18
Gambar 2.13 Diagram Vektor Transformator Berbeban Kapasitif
2.5 Transformator Tiga Fasa
2.5.1 Umum
Secara umum dalam sistem pembangkit dan distribusi di dunia menggunakan sistem AC tiga fasa, ini penting untuk memahami bagaimana transformator dapat
digunakan dalam sistem tiga fasa. Transformator tiga fasa dapat dibentuk dengan 2 cara. Cara pertama secara
sederhana dengan
mengambil tiga
unit transformator
satu fasa
dan menghubungkannya pada suatu bank 3 fasa, ditunjukkan Gambar 2.14. Sedangkan
cara kedua dengan membuat transformator tiga fasa yang terdiri dari tiga kumparan yang dibelit pada suatu inti bersama, ditunjukkan Gambar 2.15. Kedua cara tersebut
memiliki keuntungan masing-masing. I
1
R
1
I
1
X
1
I
2
X
2
I
2
R
2
-I
2
I
1
-E
1
V
1
I
I
h+e
I
M
V
2
E
1
E
2
Ф
Universitas Sumatera Utara
19
2.5.2 Kontruksi Transformator Tiga fasa
Untuk mengurangi kerugian yang dipengaruhi oleh arus pusar di dalam inti, rangkaian magnetik itu biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis.Transformator
tiga fasa menjadi dua tipe yaitu tipe inti seperti ditunjukkan Gambar 2.14 dan tipe cangkang ditunjukkan Gambar 2.15. Pada tipe inti core type kumparan dililitkan
disekitar dua kaki inti magnetik persegi sedangkan tipe cangkang shell type kumparan dililitkan sekitar kaki tengah dari inti berkaki tiga dengan laminasi silikon
steel, tipe cangkang ini dapat disusun dari tiga unit transformator satu fasa.
Gambar 2.14 Transformator Tiga Fasa tipe Inti
Gambar 2.15 Transformator Tiga Fasa tipe Cangkang
Universitas Sumatera Utara
20
Dari Gambar 2.14 akan terlihat pemakaian inti besi pada transformator tiga fasa akan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian tiga buah transformator
fasa tunggal. Pada bidang abcd ditunjukkan Gambar 2.15 hanya mengalir fluks sebesar Ф
R2
- Ф
S2
. Sedangkan berdasarkan diagram vektornya diketahui bahwa nilai vektor tersebut adalah sebesar √32 Ф
R
, ditunjukkan Gambar 2.16.
Gambar 2.16 Diagram Vektor Transformator Tiga Fasa tipe Cangkang Apabila digunakan tiga buah transformator fasa tunggal, pada bagian tersebut
aka n mengalir fluks sebesar Ф
R.
Penggunaan inti akan lebih hemat dengan transformator tiga fasa.Konstruksi satu unit transformator tiga fasa lebih praktis
karena lebih murah dan lebih efisien sedangkan keuntungan kontruksi tiga unit transformator satu fasa hubungan delta-delta yaitu jika terjadi masalah pada salah satu
unitnya maka, unit itu bisa dipindahkan tanpa merusak sistem tiga fasa transformator.
2.5.3 Hubungan Tiga Fasa Transformator
Secara umum hubungan tiga fasa pada transformator terbagi dua jenis yaitu hubungan bintang dan hubungan delta.Masing-masing hubungan ini memiliki
karakteristik arus dan tegangan yang berbeda-beda.Hubungan bintang dan hubungan delta dapat dihubungkan disisi primer maupun disisi sekunder transformator.
Universitas Sumatera Utara
21
Hubungan bintang
Hubungan bintang atau wye dibentuk dengan menggabungkan tiga belitan dengan rating yang sama pada satu common, ditunjukkan pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Transformator Tiga Fasa hubungan Bintang V
LINE
= V
RS
= V
ST
= V
TR
V
FASA
= V
R
= V
S
= V
T
I
FASA
= I
R
= I
S
= I
T
I
FASA
= I
LINE
V
LINE
= √3 V
FASA
2.19 Dimana :
V
FASA
= Tegangan line ke netral Volt V
LINE
= Tegangan line ke line Volt I
LINE
= Arus line ke line Ampere I
FASA
= Arus line ke netral Ampere
Hubungan delta
Hubungan delta dibentuk dengan menghubungkan sisi tegangan tinggi dan tegangan rendah pada belitan yang berbeda dengan membentuk segitiga, ditunjukkan
pada Gambar 2.18.
