Kumparan Transformator Bushing BAHAN MAGNETIK PENYUSUN INTI TRANSFORMATOR - ROBEN SYAHPUTRA

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017  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 dari kumparan, dan inti yang disalurkan melalui minyak trafo yang selanjutnya dibuang melalui udara di sekitarnya. Daya pada Transformator MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 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 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 Prinsip trafo Coreless ini menggunakan kumparan Tesla Martin,1997 sebagai kumparan primer dan sekundernya, yang dapat mentransfer energy melalui suatu media tanpa penghantar menggunakan suatu kawat yaitu menggunakan gelombang radio dan TV.Roger A.Fredman dan Young,2003 Frekuensi yang dihasilkan oleh transformator ini berkisar antara 50-400 KHz. Marco Denicolai, 2001. Konstruksi dasar trafo coreless terdiri dari bagian primer dan sekunder. Karena tanpa inti maka transfer energinya melalui gelombang radio frekuensi yang dihasilkan dari osilator dalam hal ini adalah Spark Gap. Tegangan AC pada spark gap ini disuplai dari tegangan output Vs trafo berinti yang mana tegangan input trafo tersebut diambil dari PLN. Hal ini dapat dilukiskan pada gambar 1 sebagai berikut : V p N p Ns Vs Trafo ber- inti a b Gambar 1: Model rangkaian ekuivalen Coreless Transformator Pada gambara MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 Besar tegangan AC dari output Vs yang digunakan untuk mensuplai spark gap dapat dihitung besarnya. Lilitan primer yang memiliki Np putaran dengan tegangan input AC sebesar ε p dan lilitan sekunder mempunyai Ns putaran. Karena fluks magnetik itu berubah-ubah dalam kedua lilitan tersebut maka terbentuk ggl induksi sebagai berikut : ε 1 = −Np d φ dan ε 2 = −Ns D φ …………………………… ….… .. 1 d t D t Fluks per putaran φ adalah sama dalam gulungan primer dan sekunder.,sehingga wa ggl induksi per putaran adalah sama dalam satu lilitan. Vizimag suatu perangkat aplikasi teknik komputasi berdasarkan metode FEMfinite element method yaitu suatu metode numerik untuk menyelesaikan persoalan fisika atau teknik tertentu. Vizimag didesain untuk memberikan visualiasi cepat garis medan magnetic dan densitas fluks. Vizimag diciptakan dengan sasaran penciptaan model cepat dan intuitif yang memberikan perhitungan dan displai cepat dari garis medan dan densitas fluks. Perangkat lunak aplikasi ini dapat diinstalasi pada Operating System Window ataupun Linux. Perangkat aplikasi ini sangat komunikatif sehingga pengguna dengan mudah membuat suatu model simulasi. Contoh tampilan layar hasil simulasi solenoid seperti ditunjukkan pada Gambar 2 yang menggambarkan garis gaya magnet pada solenoid dengan dimensi diameter 10 cm dan panjang 40 cm berada di udara yang dialiri arus 1 amper. Gambar 2: Tampilan layar Vizimag MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 Dalam melakukan simulasi menggunakan Vizimag perlu dilakukan beberapa langkah: pertama membuat model yang akan disimulasikan dengan menggunakan kelompok perintah II dan III. Pada kelompok perintah ini cukup memilih ikon yang ada sesuai dengan yang ingin dimodelkan kemudian letakkan kursor pada layar grid simulasi dan klik disekitar sumbu X horizontal dan Yvertical kemudian men-drug menyeret kursor sesuai kehendak. Kemudian ikuti perintah dengan mengisi parameter fisisnya. Jika dimensi dan parameter fisis dari yang dimodelkan tidak sesuai dengan yang diinginkan lakukan editing menggunakan kelompok perintah IV. Informasi semua perintah pada ikon dapat deketahui denan menahan kursor pada ikon yang dikehendaki maka akan muncul nama perintah. Selanjutnya untuk mengetahui garis gaya magnet dari suatu model maka lakukan analyze ikon mata pada kelompok perintah I. Suatu contoh dalam menghasilkan simulasi seperti pada Gambar 1. Pertama pilih straightsolenoid pada kelompok perintah III, taruh kursor pada layar grid simulasi kemudian seretkursor sesuai yang dikehendaki dan klik kemudian seret lagi kursor dan klik maka akan diperoleh bentuk empat persegi panjang. Selanjutnya ikuti perintah dengan mengisi