Analisis Perbandingan Efisiensi Tranformator Tiga Fasa Dengan Belitan Tersier Dan Transformator Tiga Fasa Tanpa Belitan Tersier Chapter III V
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Gardu Induk MABAR PT. PLN (Persero).
Penelitian akan dilaksanakansetelah proposal, diseminarkan dan disetujui. Lama
penelitian direncanakan selama 15 hari(mulai tanggal 11-25 Oktober 2016)
3.2 Bahan dan Peralatan
Bahan dan peralatan yang digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah
transformetor 3 phasa,alat ukur, dan peralatan lain yang dibutuhkan untuk
melakukan penelitian di Gardu Induk MABAR PT. PLN (Persero). Dimana
Transformator 3 adalah Transformator tiga fasa, tanpa belitan tersier, hubungan
wye-wye. Dan transformator 2 adalah transformtor tiga fasa, dengan belitan
tersier, hubungan wye-delta-wye.
3.3 Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilakukan dengan pengambilan data denganmelakukan
pengukuran langsung di Gardu Induk MABAR PT. PLN (Persero), lalu
melakukan analisa data dari hasilpengukuran.
3.4 Variabel yang diamati
Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah:
Arus pada sisi output saat beban puncak.
Tegangan.
Beban pada saat beban puncak.
Daya pada system.
Cos phi rangkaian.
39
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian.
Mulai
Studyi literature
Pengambilan data
transformator
analisisdata
Penarikan kesimpulan
dan saran
Selesai
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
Pada Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero) terdapat 3 unit transformator.
Dan transformator yang hendak dibandingkan ialah Transformator daya2 dan
transformator daya3.
3.6 Transformator Daya di Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero)
Pada gardu induk Mabar, terdapat
3 unit trafo daya yang digunakan
untukmenyalurkan daya 60MVA dari tegangan 150 kV ke tegangan distribusi 20
kV,mempunyai data-data sebagai berikut :
40
Universitas Sumatera Utara
3.6.1 Single Line Diagram Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero)
Gambar 3.2 Single Line Diagram GI Mabar PT PLN (Persero)
41
Universitas Sumatera Utara
3.6.2 Transformator Daya 2 (Transformator Dengan Belitan Tersier)
Cooling method
: ONAN/ONAF
Rated capacity
: 40/60 MVA
Rated voltage
: 150/20/10 kV
System Highest voltage
: 170/24/12 kV
ReferencePower
: 60 MVA
Rated frequency
: 50 Hz
Phases
:3
Impedance voltage
: 12.38%
Connection
: Star-Star-Delta
Vector Group
: Ynyn0(d1)
Standart
: IEC 76
Gambar 3.3 Rangkaian trafo daya 2 (dengan belitan tersier)
Dari gambar diatas terlihat bahwa terdapat tiga belitan, yaitu belitan wye
untuk rangkaian {1u; 1v; 1w}, belitan wye untuk {2u; 2v; 2w} serta belitan delta
untuk {3u; 3v; 3w}. Pada transformator tiga belitan, kumparan tersier sering
dipergunakan untuk koreksi faktor daya dan untuk pengaturan tegangan. Alat
bantu koreksi ini adalah kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt.
42
Universitas Sumatera Utara
3.6.3 Transformator Daya3 (Transformator Tanpa Belitan Tersier)
Cooling method
: ONAN/ONAF
Rated capacity
: 40/60 MVA
Rated voltage
: 150/20 kV
ReferencePower
: 60 MVA
Rated frequency
: 50 Hz
Phases
:3
Impedance voltage
: 13%
Connection
: Star-Star
Vector Group
: Ynyn0
Standart
: IEC 76
Pada gambar dibawah,
terlihat transformator terhubung wye-wye. Dimana
terminal transformator langsung dihubungkan ke jaringan. Pada hubungan ini,
ujung-ujung pada masing-masing terminal dihubungkan secara bintang. Titik
netralnya dijadikan menjadi satu.
Gambar 3.4Rangkaian Trafo Daya 3 (Trafo tanpabelitan tersier)
43
Universitas Sumatera Utara
3.7 Data Pembebanan Transformator Daya Dengan Belitan Tersier
Data pembebanan pada Tabel 3.1 sampai Tabel 3.8, mulai tanggal 11 oktober
sampai dengan tanggal 25 Oktober 2016
3.7.1 Data Pembebanan Tertinggi Siang
Tabel 3.1 Data Pembebanan Tertinggi Siang Transformator Daya
dengan belitan tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
20
8
750
2
21
20
8
675
3
20
20
12
825
4
21
19
12
900
5
21
20
8
675
6
20.5
20
7
675
7
20.5
20
9
900
8
20.5
20
8
675
9
21
20
6
600
10
21
20
6
600
11
20
19
6
600
12
20
20
10
750
13
20
20
10
750
14
20
19
9
675
15
20.5
20
8
675
44
Universitas Sumatera Utara
3.7.2 Data Pembebanan Terendah Siang Transformator Daya Dengan
Belitan Tersier
Tabel 3.2 Data Pembebanan Terendah Siang Transformator Daya
dengan belitan tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
21
9
1
338
2
20.5
10
4
350
3
20
9
4
290
4
20
10
4
305
5
20
9
2
375
6
21
9
1
293
7
20
9
4
328
8
20.5
9
2
275
9
20.5
10
4
325
10
20
9
4
305
11
21
9
5
300
12
21
10
1
438
13
20.5
9
5
343
14
20.5
9
4
388
15
20
9
4
350
45
Universitas Sumatera Utara
3.7.1 Data Pembebanan Tertinggi MalamTransformator Daya
Dengan Belitan Tersier
Tabel 3.3 Data Pembebanan Tertinggi Malam Transformator Daya
dengan belitan tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
19
10
750
2
20
20
15
900
3
20.5
20
8
750
4
21
19
5
775
5
20.5
19
3
725
6
20
20
10
750
7
20
19
6
675
8
20
20
7
625
9
20
20
8
600
10
20
19
10
675
11
20
20
6
600
12
20
20
10
750
13
20.5
19
6
655
14
20
19
8
675
15
20
20
9
675
46
Universitas Sumatera Utara
3.7.3 Data Pembebanan Terendah Malam Transformator Daya Dengan