Universitas Sumatera Utara
22
Gambar 2.18 Transformator Tiga Fasa hubungan Delta V
LINE
= V
RS
= V
ST
= V
TR
I
LINE
= I
R
-I
T
= I
S
-I
R
= I
T
-I
S
I
FASA
= I
R
= I
S
= I
T
V
LINE
= V
FASA
I
LINE
= √3 I
FASA
2.20 Dimana :
V
FASA
= Tegangan fasa Volt V
LINE
= Tegangan line ke line Volt I
LINE
= Arus line ke lineAmpere I
FASA
= Arus fasa Ampere
2.5.4 Jenis Hubungan Belitan Transformator Tiga Fasa
Dengan menggunakan hubungan wye atau delta pada sisi primer maupun sekunder transformator maka ada 4 kemungkinan jenis hubungan belitan
transformator tiga fasa yang terbentuk, yaitu:
Hubungan wye-wye Y-Y
Hubungan wye-wye Y-Y transformator tiga fasa ditunjukkan Gambar 2.19.
Universitas Sumatera Utara
23
Gambar 2.19 Transformator Tiga Fasa hubungan YY Dalam hubungan YY, tegangan primer pada masing-masing fasa yaitu:
Vø
P
= V
LP
√3 2.21
Dimana : Vø
P
= Tegangan fasa sisi primer Volt V
LP
= Tegangan line sisi primer Volt Dalam hubungan Y-Y, jika beban transformator tidak seimbang maka
tegangan fasa pada transformator juga tidak akan seimbang. Jadi, tegangan fasa primer berbanding lurus terhadap tegangan fasa sekunder dan perbandingan belitan
transformator ayaitu : V
LP
= √3Vø
P
= a 2.22
V
LS
√3Vø
S
Hubungan wye- delta Y∆
Hubungan wye- delta Y∆ transformator tiga fasa ditunjukkan Gambar 2.20.
Sisi primer terhubung wye Y dan sisi sekunder transformator terhubung delta ∆.
Universitas Sumatera Utara
24
Gambar 2.20 Transformator Tiga Fasa hubungan Y∆
Dalam hubungan wye-delta tegangan line pada sisi primer sebanding dengan tegangan fasanya yaitu, V
LP
= √3 Vø
P
. Sedangkan pada sisi sekunder, tegangan line sama dengan tegangan fasa yaitu, V
LS
= Vø
S
. Jadi, perbandingan tegangan pada hubungan ini yaitu :
V
LP
= √3Vø
P
= √3a 2.22
V
LS
Vø
S
Kelebihan hubungan wye-delta ini lebih stabil dan tidak terdapat masalah terhadap beban tidak seimbang maupun harmonisa.
Hubungan delta- wye ∆Y
Hubungan delta- wye ∆Y transformator tiga fasa ditunjukkan Gambar 2.21.
Sisi primer terhubung delta ∆ dan sisi sekunder transformator terhubung wye Y.
Universitas Sumatera Utara
25
Gambar 2.21 Transformator Tiga Fasa hubungan ∆Y
Kelebihan hubungan delta-wye sama dengan hubungan wye-delta. Pada hubungan ini tegangan line pada sisi primer sama dengan tegangan fasanya yaitu,
V
LP
= Vø
P
. Sedangkan pada sisi sekunder, tegangan line sebanding dengan tegangan fasanya yaitu, V
LS
= √3Vø
S
. Sehingga perbandingan tegangan transformator yaitu : V
LP
= Vø
P
= a 2.23
V
LS
√3Vø
S
√3
Hubungan delta- delta ∆∆
Hubungan delta- delta ∆∆ transformator tiga fasa ditunjukkan Gambar
2.22.Pada hubungan ini, sisi primer maupun sekunder transformator terhubung delta
∆.
Universitas Sumatera Utara
26
Gambar 2.22 Transformator Tiga Fasa hubungan ∆∆ Pada hubungan ini tegangan line sama dengan tegangan fasa baik disisi primer
maupun sekunder transformator yaitu, V
LP
= Vø
P
dan V
LS
= Vø
S
. Sehingga perbandingan tegangan transformator menjadi,
V
LP
= Vø
P
= a 2.24
V
LS
Vø
S
Kelebihan pada hubungan ∆∆ yaitu tidak terjadi perbedaan fasa dan tetap stabil terhadap beban tidak seimbang maupun harmonisa.Selain itu, kelebihan dari
penggunaan delta-delta yaitu jika salah satu belitan fasanya putus maka transformator ini masih dapat bekerja dalam melayani beban meski hanya menggunakan dua belitan
saja, ini disebut hubungan open delta. Dalam hubungan delta-delta, tegangan line to linesama dengan tegangan fasa
di primer maupun sekunder transformator, V
RS
= V
RT
= V
ST
= V
LL
=V
LN
.
Universitas Sumatera Utara
27
Menentukan arus dengan menggunakan delta-delta sama juga seperti hubungan delta sebelumnya yaitu:
I
LINE
= √3 I
FASA
2.25 Dimana :
I
LINE
= Arus line to line Ampere I
FASA
= Arus fasaAmpere
2.6 Transformator Tiga Fasa hubungan Open-delta
Kategori