenisinidisebutdenganTransformator Step Down. Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energy listrik satu atau lebih rangkaian listrik satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gendeng magnet berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak balikacdari suatu nilai tertentuke nilai yang kita inginkan terdiri dari kumparan primer dan sekunder. Dikutipdari:https:slametumy.files.wordpress.com201403trafo-dan- jenisnya.pdf. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas sebagai rugi-rugi besi yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”.Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain- lain.Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan teganganarus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup rangkaian beban maka akan mengalir arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus.Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada ditempatkan dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.Prinsip kerja dari Silicagel N2 Nitrogen kering sama,Yang berfungsi sebagai pengering menghisap butiran-butiran uap air yang dihasilkan oleh kerja transformer, sehingga tangki trafo tetap kering dan terhindar dari karat bahkan kerusakan lebih luas.Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka suhu minyakpun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki.Kedua proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaan minyak trafo akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi Silicagel Blue. Tap Changer adalah perubah perbandingan transformer untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan jaringanprimer yang berubah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban on-load atau dalam keadaan tak berbeban off load, tergantung jenisnya.Untuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanya indicator pada trafo. Rele Bucholz adalah rele alatrele untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Minyak trafo Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas disirkulasi dan MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 bersifat pula sebagai isolasi daya tegangan tembus tinggi sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Inti Besi; dibuat dari lempengan-lempengan feromagnetik tipis yang berguna untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi ini juga diberi isolasi untuk mengurangi panas sebagai rugi- rugi besi yang ditimbulkan oleh arus eddy “Eddy Current ”. Sebuah trafo terdiri dari kumparan dan inti besi. Biasanya terdapat 2 buah kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan ini tidak berhubungan secara fisik tetapi dihubungkan oleh medan magnet. Untuk meningkatkan induksi magnetik antara 2 kumparan maka ditambahkan inti besi seperti pada gambar 1. Inti besi pada trafo dibedanya menjadi 2 macam yaitu : 1. Inti besi tipe Shell Shell Core Transformator 2. Inti besi tipe tertutup Closed Core Transformator Pada trafo dengan inti besi berbentuk shell, kumparan dikelilingi oleh inti besi. Fluks magnetik pada inti besi tipe shell akan terbelah dua lihat gambar 2. Sementara kumparan primer dan kumparan sekunder digulung bersamaan. Untuk trafo yang memiliki inti besi tipe tertutup. Tidak ada pembagian fluk magnetik. Kumparan primer dan kumparan sekunder terpisah dan dihubungkan dengan inti besi. Inti besi trafo tidak dibuat berbentuk besi tunggal, tetapi dibuat dari pelat besi yang berlapis – lapis. Mengapa inti besi sebuah trafo harus dibuat berlapis-lapis?. Untuk menjawab pertanyaan ini , kita terlebih dahulu harus mempelajari rugi-rugi yang terjadi pada inti besi. Rugi – rugi yang terjadi pada inti besi disebut “iron losses “ rugi-rugi besi. Kerugian pada inti besi terdiri dari : 1. Hysterisis losses rugi-rugi histerisis Kerugian histerisis disebabkan oleh gesekan molekul yang melawan aliran gaya magnet di dalam inti besi. Gesekan molekul dalam inti besi ini menimbulkan panas. Panas yang timbul ini menunjukan kerugian energi, karena sebagian kecil energi listrik tidak dipindahkan , tetapi diubah bentuk menjadi energi panas. Panas yang tinggi juga dapat merusak trafo ,sehingga pada trafo – trafo transmisi daya MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 listrik ukuran besar, harus didinginkan dengan media pendingin. Umumnya digunakan minyak khusus untuk mendinginkan trafo ini. Sebuah trafo didesain untuk bekerja pada rentang frekuensi tertentu. Menurunnya frekuensi arus listrik dapat menyebabkan meningkatnya rugi-rugi histerisis dan menurunkan kapasitas VA trafo. 2. Kerugian karena Eddy current eddy current losses Kerugian karena Eddy current disebabkan oleh aliran sirkulasi arus yang menginduksi logam. Ini disebabkan oleh aliran fluk magnetik disekitar inti besi. Karena inti besi trafo terbuat dari konduktor umumnya besi lunak, maka arus Eddy yang menginduksi inti besi akan semakin besar. Eddy current dapat menyebabkan kerugian daya pada sebuah trafo karena pada saat terjadi induksi arus listrik pada inti besi, maka sejumlah energi listrik akan diubah menjadi panas. Ini merupakan kerugian. Rugi-rugi tembaga copper losses Rugi – rugi yang ketiga adalah rugi-rugi tembaga copper losses. Rugi-rugi tembag terjadi di kedua kumparan. Kumparan primer atau sekunder dibuat dari gulungan kawat tembaga yang dilapisi oleh isolator tipis yang disebut enamel. Umumnya kumparan dibuat dari gulungan kawat yang cukup panjang. Gulungan kawat yang panjang ini akan meningkatkan hambatan dalam kumparan. Pada saat trafo dialiri arus listrik maka hambatan kumparan ini akan mengubah sejumlah kecil arus listrik menjadi panas yaitu sebesar i 2 R. Semakin besar harga R maka semakin besar pula energi panas yang timbul di dalam kumparan. Mutu kawat yang bagus dengan nilai hambatan jenis yang kecil dapat mengurangi rugi – rugi tembaga. Menggulung kawat pada kumparan trafo tidak dilakukan dengan sembarangan, tetapi mengikuti aturan tertentu. Pada trafo fase tunggal, terdapat 2 gulungan kumparan, yaitu gulungan pada kumparan primer yang terhubung langsung ke sumber arus listrik dan gulungan kumparan sekunder yang terhubung langsung ke beban. Perbandingan jumlah gulungan antara kumparan primer dan kumparan sekunder akan menentukan jenis trafo, apakah jenis step-up atau step- down. Bila gulungan kawat pada kumparan primer lebih banyak dibandingkan dengan gulungan kawat pada kumparan sekunder maka trafo akan berfungsi sebagai penurun tegangan atau step-down trafo. Sebaliknya jika gulungan kawat pada kumparan sekunder lebih banyak dari pada gulungan kawat pada kumparan primer, maka trafo akan berfungsi untuk menaikan tegangan atau step-up trafo. Dikutip dari:https:djukarna.wordpress.com20131021transformator MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator ACHMAD ALKINDI 03041181419060 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 4. PERCOBAAN 4.1. PROSEDUR PERCOBAAN