Belitan Tersier
Tabel 3.4 Data Pembebanan Terendah Malam Transformator Daya
Dengan Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
21
9
1
388
2
21
10
1
305
3
21
9
1
375
4
20.5
10
1
338
5
21
9
1
350
6
21
9
1
388
7
21
9
3
305
8
21
10
5
375
9
21
9
6
293
10
21
9
5
328
11
21
9
4
275
12
20.5
9
5
328
13
20.5
10
4
275
14
20.5
10
5
325
15
20.5
10
4
388
47
Universitas Sumatera Utara
3.8 Data Pembebanan Transformator Daya Tanpa Belitan Tersier
Data pembebanan pada Tabel 3.1 sampai Tabel 3.8, mulai tanggal 11 oktober
sampai dengan tanggal 25 Oktober 2016
3.8.1 Data Pembebanan Tertinggi SiangTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.5 Data Pembebanan Tertinggi Siang Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20.2
20
8
738
2
20.3
20
8
698
3
20
20
8
754
4
19.8
19
11
820
5
19.7
20
11
790
6
19.8
19
11
814
7
19.8
20
11
772
8
19.7
20
11
810
9
19.8
20
11
840
10
19.9
20
10
730
11
19.9
20
9
690
12
20.2
19
8
778
13
20
19
9
680
14
20.2
20
7
610
15
20.2
20
8
723
48
Universitas Sumatera Utara
3.8.2 Data Pembebanan Terendah SiangTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.6 Data Pembebanan Terendah Siang Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20.4
9
3
300
2
20.5
9
3
370
3
20.6
9
1
310
4
20.2
9
3
394
5
20.3
10
1
420
6
20.3
9
0
360
7
20.3
9
2
310
8
20.3
10
2
454
9
20.3
9
2
358
10
20.3
9
2
348
11
20.3
10
5
428
12
20.3
10
1
370
13
20.3
10
1
400
14
20.3
9
1
360
15
20.2
9
1
386
49
Universitas Sumatera Utara
3.8.3 Data Pembebanan Tertinggi MalamTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.7 Data Pembebanan Tertinggi Malam Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
20
8
744
2
19.8
19
8
774
3
20.2
20
6
750
4
19.8
20
8
620
5
19.8
19
8
750
6
20.1
20
4
763
7
20
20
9
680
8
20.2
20
7
810
9
20.2
20
8
738
10
20.2
20
4
767
11
19.9
20
8
760
12
20
20
6
868
13
19.9
19
5
742
14
19.8
20
10
824
15
19.9
20
8
764
50
Universitas Sumatera Utara
3.8.4 Data Pembebanan Terendah MalamTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.8 Data Pembebanan Terendah Malam Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
9
3
360
2
20.3
10
2
379
3
20.3
9
3
348
4
20.1
9
3
426
5
20.4
10
3
434
6
20.5
10
1
480
7
20.6
10
2
400
8
20.7
10
2
346
9
20.3
9
2
392
10
20.4
9
2
372
11
20.3
9
1
422
12
20.2
9
2
280
13
20.3
10
4
305
14
20.3
10
4
321
15
20.5
10
4
388
51
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum
Transformator yang terpasang di Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero)
adalah transformator dengan kapasitas 60 MVA. Terdapat 3 unit transformator
yang terpasang dengan kapasitasdan merk yang, yaitu transformator UNINDO.
Dan transformator yang akan dianalisis adalah transformator 2 dengan belitan
tersier (wye-wye-delta) dengan transformator 3 tanpa belitan tersier (wye-wye).
4.1.1 Daya Semu
Perhitungan daya semu dilakukan dengan persamaan S = √3 xV x I. Dengan
memperhatikan data arus(Ampere) yang tertinggi, maupun yang terendah, maka
dengan menggunakan persamaan, makaakan didapat besar daya semu dari data
pembebanan pada Tabel 3.1 sampai Tabel 3.8, mulai tanggal 11 oktober sampai
dengan tanggal 25 Oktober 2016,
Sebagai contoh digunakan data 1
untukpembebanan transformator daya 2dengan belitan tersier saatbebantertinggi
siang.
S = √3 xV x I (MVA)
S = √3 x 20.000 V x 750 A
S = 25.9 MVA
Sedangkan untuk mendapatkan nilai dari cos Ф, dapat dihitung dengan
persamaan :
cos Ф =
cos Ф =
� �
� � �
20 �
2 .9 � �
cos Ф = 0.
9
52
Universitas Sumatera Utara
4.1.2 Rugi-Rugi Inti
Rugi-rugi inti yang terjadi bernilai tetap (fixed losses), tidak dipengaruhi
besarnya beban[3]. Dari data yang diperoleh dari perusahaan bahwa transformator
daya 2, transformator dengan belitan tersier dan transformator daya 3,
transformator tanpa belitan tersier (merk UNINDO) sama-sama memilikirugi inti
38 kW dan rugi tembaga beban saat penuh sebesar 220 kW.
4.1.3 Rugi Tembaga (Pt2)
Rugi-rugi tembaga adalah rugi tidak tetap (variabel losses), dipengaruhi oleh
besarnya beban. Beban yang berubah-ubahmenyebabkan terjadinya perubahan
arus pada kumparan transformator. Rugi tembaga sebanding dengan kuadrat arus
beban atau kuadrat daya semunya. Untuk mendapatkan rugi-rugi tembaga di
setiap pembebanan, maka dapat dihitungdengan persamaan, dan dengan
mengambil contoh pada data 1 pembebanan transformator daya 2, transformator
dengan belitan tersier, rugi tembaga dapat dihitung:
Pt1 = rugi tembaga beban penuh sebesar 220 KW.
Pt2
=
Pt2
=
S
S
x Pt1
.9
kVA
kVA
x 220 KW
= 41.2 KW
Rugi total
= Rugi inti + Rugi tembaga
= 38KW + 41.2KW
= 79,2 KW
4.1.4 Daya Output
Daya output atau daya yang dihasilkan oleh transformator melalui hasil
transformasi dapat dihitung dengan cara berikut:
Pout = V2 . I2 . CosØ2
Pout = 20 Kv . 750 A . 0.769
Pout = 11.5 MW
53
Universitas Sumatera Utara
4.1.5 Efisiensi Transformator
Untuk mencari efisiensi nilai primer dibawa ke sekunder[4],
2 �2 ��� �
η=
2 �2 ��� � + ∑ ����
.
× 100%
Maka, efisiensi dapat dihitung dengan persamaan :
η=
η=
��
� + ∑ ����
.
.
× 100%
�
� + 9. �
η = 99.318%
× 100%
Dengan cara yang sama dapat dihitung berapa besar daya semu (S), cos φ, Pcu,
Rugitotal, dan efisiensi pada tanggal 11 Oktober sampai dengan tanggal
25Oktober 2016.
