Analisis Perbandingan Efisiensi Tranformator Tiga Fasa Dengan Belitan Tersier Dan Transformator Tiga Fasa Tanpa Belitan Tersier
BAB II
TRANSFORMATOR
2.1 Umum
Transformator merupakan suatu alat listrik statis, yang dipergunakan untuk
memindahkan daya dari suatu rangkaian ke rangkaian lain, dengan mengubah
tegangan, tanpa mengubah frekuensi. Pada umumnya transformator terdiri atas
sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan yaitu
kumparan perimer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan ini tidak terhubung
secara langsung. Satu-satunya hubungan antara kedua kumparan adalah fluks
magnetik bersama yang terdapat dalam inti. Kumparan primer transformator
dihubungkan
ke
sumber
daya
listrik
bolak-balik
dan
kumparan
sekunderdihubungkan ke beban dan jika terdapat kumparan ketiga, kumparan
tersebut dinamakan kumparan tersier. Rasio perubahan tegangan tergantung pada
rasio jumlah lilitan pada kedua kumparan transformator.
Penggunaan transformator dalam bidang tenaga listrik sangat luas.
Penggunaan transformator dalam sistem tenaga yang sangat sederhana dan andal
merupakan salah satu alasan penting dalam pemakaiannya dalam penyaluran
tenaga listrik arus bolak-balik, karena arus bolak–balik sangat banyak
dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Pada penyaluran
tenaga listrik terjadi kerugian sebesar I2R watt, kerugian ini akan banyak
berkurang apabila tegangan dinaikkan. Dengan demikian saluran-saluran tenaga
listrik senantiasa mempergunakan tegangan yang tinggi.
2.2 Konstruksi Transformator
Pada dasarnya transformator terdiri atas kumparan primer dan kumparan
sekunder yang dibelitkan pada inti ferromagnetik.Transformator terdiri dari
beberapa bagian utama yaitu :
5
Universitas Sumatera Utara
2.2.1
Inti Besi
Inti besi dibentuk dari lempengan – lempengan besi tipis berisolasi yangdi
susun sedemikian rupa untuk mengurangi panas yang ditimbulkan oleh rugi arus
eddy.Inti besi digunakan sebagai media jalannya flux yang timbul akibat induksi
arus bolakbalik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat
menginduksi kembali kekumparan yang lain.
2.2.2 Winding/ Kumparan
Pada suatu transformator terdapat lilitan kawat berisolasi yang membentuk
suatukumparan. Kumparan transformator terdiri darikumparan primer dan
kumparan sekunder yangdiisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar
kumparan dengan isolasi padat.Kumparan transformator digunakan sebagai alat
transformasi tegangan dan arus. Kumparanterdiri dari batang tembaga berisolasi
yang mengelilingi inti besi, dimana saat arus bolak balikmengalir pada belitan
tembaga tersebut, inti besi akan terinduksi dan menimbulkan fluxmagnetik.
Kerja transformator yang berdasarkan induksi elektromagnet, menghendaki
adanyagandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan
magnet ini berupa intibesi tempat melakukan fluks bersama. Berdasarkan cara
melilitkan kumparan pada inti, dikenaldua macam transformator, yaitu tipe inti
(core) dan tipe cangkang (shell).
2.2.3 Bushing
Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah
busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus
berfungsi
sebagai
penyekat
antara
konduktor
tersebut
dengan
tangki
transformator.Terdapat empat bagian utama penyususn bushing yaitu isolasi,
konduktor,klem koneksi, dan asesoris. Isolasi pada bushing terdiri dari dua jenis
yaitu oil impregnatedpaper dan resin mpregnated paper.
6
Universitas Sumatera Utara
2.2.4 Tangki Konservator
Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi akan
memuaisehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan suhu
operasi, maka minyakakan menyusut dan volume minyak turun. Konservator
digunakan untuk menampung minyakpada saat transformator mengalamui
kenaikan suhu.Seiring dengan naik turunnya volume minyak di konservator akibat
pemuaian dan penyusutanminyak, volume udara didalam konservator pun akan
bertambah dan berkurang. Penambahanatau pembuangan udara didalam
konservator akan berhubungan dengan udara luar. Agarminyak isolasi
transformator tidak terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen dari luar,maka
udara yang akan masuk kedalam konservator akan difilter melalui silicagel.
2.2.5 Minyak & Kertas Isolasi
Minyak isolasi pada transformator digunakan sebagai media isolasi,
pendingin danpelindung belitan dari peristiwa oksidasi. Minyak isolasi
transformator merupakan minyak mineral. Ada tiga jenis minyak trafo, yaitu
parafinik, napthanik dan aromatik. Ketiga jenisminyak dasar tersebut tidak boleh
dilakukan pencampuran karena memiliki sifat fisik dan sifatkimia yang berbeda.
Tabel 2.1 adalah standart IEC 60422 tentang batasan-batasan minimum untuk
minyak isolasi yang baru dimasukan kedalam peralatansebelum di-energize.
