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