4.1.6 Pembebanan dan Efisiensi Transformator Daya
4.1.6.1 Data Pembebanan dan Efisiensi Transformator
Tabel 4.1 Pembebanan Tertinggi Siang TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
MW MV
kV
A
Semu MW
AR
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
φ
KW
KW
%
MVA
1
20
8
20
750
25.9
11.5 0.769
41.2
79.2 99.318
2
20
8
21
675
24.5
11.5 0.814
36.8
74.8 99.356
3
20
12
20
825
28.5
11.5 0.699
49.9
87.9 99.244
4
19
12
21
900
32.7
10.9 0.580
65.4 103.4 99.065
5
20
8
21
675
24.5
11.5 0.814
36.8
74.8 99.356
6
20
7
20.5 675
23.9
11.5 0.834
35.1
73.1
7
20
9
20.5 900
31.9
11.5 0.625
62.4 100.4 99.137
8
20
8
20.5 675
23.9
11.5 0.834
35.1
73.1 99.370
9
20
6
21.8
11.5 0.916
29.1
67.1 99.422
21
600
99.37
54
Universitas Sumatera Utara
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
MW MV
kV
A
Semu MW
AR
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
φ
KW
KW
%
MVA
10
20
6
21
600
21.8
11.5 0.916
29.1
67.1 99.422
11
19
6
20
600
20.7
10.9 0.914
26.4
64.4 99.416
12
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769
41.2
79.2 99.318
13
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769
41.2
79.2 99.318
14
19
9
20
675
23.3
10.9 0.812
33.4
71.4
15
20
8
20.5 675
23.9
11.5 0.834
35.1
73.1 99.370
99.35
Efisiensi rata-rata adalah : 99.322%
Tabel 4.2 Pembebanan Terendah Siang TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
0.732
9.2
47.2
99.099
5.7
0.804
9.4
47.4
99.185
13.4
5.2
0.669
11
49
99.065
305
10.5
5.7
0.946
6.8
44.8
99.229
20
375
12.9
5.1
0.692
10.3
48.3
99.078
1
21
293
10.6
5.1
0.844
6.9
44.9
99.142
9
4
20
328
11.3
5.1
0.792
7.8
45.8
99.124
8
9
2
20.5
275
9.7
5.1
0.921
5.8
43.8
99.163
9
10
4
20.5
325
11.5
5.7
0.866
8.1
46.1
99.207
10
9
4
20
305
10.5
5.1
0.851
6.8
44.8
99.144
11
9
5
21
300
10.9
5.1
0.824
7.2
45.2
99.136
12
10
1
21
438
15.9
5.7
0.627
15.5
53.5
99.081
13
9
5
20.5
343
12.1
5.1
0.738
9
47
99.102
14
9
4
20.5
388
13.7
5.1
0.653
11.5
49.5
99.054
15
9
4
20
350
12.1
5.2
0.742
8.9
46.9
99.103
Tg
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
l
M
MV
kV
A
Semu
M
W
AR
MVA
W
1
9
1
21
338
12.2
5.2
2
10
4
20.5
350
12.4
3
9
4
20
290
4
10
4
20
5
9
2
6
9
7
Cos φ
Efisiensi rata-rata adalah :99.134%
55
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Pembebanan Tertinggi Malam TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
MW MV
kV
A
Semu MW
AR
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
φ
KW
KW
%
MVA
1
19
10
20
750
25.9
10.9 0.731 41.2
79.2 99.282
2
20
15
20
900
31.1
11.5 0.641 59.4
97.4 99.163
3
20
8
20.5 750
26.6
11.5 0.751 43.3
81.3 99.300
4
19
5
775
28.1
10.9 0.674 48.5
86.5 99.217
5
19
3
20.5 725
25.7
10.9 0.738 40.4
78.4 99.289
6
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769 41.2
79.2 99.318
7
19
6
20
675
23.3
10.9 0.812 33.4
71.4 99.353
8
20
7
20
625
21.6
11.5 0.923 28.6
66.6 99.426
9
20
8
20
600
20.7
11.5 0.962 26.4
64.4 99.445
10
19
10
20
675
23.3
10.9 0.812 33.4
71.4 99.353
11
20
6
20
600
20.7
11.5 0.962 26.4
64.4 99.445
12
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769 41.2
79.2 99.318
13
19
6
20.5 655
23.2
10.9 0.816
33
71 99.356
14
19
8
20
675
23.3
10.9 0.812 33.4
71.4 99.353
15
20
9
20
675
23.3
11.5 0.855 33.4
71.4 99.385
21
Efisiensi rata-rata adalah : 99.334%
Tabel 4.4 Pembebanan Terendah Malam TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
M
MV
kV
A
Semu
M
φ
KW
KW
%
W
AR
MVA
W
1
9
1
21
388
14.1
5.1
0.637
12.1
50.1
99.043
2
10
1
21
305
11.1
5.7
0.901
7.5
45.5
99.217
3
9
1
21
375
13.6
5.1
0.659
11.3
49.3
99.058
4
10
1
20.5
338
12
5.7
0.833
8.8
46.8
99.195
5
9
1
21
350
12.7
5.1
0.706
9.9
47.9
99.086
Tgl
56
Universitas Sumatera Utara
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
M
MV
kV
A
Semu
M
φ
KW
KW
%
W
AR
MVA
W
6
9
1
21
388
14.1
5.1
0.637
12.1
50.1
99.043
7
9
3
21
305
11.1
5.1
0.811
7.5
45.5
99.131
8
10
5
21
375
13.6
5.7 0.733
11.3
49.3
99.152
9
9
6
21
293
10.6
5.1 0.844
6.9
44.9
99.142
10
9
5
21
328
11.9
5.1 0.754
8.6
46.6
99.109
11
9
4
21
275
10
5.1 0.899
6.1
44.1
99.158
12
9
5
20.5
328
11.6
5.1 0.772
8.2
46.2
99.117
13
10
4
20.5
275
9.76
5.7 0.924
5.8
43.8
99.246
14
10
5
20.5
325
11.5
5.7 0.866
8.1
46.1
99.207
15
10
4
20.5
388
13.7
5.7 0.725
11.5
49.5
99.148
Tgl
Efisiensi rata-rata adalah :99.137%
Tabel 4.5 Pembebanan Tertinggi Siang TD 3 (Tanpa Belitan Tersier)
Tgl
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
MW MV
kV
A
Semu
MW
φ
KW
KW
%
P1
MVA
AR
1
20
8
20.2 738
25.8
11.5 0.774 40.7
78.7 99.322
2
20
8
20.3 698
24.5
11.5 0.814 36.8
74.8 99.356
3
20
8
754
26.1
11.5 0.765 41.6
79.6 99.314
4
19
11
19.8 820
28.1
10.9 0.675 48.3
86.3 99.219
5
20
11
19.7 790
26.9
11.5 0.741 44.4
82.4 99.291
6
19
11
19.8 814
27.9
10.9 0.680 47.6
85.6 99.225
7
20
11
19.8 772
26.4
11.5 0.755 42.8
80.8 99.304
8
20
11
19.7 810
27.6
11.5 0.723 46.6
84.6 99.271
9
20
11
19.8 840
28.8
11.5 0.694 50.7
88.7 99.237
10
20
10
19.9 730
25.1
11.5 0.794 38.6
76.6 99.340
11
20
9
19.9 690
23.7
11.5 0.840 34.5
72.5 99.375
20
57
Universitas Sumatera Utara
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
MW MV
kV
A
Semu
MW
φ
KW
KW
%
Tgl
P1
AR
12
19
8
13
19
9
14
20
15
20
MVA
27.2
10.9 0.698 45.2
83.2 99.246
680
23.5
10.9 0.806 33.9
71.9 99.348
7
20.2 610
21.3
11.5 0.937 27.8
65.8 99.433
8
20.2 723
25.2
11.5 0.790 39.1
77.1 99.336
20.2 778
20
Efisiensi rata-rata adalah : 99.308%