Tabel 2.1 Batasan minyak isolasi yang baru dimasukkan kedalamperalatan
sebelum di-energize
Highest voltage equipment
Property
Appearance
Colour (on scale given in ISO
kV
170
Max. 2.0
Max. 2.0
Max. 2.0
>55
>60
>60
2049)
Breakdown Voltage (kV)
Water content mg/kg
Acidity (mg KOH/g)
�
Max. 0.03
TRANSFORMATOR
2.1 Umum
Transformator merupakan suatu alat listrik statis, yang dipergunakan untuk
memindahkan daya dari suatu rangkaian ke rangkaian lain, dengan mengubah
tegangan, tanpa mengubah frekuensi. Pada umumnya transformator terdiri atas
sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan yaitu
kumparan perimer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan ini tidak terhubung
secara langsung. Satu-satunya hubungan antara kedua kumparan adalah fluks
magnetik bersama yang terdapat dalam inti. Kumparan primer transformator
dihubungkan
ke
sumber
daya
listrik
bolak-balik
dan
kumparan
sekunderdihubungkan ke beban dan jika terdapat kumparan ketiga, kumparan
tersebut dinamakan kumparan tersier. Rasio perubahan tegangan tergantung pada
rasio jumlah lilitan pada kedua kumparan transformator.
Penggunaan transformator dalam bidang tenaga listrik sangat luas.
Penggunaan transformator dalam sistem tenaga yang sangat sederhana dan andal
merupakan salah satu alasan penting dalam pemakaiannya dalam penyaluran
tenaga listrik arus bolak-balik, karena arus bolak–balik sangat banyak
dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Pada penyaluran
tenaga listrik terjadi kerugian sebesar I2R watt, kerugian ini akan banyak
berkurang apabila tegangan dinaikkan. Dengan demikian saluran-saluran tenaga
listrik senantiasa mempergunakan tegangan yang tinggi.
2.2 Konstruksi Transformator
Pada dasarnya transformator terdiri atas kumparan primer dan kumparan
sekunder yang dibelitkan pada inti ferromagnetik.Transformator terdiri dari
beberapa bagian utama yaitu :
5
Universitas Sumatera Utara
2.2.1
Inti Besi
Inti besi dibentuk dari lempengan – lempengan besi tipis berisolasi yangdi
susun sedemikian rupa untuk mengurangi panas yang ditimbulkan oleh rugi arus
eddy.Inti besi digunakan sebagai media jalannya flux yang timbul akibat induksi
arus bolakbalik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat
menginduksi kembali kekumparan yang lain.
2.2.2 Winding/ Kumparan
Pada suatu transformator terdapat lilitan kawat berisolasi yang membentuk
suatukumparan. Kumparan transformator terdiri darikumparan primer dan
kumparan sekunder yangdiisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar
kumparan dengan isolasi padat.Kumparan transformator digunakan sebagai alat
transformasi tegangan dan arus. Kumparanterdiri dari batang tembaga berisolasi
yang mengelilingi inti besi, dimana saat arus bolak balikmengalir pada belitan
tembaga tersebut, inti besi akan terinduksi dan menimbulkan fluxmagnetik.
Kerja transformator yang berdasarkan induksi elektromagnet, menghendaki
adanyagandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan
magnet ini berupa intibesi tempat melakukan fluks bersama. Berdasarkan cara
melilitkan kumparan pada inti, dikenaldua macam transformator, yaitu tipe inti
(core) dan tipe cangkang (shell).
2.2.3 Bushing
Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah
busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus
berfungsi
sebagai
penyekat
antara
konduktor
tersebut
dengan
tangki
transformator.Terdapat empat bagian utama penyususn bushing yaitu isolasi,
konduktor,klem koneksi, dan asesoris. Isolasi pada bushing terdiri dari dua jenis
yaitu oil impregnatedpaper dan resin mpregnated paper.
6
Universitas Sumatera Utara
2.2.4 Tangki Konservator
Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi akan
memuaisehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan suhu
operasi, maka minyakakan menyusut dan volume minyak turun. Konservator
digunakan untuk menampung minyakpada saat transformator mengalamui
kenaikan suhu.Seiring dengan naik turunnya volume minyak di konservator akibat
pemuaian dan penyusutanminyak, volume udara didalam konservator pun akan
bertambah dan berkurang. Penambahanatau pembuangan udara didalam
konservator akan berhubungan dengan udara luar. Agarminyak isolasi
transformator tidak terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen dari luar,maka
udara yang akan masuk kedalam konservator akan difilter melalui silicagel.
2.2.5 Minyak & Kertas Isolasi
Minyak isolasi pada transformator digunakan sebagai media isolasi,
pendingin danpelindung belitan dari peristiwa oksidasi. Minyak isolasi
transformator merupakan minyak mineral. Ada tiga jenis minyak trafo, yaitu
parafinik, napthanik dan aromatik. Ketiga jenisminyak dasar tersebut tidak boleh
dilakukan pencampuran karena memiliki sifat fisik dan sifatkimia yang berbeda.
Tabel 2.1 adalah standart IEC 60422 tentang batasan-batasan minimum untuk
minyak isolasi yang baru dimasukan kedalam peralatansebelum di-energize.
Tabel 2.1 Batasan minyak isolasi yang baru dimasukkan kedalamperalatan
sebelum di-energize
Highest voltage equipment
Property
Appearance
Colour (on scale given in ISO
kV
170
Max. 2.0
Max. 2.0
Max. 2.0
>55
>60
>60
2049)
Breakdown Voltage (kV)
Water content mg/kg
Acidity (mg KOH/g)
�
Max. 0.03