Rugi-rugi dan Efisiensi pada Beban tertentu saat Operasi Normal

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

Sama halnya dengan perhitungan dalam kondisi beban penuh, mula-mula perlu diketahui perubahan resistansi saat beban dan temperatur berubah-ubah. 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 140 160 Ke n ai k an te mp e r at u r min yak o C Beban Universitas Sumatera Utara 58 Dengan temperatur acuan dipakai pada saat kondisi beban penuh, yaitu T n = 75 o C, dan resistansi pada kondisi ini adalah R 1 75 o = 3,0976ohm R 2 75 o = 0,0544 ohm R c 75 o = 25223,325 ohm Maka, dengan menggunakan persamaan dapat diketahui resistansi saat beban berubah-ubah seperti dalam Tabel 4.6 Tabel 4.6 Perubahan resistansi saat beban berubah-ubah Beban T n o C R 1 Ω R 2 Ω R C Ω 10 41,61 2,702 0,0474 21012,29 20 42,68 2,715 0,0476 21147,23 30 45,66 2,750 0,0483 21523,06 40 49,03 2,790 0,0490 21948,07 50 53,22 2,840 0,0498 22476,50 60 59,33 2,898 0,0509 23102,04 70 63,88 2,966 0,0520 23820,90 80 70,30 3,042 0,0534 24630,57 90 77,41 3,126 0,0545 25527,26 100 85,20 3,218 0,0565 26509,71 110 93,64 3,318 0,0582 27574,14 120 102,73 3,425 0,0601 28720,54 130 112,46 3,540 0,0621 29947,65 140 122,81 3,663 0,0638 31252,96 150 133,78 3,793 0,0666 32636,46 Jelas bahwa perubahan resistansi dari kumparan tembaga sebanding dengan kenaikan temperatur minyak trafo. Universitas Sumatera Utara 59 Setelah didapatkan nilai resistansi, maka parameter lain yang diperlukan adalah arus yang mengalir dalam trafo, yaitu I 1 , I 2 , I c . Perhitungan besarnya arus sama halnya dengan perhitungan dalam kondisi beban penuh. Nilai arus tersebut pada berbagai kondisi pembebanan seperti tabel 4.7. Parameter arus ini diperoleh dengan diasumsikan terhadap beban penuh, dimana rating dari trafo adalah150 MVA. Tabel 4.7 Perubahan arus terhadap beban variabel Beban I 1 A I 2 A I C A 10 57,74 433,02 0,984 20 115,48 866,04 0,984 30 173,22 1299,06 0,984 40 230,96 1732,08 0,984 50 288,70 2165,10 0,984 60 346,44 2598,12 0,984 70 404,18 3031,14 0,984 80 461,92 3464,16 0,984 90 519,66 3897,18 0,984 100 577,40 4330,20 0,984 110 635,14 4763,22 0,984 120 692,88 5196,24 0,984 130 750,62 5629,26 0,984 140 808,36 6062,28 0,984 150 866,10 6495,30 0,984 Universitas Sumatera Utara 60 Semakin tinggi tingkat pembebanan pada trafo, maka menyebabkan arus beban yang mengalir dalam kumparan trafo juga ikut menjadi besar. Akan tetapi, arus I c tidak pernah berubah, karena parameter ini berasal dari tes tanpa beban. Dengan didapatkannya parameter resistansi dan arus beban, maka didapat besar rugi0rugi daya pada transformator dan efisiensi transformator pada berbagai kondisi beban. Dengan metode analisis yang sama, didapatkan besarnya rugi-rugi daya untuk masing-masing kumparan dan besi pada tabel 4.8 dan rugi daya total serta efisiensi trafo dalam Tabel 4.9 Tabel 4.8 Rugi-rugi pada kumparan dan besi transformator Beban I 1 2 R 1 A I 2 2 R 2 A I C 2 R C A P loss Total Watt 10 9008,22 8887,80 20345,27 114723,87 20 12206,24 11701,20 20475,93 277150,11 30 21514,21 20508,99 20839,83 554589,09 40 8825,63 87004,95 21251,35 951245,79 50 156707,44 153445,37 21763,01 1475747,46 60 247819,91 243586,58 22368,69 2141325,54 70 484530,13 490629,04 23064,73 2994671,70 80 649071,80 640821,60 23848,69 3941226,27 90 844165,41 827746,65 24716,92 5089886,94 100 1042846,30 1059410,71 25668,18 6383775,57 110 1338490,55 1320457,01 26698,83 8056939,17 120 1644283,23 1622754,01 27808,83 9884540,25 130 1994543,56 1967860,10 28996,99 11974201,95 140 2393572,29 2344729,03 30260,87 14305686,57 150 2845240,09 2809782,21 31600,45 17059868,25 Universitas Sumatera Utara 61 Tabel 4.9 Rugi daya total dan efisiensi transformator Beban P loss Total Watt P loss Total VA Stray Losses VA Efisiensi 10 114723,87 134969,259 98823,53 99.24 20 277150,11 326058,953 98823,53 99.46 30 554589,09 652457,753 98823,53 99.61 40 951245,79 1119112,694 98823,53 99.2 50 1475747,46 1736173,482 98823,53 98.8 60 2141325,54 2519206,518 98823,53 98.3 70 2994671,70 3523143,176 98823,53 97.6 80 3941226,27 4636736,788 98823,53 97 90 5089886,94 5988102,282 98823,53 96.2 100 6383775,57 7510324,200 98823,53 95.5 110 8056939,17 9478751,965 98823,53 95.1 120 9884540,25 11628870,880 98823,53 94.15 130 11974201,95 14087296,410 98823,53 93.1 140 14305686,57 16830219,490 98823,53 92.02 150 17059868,25 20070433,240 98823,53 90.15 Jadi, semakin besar tingkat pembebanan yang diterima oleh transformator akan menyebabkan rugi-rugi daya menjadi semakin besar, seperti yang ditunjuk dalam Gambar grafik 4.7 Universitas Sumatera Utara 62 Gambar 4.7 Pengaruh pembebanan terhadap rugi daya transformator Gambar 4.8 Pengaruh pembebanan terhadap efisiensi transformator 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 18000000 20 40 60 80 100 120 140 160 R u gi tot al P lo ss W at t Beban 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 20 40 60 80 100 120 140 160 R u gi tot al P lo ss W at t Beban Universitas Sumatera Utara 63 Dari trend line pada Gambar 4.8, jelas bahwa pada saat beban berada diatas 50, efisiensi dari transformator semakin menurun. Hal ini dikarenakan, pada kondisi tersebut, rugi-rugi daya total pada transformator semakin besar, berbeda pada saat pembebanan dibawah 50, dimana rugi daya terbesar masih rugi inti. Jadi dapat dikatakan bahwa, semakin tinggi tingkat pembebanan pada transformator, maka akan menyebabkan penurunan efisiensi dari transformator tersebut. Efisiensi maksimum didapatkan pada saat rugi kumparan sama dengan rugi besi.

4.6 Pengoperasian Saat Memakai Media Pendinginan