Tabel 4.6 Pembebanan Terendah siang TD 3 (Tanpa Belitan Tersier)
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
MW
MV
kV
A
Semu
MW
AR
Cos φ
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
MVA
1
9
3
20.4 300
10.6
5.1
0.849
6.8
44.8 99.143
2
9
3
20.5 370
13.1
5.1
0.685
10.5
48.5 99.074
3
9
1
20.6 310
11.0
5.1
0.813
7.4
4
9
3
20.2 394
13.7
5.1
0.652
11.6
49.6 99.054
5
10
1
20.3 420
14.7
5.7
0.677
13.3
51.3 99.118
6
9
0
20.3 360
12.6
5.1
0.711
9.7
47.7 99.088
7
9
2
20.3 310
10.8
5.1
0.825
7.2
45.2 99.136
8
10
2
20.3 454
15.9
5.7
0.626
15.5
53.5 99.080
9
9
2
20.3 358
12.5
5.1
0.714
9.6
47.6 99.090
10
9
2
20.3 348
12.2
5.1
0.735
9.1
47.1 99.100
11
10
5
20.3 428
15.0
5.7
0.664
13.8
51.8
12
10
1
20.3 370
13.0
5.7
0.767
10.3
48.3 99.169
13
10
1
20.3 400
14.0
5.7
0.711
12
50 99.139
14
9
1
20.3 360
12.6
5.1
0.711
9.7
47.7 99.088
15
9
1
20.2 386
13.5
5.1
0.666
11.1
49.1 99.063
45.4
99.13
99.11
Efisiensi rata-rata adalah :99.106%
58
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7Pembebanan Tertinggi Malam TD 3 (Tanpa Belitan Tersier)
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
0.776
40.5
78.5
99.323
10.9
0.715
43.0
81.0
99.266
26.2
11.5
0.762
42.0
80.0
99.311
620
21.2
11.5
0.940
27.6
65.6
99.434
19.8
750
25.5
10.9
0.738
40.4
78.4
99.290
4
20.1
763
26.5
11.5
0.752
43.1
81.1
99.302
20
9
20
680
23.5
11.5
0.849
33.9
71.9
99.381
8
20
7
20.2
810
28.3
11.5
0.705
49.0
87.0
99.251
9
20
8
20.2
738
25.8
11.5
0.774
40.7
78.7
99.322
10
20
4
20.2
767
26.8
11.5
0.745
44.0
82.0
99.294
11
20
8
19.9
760
26.1
11.5
0.763
41.9
79.9
99.312
12
20
6
20
868
30.0
11.5
0.665
55.2
93.2
99.198
13
19
5
19.9
742
25.5
10.9
0.742
39.9
77.9
99.294
14
20
10
19.8
824
28.2
11.5
0.705
48.8
86.8
99.253
15
20
8
19.9
764
26.3
11.5
0.759
42.3
80.3
99.308
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
M
MV
kV
A
Semu
MW
W
AR
1
20
8
20
744
25.7
11.5
2
19
8
19.8
774
26.5
3
20
6
20.2
750
4
20
8
19.8
5
19
8
6
20
7
Cos φ
MVA
Efisiensi rata-rata adalah : 99.303%
Tabel 4.8 Pembebanan Terendah Malam TD 3
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
MW
MV
kV
A
Semu
MW
AR
1
9
3
2
10
3
Cos φ
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
MVA
360
12.4
5.1
0.721
9.5
47.5 99.094
2
20.3 379
13.3
5.7
0.750
10.8
48.8 99.160
9
3
20.3 348
12.2
5.1
0.735
9.1
47.1 99.100
4
9
3
20.1 426
14.8
5.1
0.606
13.4
51.4 99.019
5
10
3
20.4 434
15.3
5.7
0.652
14.3
52.3 99.101
6
10
1
20.5 480
17.0
5.7
0.586
17.7
55.7 99.043
20
59
Universitas Sumatera Utara
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
MW
MV
kV
A
Semu
MW
AR
Cos φ
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
MVA
7
10
2
20.6 400
14.2
5.7
0.700
12.4
50.4 99.133
8
10
2
20.7 346
12.4
5.7
0.806
9.4
47.4 99.185
9
9
2
20.3 392
13.7
5.1
0.652
11.6
49.6 99.054
10
9
2
20.4 372
13.1
5.1
0.684
10.5
48.5 99.074
11
9
1
20.3 422
14.8
5.1
0.606
13.4
51.4 99.019
12
9
2
20.2 280
9.7
5.1
0.918
5.8
43.8 99.162
13
10
4
20.3 305
10.7
5.7
0.932
7.0
45.0 99.226
14
10
4
20.3 321
11.2
5.7
0.886
7.7
45.7 99.213
15
10
4
20.5 388
13.7
5.7
0.725
11.9
49.5 99.148
Efisiensi rata-rata adalah :99.115%
4.2
Analisis Hasil Penelitian
Berdasarkan perhitungan diatas maka untuk mempermudah analisa,perlu di
buat grafik yang menampilkan data-datayang telah ada untuk saling dibandingkan.
Berdasarkan data-data di atas, maka beberapa hal yg dapat dijadikanperbandingan
diantaranya di tampilkan pada grafik di berikut ini :
4.2.1 Grafik Perbandingan Daya Saat Pembebanan Terhadap Efisiensi
Transformator
Berikut ini ditampilkan grafik perbandingan antara nilai daya transformator
pada saat pembebanan terhadap besar nilai rugi-rugi dan besar nilai efisiensi yang
dihasilkan oleh transformatordaya 2, transformator dengan belitan tersier dan
transformator daya 3, transformator tanpa belitan tersier.
60
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier) saat beban
tertinggi siang terhadap rugi-rugi dan Efisiensi
Gambar 4.1 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban tertinggi siang.
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier)saat beban
terendah siang terhadap rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.2 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban terendahsiang.
61
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier) saat beban
tertinggi malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.3Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban tertinggi malam.
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier) saat beban
terendah malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.4Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban terendah malam.
62
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saat beban
tertinggi siang terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.5 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban tertinggi siang..
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saatbeban
terendah siang terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.6 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban tertinggi siang.
63
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saatbeban
tertinggi malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.7Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban tertinggi malam.