parameter fisisnya yaitu permeabilitas 1 dan jumlah lilitan 100 dan arus 1 amper. Untuk menganalisis garis gaya medan magnet yang terbentuk klik ikon mata analyze pada kelompok perintah I maka akan diperoleh hasil simulasi seperti pada Gambar 1. Programini sangat sederhana, mudah, cepat dan intuitif sehingga memungkinkan pengguna membuat model sesuai yang dikehendaki. Pada Vizimag juga dilengkapi contoh model simulasi yang dapat dijumpai pada sub folder Vizimag yaitu Example. dikutip dari http:repository.akprind.ac.idsitesfilesjournalarticle2012uminingsih_05462.pdf pada tanggal 19 September 2016 Transformator distribusi adalah suatu peralatan listrik utama yang berperan penting untuk penyaluran daya listrik dalam suatu sistem distribusi yang berfungsi untuk menurunkan tegangan distribusi primer yang merupakan tegangan menengah menjadi tegangan rendah pada sisi sekunder. Trafo Distribusi yang umum digunakan adalah trafo step down 200,4 kV, tegangan fasa-fasa sistem JTR adalah 380 Volt, karena terjadi drop tegangan maka tegangan rak TR dibuat diatas 380 Volt agar tegangan pada ujung beban menjadi 380 Volt. Karena arus yang mengalir merupakan arus bola-balik maka flux terbentuk pada inti akan mempunyai arah dan jumlah yang berubah-ubah. Jika arus yang mengalir berbentuk sinus maka flux yang terjadi akan berbentuk sinus pula. Karena flux MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 tersebut mengalir melalui inti yang mana pada inti tersebut terdapat lilitan primer dan lilitan sekunder maka pada inti primer dan sekunder tersebut akan timbul ggl gaya gerak listrik induksi, tetapi arah dari ggl induksi primer berlawanan dengan arah ggl induksi sekunder sedangkan frekuensi masing-masing tegangan tersebut sama dengan frekuensi sumbernya. Dikutip dari http:download.portalgaruda.orgarticle.php? article=15762val=1028 . Pada tanggal 19 September 2016 Secara umum inti transformator terdiri dari dua tipe yaitu tipe inti core type dan tipe cangkang shell type. Tipe inti dibentuk dari lapisan besi berisolasi berbentuk persegi panjang dan kumparan transformatornya dibelitkan pada dua sisi persegi. Sedangkan tipe cangkang dibentuk dari lapisan inti berisolasi dan kumparan transformatornya di belitkan di pusat inti. Transformator dengan tipe konstruksi cangkang memiliki kehandalan yang lebih tinggi dari pada tipe konstruksi inti dalam menghadapi tekanan mekanis yang kuat pada saat terjadi hubung singkat. a. tipe inti b. Tipe cangkang Gambar 2.3 Inti Transformator Sumber.http:repository.usu.ac.idbitstream123456789287203Chapter20II.pdf diakses pada tanggal 19 September 2016 Untuk tujuan keamanan, konduktor tegangan tinggi dilewatkan menerobos suatu bidang yang di bumikan melalui suatu lubang terbuka yang dibuat sekecil mungkin dan biasanya membutuhkan suatu pengikat padu yang disebut bushing. Bagian utama suatu bushing terdiri dari inti atau konduktor, bahan dielektrik dan flans yang terbuat dari logam. Inti berfungsi untuk menyalurkan arus dari bagian dalam. MENTARI SEPROLITA 03041181320044 Bahan Magnetik Penyusun Inti Transformator LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 20162017 Pada dasarnya energi listrik yang dimasukkan ke transformator tidak sama dengan energi listrik yang dikeluarkan dari transformator tesebut. Hal ini dikarenakan adanya rugi-rugi yaitu adanya arus yang hilang saat melewati trafo tersebut. Rugi- rugi daya dapat dibagi menjadi dua yaitu rugi inti P i dan rugi tembaga P cu . Pada kondisi beban nol, rugi-rugi yang terjadi hanyalah rugi inti. Rugi inti tidak berpengaruh dengan adanya perubahan beban. Besarnya rugi inti dari beban nol sampai beban penuh nilainya sama, dengan asumsi tegangan primer tidak berubah atau kosntan. Ermawanto, 2013 Rugi-rugi inti P i dapat di golongkan kepada dua bagian yaitu rugi histerisis dan rugi eddy current arus pusar. Jadi rugi inti dapat dituliskan dalam persamaan: P i = P h + P e ............................................................................................. 2-17 Dimana : P i = rugi inti watt P h = rugi histerisis P e = rugi eddy current

1. Rugi Histerisis P