II.8.5 Perhitungan Arus Inrush
Saat transformator belum dihubungkan, arus exitasi mengalir dari kurva hysteresis ke nol. Sedangkan kerapatan fluks Br ada nilainya dan ini namanya fluks sisa. Dari gambar
2.14 jika transformator beroperasi, arus eksitasi i dan kerapatan fluks mengalir ke kurva titik – titik. Setelah dienergize t=0+ fluks harus ditambahkan terhadap fluks sesaat sebelum
dienergize t =0-. Sebab itu kerapatan fluks sebagai ganti dari nilai negatif -Bmp, mulai dari +Br sampai nilai positif Br+2Bmp membawa inti ke titik saturasi.
Gambar 2.15 Arus Inrush Maksimum Transformator yang memiliki fluks residual sama dengan nol di energize pada saat
tegangan suplay sama dengan nol sehingga fluks yang diperoleh adalah dua kali harga puncak fluks normal. Untuk setiap harga fluks, karakteristik arus dihasilkan dari kurva B-H.
Dapat dilihat bahwa meskipun besar fluks maksimum hanya dua kali nilai normalnya, arus
melonjak sampai beberapa kali arus eksitasi normal.
Universitas Sumatera Utara
Nilai arus tersebut akan dicapai akibat tingginya tingkat kejenuhan sudut dari sirkuit magnet transformator yang dipergunakan. Rugi - rugi loss menjadi penting karena losses
dalam transformator dapat mengurangi arus inrush maksimum dan menurunkan arus eksitasi sampai pada kondisi normal yang keluar setelah periode waktu tertentu. Rugi - rugi yang
dimaksud adalah akibat resistansi rangkaian suplay dan resistansi rugi - rugi inti transformator.
Gambar 2.16 merupakan arus inrush transformator fasa tunggal yang dienergize saat gelombang tegangan suplay sama dengan nol.
Gambar 2.16 Arus Transient pada saat Transformator Energize
Pada siklus awal, karakteristik transient akan turun dengan drastis dan setelah itu pengurangannya lebih lambat. Hal ini disebabkan oleh karena konstanta waktu RL pada
rangkaian tersebut tidak konstan dan bervariasi sebagai fungsi dari karakteristik saturasi transformator.
Universitas Sumatera Utara
Untuk menentukan harga puncak arus inrush maka digunakan persamaan sebagai berikut :
Besar nilai sudut penyalaan adalah :
− −
=
− mp
r mp
s
B B
B B
k
1 1
1
cos
θ ………………………………….2.38
Dimana : k1
: Faktor koreksi sudut sebesar 0.9. Bs
: Kerapatan fluks jenuh tergantung bahan material inti Tesla Bmp
: Kerapatan fluks maksimum Tesla Br
: Kerapatan fluks sisa maksimumTesla Br = 0,8xBmp for cold rolled material
Br = 0,6xBmp for hot rolled material
Dimana
=
f A
N E
Bmp
w
. .
. 44
, 4
1 1
……………… …………………………2.39
harga puncak arus inrush pada cicle pertama adalah :
1 2
max
cos 1
2 .
θ
− =
s
X V
K I
…………………………………..…..2.40
Reaktansi udara Xs= µo
hw
Aw N
2
x 2 π f……......………………………2.41
Universitas Sumatera Utara
Dimana : N : Jumlah belitan darimana trafo dienergizeprimer
Aw : Luas yang dibentuk belitan πd4
2
m
Hw : Tinggi belitan primer m f : Frekuensi 50hz
Energizeswitching pada transformator yang menyebabkan terjadinya perubahan kondisi fluks seketika dan menyebabkan mengalirnya arus magnetisasi yang besar yang
mempunyai bentuk tertentu karena arus magnetisasi tidak dapat secara langsung mencapai bentuk gelombang normal steady state. Pada saat pemasukan Transformator berbeban
ataupun tanpa beban merupakan perubahan fluksi seketika sehingga akan terjadi gejala inrush mangnetisasi tersebut, yang akibatnya ada arus inrush yang nilainya pada sisi primer tidak
ekivalen dengan sisi sekunder, dan pada saat inilah arus inrush terbesar.
II.8.6 Komponen Harmonik Arus Inrush pada Transformator
Kategori