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saatbeban
terendah malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.8Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban terendah malam.
64
Universitas Sumatera Utara
Dari analisis data didapat bahwa besar nilai efisiensi transformator daya 2
(transformator denganbelitan tersier) lebih besar dari nilai efisiensi transformator
daya 3 (transformator tanpabelitan tersier), baik pada saat beban tertinggi maupun
pada saat beban terendah seperti pada Tabel 4.9 dan Gambar 4.9 berikut
Tabel 4.9 Perbandingan efisiensi transformator tiga fasa dengan belitan tersier
dengan transformator tiga fasa tanpa belitan tersier
Trafo dengan
Trafo tanpa
belitan tersier
belitan tersier
Beban tertinggi siang
99.322
99.308
Beban terendah siang
99.134
99.106
Beban tertinggi malam
99.334
99.303
Beban terendah malam
99.137
99.115
Berikut adalah grafik perbandingan rata-rata efisiensi transformator tiga fasa
dengan belitan tersier dan transformator tiga fasa tanpa belitan tersier.
Trafo dengan belitan tersier
99,4
99,35
99,334
99,322
99,303
99,3
99,25
Trafo tanpa belitan tersier
99,308
99,2
99,137
99,134
99,15
99,1
99,115
99,106
99,05
99
98,95
Beban tertinggi
siang
Beban terendah
siang
Beban tertinggi
malam
Beban terendah
malam
Gambar 4.9 Perbandingan efisiensi transformator tiga fasa dengan belitan
tersier dengan transformator tiga fasa tanpa belitan tersier
65
Universitas Sumatera Utara
Hal ini disebabkan oleh:
1. Pada hubungan wye-wye, jika beban pada rangkaian trafo tidak seimbang
maka tegangan pada masing-masing fasa trafo menjadi tidak seimbang.
Dengan penambahan belitan delta, maka ketidakseimbangan dalam primer
karena ketidakseimbangan beban tiga fasa akan berkurang. Dalam hubungan
wye/wye, beban tidak seimbang bintang dapat mengakibatkan perpindahan
netral dan harmonik arus ketiga dapat bersirkulasi antara line dan bumi.
Kesulitan-kesulitan ini dapat diatasi dengan menyediakan stabilitas hubungan
delta (kumparan tersier) dengan rating yang cukup untuk mengatasi arus
gangguan hubung singkat.
2. Belitan tersier yang terhubung delta mampu mencegah penyimpangan dari
tegangan line ke netral dan membantu membatasi arus gangguan dalam hal
hubungan pendek dari line ke netral.
3. Hubungan delta pada belitan tersier dapat juga mengurangi arus gangguan.
Hal ini terjadi karena belitan delta mendistribusikannya kebeban secara
merata.Kumparan tersier sering dipergunakan juga untuk penyambungan
peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor
shunt untuk koreksi faktor daya dan pengaturan tegangan.
66
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisis yang dilakukan maka dapat diperoleh
beberapakesimpulan sebagai berikut:
1. Pada Gambar 4.9 terlihat nilai efisiensi transformator denganbelitan tersier
lebih besar dari transformator tanpabelitan tersier.
2. Pada tabel 4.9 nilai rata-rata efisiensi transformator tiga fasa dengan
belitan tersier lebih tinggi dari transformator iga fasa tanpa belitan tersier
pada beban yang sama.
3. Nilai
efisiensi
transformator
dipengaruhi
oleh
belitan
tersier
transformator, dimana efisiensi tertinggi 99,334% pada transformator
denganbelitan tersier, efisiensi tertinggi 99,308% pada transformator tanpa
belitan tersier.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah
sebagai berikut
1. Untuk memperdalam tentang penelitian transformator dengan belitan
tersier maupun tanpa belitan tersier dapat membahas tentang regulasi
tegangan dangejala harmonik yang terjadi didalam transformator
67
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Gardu Induk MABAR PT. PLN (Persero).
Penelitian akan dilaksanakansetelah proposal, diseminarkan dan disetujui. Lama
penelitian direncanakan selama 15 hari(mulai tanggal 11-25 Oktober 2016)
3.2 Bahan dan Peralatan
Bahan dan peralatan yang digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah
transformetor 3 phasa,alat ukur, dan peralatan lain yang dibutuhkan untuk
melakukan penelitian di Gardu Induk MABAR PT. PLN (Persero). Dimana
Transformator 3 adalah Transformator tiga fasa, tanpa belitan tersier, hubungan
wye-wye. Dan transformator 2 adalah transformtor tiga fasa, dengan belitan
tersier, hubungan wye-delta-wye.
3.3 Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilakukan dengan pengambilan data denganmelakukan
pengukuran langsung di Gardu Induk MABAR PT. PLN (Persero), lalu
melakukan analisa data dari hasilpengukuran.
3.4 Variabel yang diamati
Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah:
Arus pada sisi output saat beban puncak.
Tegangan.
Beban pada saat beban puncak.
Daya pada system.
Cos phi rangkaian.
39
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian.
Mulai
Studyi literature
Pengambilan data
transformator
analisisdata
Penarikan kesimpulan
dan saran
Selesai
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
Pada Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero) terdapat 3 unit transformator.
Dan transformator yang hendak dibandingkan ialah Transformator daya2 dan
transformator daya3.
3.6 Transformator Daya di Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero)
Pada gardu induk Mabar, terdapat
3 unit trafo daya yang digunakan
untukmenyalurkan daya 60MVA dari tegangan 150 kV ke tegangan distribusi 20
kV,mempunyai data-data sebagai berikut :
40
Universitas Sumatera Utara
3.6.1 Single Line Diagram Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero)
Gambar 3.2 Single Line Diagram GI Mabar PT PLN (Persero)
41
Universitas Sumatera Utara
3.6.2 Transformator Daya 2 (Transformator Dengan Belitan Tersier)
Cooling method
: ONAN/ONAF
Rated capacity
: 40/60 MVA
Rated voltage
: 150/20/10 kV
System Highest voltage
: 170/24/12 kV
ReferencePower
: 60 MVA
Rated frequency
: 50 Hz
Phases
:3
Impedance voltage
: 12.38%
Connection
: Star-Star-Delta
Vector Group
: Ynyn0(d1)
Standart
: IEC 76
Gambar 3.3 Rangkaian trafo daya 2 (dengan belitan tersier)
Dari gambar diatas terlihat bahwa terdapat tiga belitan, yaitu belitan wye
untuk rangkaian {1u; 1v; 1w}, belitan wye untuk {2u; 2v; 2w} serta belitan delta
untuk {3u; 3v; 3w}. Pada transformator tiga belitan, kumparan tersier sering
dipergunakan untuk koreksi faktor daya dan untuk pengaturan tegangan. Alat
bantu koreksi ini adalah kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt.
42
Universitas Sumatera Utara
3.6.3 Transformator Daya3 (Transformator Tanpa Belitan Tersier)
Cooling method
: ONAN/ONAF
Rated capacity
: 40/60 MVA
Rated voltage
: 150/20 kV
ReferencePower
: 60 MVA
Rated frequency
: 50 Hz
Phases
:3
Impedance voltage
: 13%
Connection
: Star-Star
Vector Group
: Ynyn0
Standart
: IEC 76
Pada gambar dibawah,
terlihat transformator terhubung wye-wye. Dimana
terminal transformator langsung dihubungkan ke jaringan. Pada hubungan ini,
ujung-ujung pada masing-masing terminal dihubungkan secara bintang. Titik
netralnya dijadikan menjadi satu.
Gambar 3.4Rangkaian Trafo Daya 3 (Trafo tanpabelitan tersier)
43
Universitas Sumatera Utara
3.7 Data Pembebanan Transformator Daya Dengan Belitan Tersier
Data pembebanan pada Tabel 3.1 sampai Tabel 3.8, mulai tanggal 11 oktober
sampai dengan tanggal 25 Oktober 2016
3.7.1 Data Pembebanan Tertinggi Siang
Tabel 3.1 Data Pembebanan Tertinggi Siang Transformator Daya
dengan belitan tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
20
8
750
2
21
20
8
675
3
20
20
12
825
4
21
19
12
900
5
21
20
8
675
6
20.5
20
7
675
7
20.5
20
9
900
8
20.5
20
8
675
9
21
20
6
600
10
21
20
6
600
11
20
19
6
600
12
20
20
10
750
13
20
20
10
750
14
20
19
9
675
15
20.5
20
8
675
44
Universitas Sumatera Utara
3.7.2 Data Pembebanan Terendah Siang Transformator Daya Dengan
Belitan Tersier
Tabel 3.2 Data Pembebanan Terendah Siang Transformator Daya
dengan belitan tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
21
9
1
338
2
20.5
10
4
350
3
20
9
4
290
4
20
10
4
305
5
20
9
2
375
6
21
9
1
293
7
20
9
4
328
8
20.5
9
2
275
9
20.5
10
4
325
10
20
9
4
305
11
21
9
5
300
12
21
10
1
438
13
20.5
9
5
343
14
20.5
9
4
388
15
20
9
4
350
45
Universitas Sumatera Utara
3.7.1 Data Pembebanan Tertinggi MalamTransformator Daya
Dengan Belitan Tersier
Tabel 3.3 Data Pembebanan Tertinggi Malam Transformator Daya
dengan belitan tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
19
10
750
2
20
20
15
900
3
20.5
20
8
750
4
21
19
5
775
5
20.5
19
3
725
6
20
20
10
750
7
20
19
6
675
8
20
20
7
625
9
20
20
8
600
10
20
19
10
675
11
20
20
6
600
12
20
20
10
750
13
20.5
19
6
655
14
20
19
8
675
15
20
20
9
675
46
Universitas Sumatera Utara
3.7.3 Data Pembebanan Terendah Malam Transformator Daya Dengan
Belitan Tersier
Tabel 3.4 Data Pembebanan Terendah Malam Transformator Daya
Dengan Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
21
9
1
388
2
21
10
1
305
3
21
9
1
375
4
20.5
10
1
338
5
21
9
1
350
6
21
9
1
388
7
21
9
3
305
8
21
10
5
375
9
21
9
6
293
10
21
9
5
328
11
21
9
4
275
12
20.5
9
5
328
13
20.5
10
4
275
14
20.5
10
5
325
15
20.5
10
4
388
47
Universitas Sumatera Utara
3.8 Data Pembebanan Transformator Daya Tanpa Belitan Tersier
Data pembebanan pada Tabel 3.1 sampai Tabel 3.8, mulai tanggal 11 oktober
sampai dengan tanggal 25 Oktober 2016
3.8.1 Data Pembebanan Tertinggi SiangTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.5 Data Pembebanan Tertinggi Siang Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20.2
20
8
738
2
20.3
20
8
698
3
20
20
8
754
4
19.8
19
11
820
5
19.7
20
11
790
6
19.8
19
11
814
7
19.8
20
11
772
8
19.7
20
11
810
9
19.8
20
11
840
10
19.9
20
10
730
11
19.9
20
9
690
12
20.2
19
8
778
13
20
19
9
680
14
20.2
20
7
610
15
20.2
20
8
723
48
Universitas Sumatera Utara
3.8.2 Data Pembebanan Terendah SiangTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.6 Data Pembebanan Terendah Siang Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20.4
9
3
300
2
20.5
9
3
370
3
20.6
9
1
310
4
20.2
9
3
394
5
20.3
10
1
420
6
20.3
9
0
360
7
20.3
9
2
310
8
20.3
10
2
454
9
20.3
9
2
358
10
20.3
9
2
348
11
20.3
10
5
428
12
20.3
10
1
370
13
20.3
10
1
400
14
20.3
9
1
360
15
20.2
9
1
386
49
Universitas Sumatera Utara
3.8.3 Data Pembebanan Tertinggi MalamTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.7 Data Pembebanan Tertinggi Malam Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
20
8
744
2
19.8
19
8
774
3
20.2
20
6
750
4
19.8
20
8
620
5
19.8
19
8
750
6
20.1
20
4
763
7
20
20
9
680
8
20.2
20
7
810
9
20.2
20
8
738
10
20.2
20
4
767
11
19.9
20
8
760
12
20
20
6
868
13
19.9
19
5
742
14
19.8
20
10
824
15
19.9
20
8
764
50
Universitas Sumatera Utara
3.8.4 Data Pembebanan Terendah MalamTransformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tabel 3.8 Data Pembebanan Terendah Malam Transformator Daya Tanpa
Belitan Tersier
Tanggal
Data
Tegangan
Daya
Arus
kV
MW
MVAR
A
1
20
9
3
360
2
20.3
10
2
379
3
20.3
9
3
348
4
20.1
9
3
426
5
20.4
10
3
434
6
20.5
10
1
480
7
20.6
10
2
400
8
20.7
10
2
346
9
20.3
9
2
392
10
20.4
9
2
372
11
20.3
9
1
422
12
20.2
9
2
280
13
20.3
10
4
305
14
20.3
10
4
321
15
20.5
10
4
388
51
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum
Transformator yang terpasang di Gardu Induk Mabar PT PLN (Persero)
adalah transformator dengan kapasitas 60 MVA. Terdapat 3 unit transformator
yang terpasang dengan kapasitasdan merk yang, yaitu transformator UNINDO.
Dan transformator yang akan dianalisis adalah transformator 2 dengan belitan
tersier (wye-wye-delta) dengan transformator 3 tanpa belitan tersier (wye-wye).
4.1.1 Daya Semu
Perhitungan daya semu dilakukan dengan persamaan S = √3 xV x I. Dengan
memperhatikan data arus(Ampere) yang tertinggi, maupun yang terendah, maka
dengan menggunakan persamaan, makaakan didapat besar daya semu dari data
pembebanan pada Tabel 3.1 sampai Tabel 3.8, mulai tanggal 11 oktober sampai
dengan tanggal 25 Oktober 2016,
Sebagai contoh digunakan data 1
untukpembebanan transformator daya 2dengan belitan tersier saatbebantertinggi
siang.
S = √3 xV x I (MVA)
S = √3 x 20.000 V x 750 A
S = 25.9 MVA
Sedangkan untuk mendapatkan nilai dari cos Ф, dapat dihitung dengan
persamaan :
cos Ф =
cos Ф =
� �
� � �
20 �
2 .9 � �
cos Ф = 0.
9
52
Universitas Sumatera Utara
4.1.2 Rugi-Rugi Inti
Rugi-rugi inti yang terjadi bernilai tetap (fixed losses), tidak dipengaruhi
besarnya beban[3]. Dari data yang diperoleh dari perusahaan bahwa transformator
daya 2, transformator dengan belitan tersier dan transformator daya 3,
transformator tanpa belitan tersier (merk UNINDO) sama-sama memilikirugi inti
38 kW dan rugi tembaga beban saat penuh sebesar 220 kW.
4.1.3 Rugi Tembaga (Pt2)
Rugi-rugi tembaga adalah rugi tidak tetap (variabel losses), dipengaruhi oleh
besarnya beban. Beban yang berubah-ubahmenyebabkan terjadinya perubahan
arus pada kumparan transformator. Rugi tembaga sebanding dengan kuadrat arus
beban atau kuadrat daya semunya. Untuk mendapatkan rugi-rugi tembaga di
setiap pembebanan, maka dapat dihitungdengan persamaan, dan dengan
mengambil contoh pada data 1 pembebanan transformator daya 2, transformator
dengan belitan tersier, rugi tembaga dapat dihitung:
Pt1 = rugi tembaga beban penuh sebesar 220 KW.
Pt2
=
Pt2
=
S
S
x Pt1
.9
kVA
kVA
x 220 KW
= 41.2 KW
Rugi total
= Rugi inti + Rugi tembaga
= 38KW + 41.2KW
= 79,2 KW
4.1.4 Daya Output
Daya output atau daya yang dihasilkan oleh transformator melalui hasil
transformasi dapat dihitung dengan cara berikut:
Pout = V2 . I2 . CosØ2
Pout = 20 Kv . 750 A . 0.769
Pout = 11.5 MW
53
Universitas Sumatera Utara
4.1.5 Efisiensi Transformator
Untuk mencari efisiensi nilai primer dibawa ke sekunder[4],
2 �2 ��� �
η=
2 �2 ��� � + ∑ ����
.
× 100%
Maka, efisiensi dapat dihitung dengan persamaan :
η=
η=
��
� + ∑ ����
.
.
× 100%
�
� + 9. �
η = 99.318%
× 100%
Dengan cara yang sama dapat dihitung berapa besar daya semu (S), cos φ, Pcu,
Rugitotal, dan efisiensi pada tanggal 11 Oktober sampai dengan tanggal
25Oktober 2016.
4.1.6 Pembebanan dan Efisiensi Transformator Daya
4.1.6.1 Data Pembebanan dan Efisiensi Transformator
Tabel 4.1 Pembebanan Tertinggi Siang TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
MW MV
kV
A
Semu MW
AR
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
φ
KW
KW
%
MVA
1
20
8
20
750
25.9
11.5 0.769
41.2
79.2 99.318
2
20
8
21
675
24.5
11.5 0.814
36.8
74.8 99.356
3
20
12
20
825
28.5
11.5 0.699
49.9
87.9 99.244
4
19
12
21
900
32.7
10.9 0.580
65.4 103.4 99.065
5
20
8
21
675
24.5
11.5 0.814
36.8
74.8 99.356
6
20
7
20.5 675
23.9
11.5 0.834
35.1
73.1
7
20
9
20.5 900
31.9
11.5 0.625
62.4 100.4 99.137
8
20
8
20.5 675
23.9
11.5 0.834
35.1
73.1 99.370
9
20
6
21.8
11.5 0.916
29.1
67.1 99.422
21
600
99.37
54
Universitas Sumatera Utara
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
MW MV
kV
A
Semu MW
AR
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
φ
KW
KW
%
MVA
10
20
6
21
600
21.8
11.5 0.916
29.1
67.1 99.422
11
19
6
20
600
20.7
10.9 0.914
26.4
64.4 99.416
12
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769
41.2
79.2 99.318
13
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769
41.2
79.2 99.318
14
19
9
20
675
23.3
10.9 0.812
33.4
71.4
15
20
8
20.5 675
23.9
11.5 0.834
35.1
73.1 99.370
99.35
Efisiensi rata-rata adalah : 99.322%
Tabel 4.2 Pembebanan Terendah Siang TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
0.732
9.2
47.2
99.099
5.7
0.804
9.4
47.4
99.185
13.4
5.2
0.669
11
49
99.065
305
10.5
5.7
0.946
6.8
44.8
99.229
20
375
12.9
5.1
0.692
10.3
48.3
99.078
1
21
293
10.6
5.1
0.844
6.9
44.9
99.142
9
4
20
328
11.3
5.1
0.792
7.8
45.8
99.124
8
9
2
20.5
275
9.7
5.1
0.921
5.8
43.8
99.163
9
10
4
20.5
325
11.5
5.7
0.866
8.1
46.1
99.207
10
9
4
20
305
10.5
5.1
0.851
6.8
44.8
99.144
11
9
5
21
300
10.9
5.1
0.824
7.2
45.2
99.136
12
10
1
21
438
15.9
5.7
0.627
15.5
53.5
99.081
13
9
5
20.5
343
12.1
5.1
0.738
9
47
99.102
14
9
4
20.5
388
13.7
5.1
0.653
11.5
49.5
99.054
15
9
4
20
350
12.1
5.2
0.742
8.9
46.9
99.103
Tg
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
l
M
MV
kV
A
Semu
M
W
AR
MVA
W
1
9
1
21
338
12.2
5.2
2
10
4
20.5
350
12.4
3
9
4
20
290
4
10
4
20
5
9
2
6
9
7
Cos φ
Efisiensi rata-rata adalah :99.134%
55
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Pembebanan Tertinggi Malam TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
MW MV
kV
A
Semu MW
AR
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
φ
KW
KW
%
MVA
1
19
10
20
750
25.9
10.9 0.731 41.2
79.2 99.282
2
20
15
20
900
31.1
11.5 0.641 59.4
97.4 99.163
3
20
8
20.5 750
26.6
11.5 0.751 43.3
81.3 99.300
4
19
5
775
28.1
10.9 0.674 48.5
86.5 99.217
5
19
3
20.5 725
25.7
10.9 0.738 40.4
78.4 99.289
6
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769 41.2
79.2 99.318
7
19
6
20
675
23.3
10.9 0.812 33.4
71.4 99.353
8
20
7
20
625
21.6
11.5 0.923 28.6
66.6 99.426
9
20
8
20
600
20.7
11.5 0.962 26.4
64.4 99.445
10
19
10
20
675
23.3
10.9 0.812 33.4
71.4 99.353
11
20
6
20
600
20.7
11.5 0.962 26.4
64.4 99.445
12
20
10
20
750
25.9
11.5 0.769 41.2
79.2 99.318
13
19
6
20.5 655
23.2
10.9 0.816
33
71 99.356
14
19
8
20
675
23.3
10.9 0.812 33.4
71.4 99.353
15
20
9
20
675
23.3
11.5 0.855 33.4
71.4 99.385
21
Efisiensi rata-rata adalah : 99.334%
Tabel 4.4 Pembebanan Terendah Malam TD 2 (Dengan Belitan Tersier)
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
M
MV
kV
A
Semu
M
φ
KW
KW
%
W
AR
MVA
W
1
9
1
21
388
14.1
5.1
0.637
12.1
50.1
99.043
2
10
1
21
305
11.1
5.7
0.901
7.5
45.5
99.217
3
9
1
21
375
13.6
5.1
0.659
11.3
49.3
99.058
4
10
1
20.5
338
12
5.7
0.833
8.8
46.8
99.195
5
9
1
21
350
12.7
5.1
0.706
9.9
47.9
99.086
Tgl
56
Universitas Sumatera Utara
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
M
MV
kV
A
Semu
M
φ
KW
KW
%
W
AR
MVA
W
6
9
1
21
388
14.1
5.1
0.637
12.1
50.1
99.043
7
9
3
21
305
11.1
5.1
0.811
7.5
45.5
99.131
8
10
5
21
375
13.6
5.7 0.733
11.3
49.3
99.152
9
9
6
21
293
10.6
5.1 0.844
6.9
44.9
99.142
10
9
5
21
328
11.9
5.1 0.754
8.6
46.6
99.109
11
9
4
21
275
10
5.1 0.899
6.1
44.1
99.158
12
9
5
20.5
328
11.6
5.1 0.772
8.2
46.2
99.117
13
10
4
20.5
275
9.76
5.7 0.924
5.8
43.8
99.246
14
10
5
20.5
325
11.5
5.7 0.866
8.1
46.1
99.207
15
10
4
20.5
388
13.7
5.7 0.725
11.5
49.5
99.148
Tgl
Efisiensi rata-rata adalah :99.137%
Tabel 4.5 Pembebanan Tertinggi Siang TD 3 (Tanpa Belitan Tersier)
Tgl
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
MW MV
kV
A
Semu
MW
φ
KW
KW
%
P1
MVA
AR
1
20
8
20.2 738
25.8
11.5 0.774 40.7
78.7 99.322
2
20
8
20.3 698
24.5
11.5 0.814 36.8
74.8 99.356
3
20
8
754
26.1
11.5 0.765 41.6
79.6 99.314
4
19
11
19.8 820
28.1
10.9 0.675 48.3
86.3 99.219
5
20
11
19.7 790
26.9
11.5 0.741 44.4
82.4 99.291
6
19
11
19.8 814
27.9
10.9 0.680 47.6
85.6 99.225
7
20
11
19.8 772
26.4
11.5 0.755 42.8
80.8 99.304
8
20
11
19.7 810
27.6
11.5 0.723 46.6
84.6 99.271
9
20
11
19.8 840
28.8
11.5 0.694 50.7
88.7 99.237
10
20
10
19.9 730
25.1
11.5 0.794 38.6
76.6 99.340
11
20
9
19.9 690
23.7
11.5 0.840 34.5
72.5 99.375
20
57
Universitas Sumatera Utara
Q1
V2
I2
Daya
P2
Cos
Pt2
Rtot
η
MW MV
kV
A
Semu
MW
φ
KW
KW
%
Tgl
P1
AR
12
19
8
13
19
9
14
20
15
20
MVA
27.2
10.9 0.698 45.2
83.2 99.246
680
23.5
10.9 0.806 33.9
71.9 99.348
7
20.2 610
21.3
11.5 0.937 27.8
65.8 99.433
8
20.2 723
25.2
11.5 0.790 39.1
77.1 99.336
20.2 778
20
Efisiensi rata-rata adalah : 99.308%
Tabel 4.6 Pembebanan Terendah siang TD 3 (Tanpa Belitan Tersier)
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
MW
MV
kV
A
Semu
MW
AR
Cos φ
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
MVA
1
9
3
20.4 300
10.6
5.1
0.849
6.8
44.8 99.143
2
9
3
20.5 370
13.1
5.1
0.685
10.5
48.5 99.074
3
9
1
20.6 310
11.0
5.1
0.813
7.4
4
9
3
20.2 394
13.7
5.1
0.652
11.6
49.6 99.054
5
10
1
20.3 420
14.7
5.7
0.677
13.3
51.3 99.118
6
9
0
20.3 360
12.6
5.1
0.711
9.7
47.7 99.088
7
9
2
20.3 310
10.8
5.1
0.825
7.2
45.2 99.136
8
10
2
20.3 454
15.9
5.7
0.626
15.5
53.5 99.080
9
9
2
20.3 358
12.5
5.1
0.714
9.6
47.6 99.090
10
9
2
20.3 348
12.2
5.1
0.735
9.1
47.1 99.100
11
10
5
20.3 428
15.0
5.7
0.664
13.8
51.8
12
10
1
20.3 370
13.0
5.7
0.767
10.3
48.3 99.169
13
10
1
20.3 400
14.0
5.7
0.711
12
50 99.139
14
9
1
20.3 360
12.6
5.1
0.711
9.7
47.7 99.088
15
9
1
20.2 386
13.5
5.1
0.666
11.1
49.1 99.063
45.4
99.13
99.11
Efisiensi rata-rata adalah :99.106%
58
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7Pembebanan Tertinggi Malam TD 3 (Tanpa Belitan Tersier)
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
0.776
40.5
78.5
99.323
10.9
0.715
43.0
81.0
99.266
26.2
11.5
0.762
42.0
80.0
99.311
620
21.2
11.5
0.940
27.6
65.6
99.434
19.8
750
25.5
10.9
0.738
40.4
78.4
99.290
4
20.1
763
26.5
11.5
0.752
43.1
81.1
99.302
20
9
20
680
23.5
11.5
0.849
33.9
71.9
99.381
8
20
7
20.2
810
28.3
11.5
0.705
49.0
87.0
99.251
9
20
8
20.2
738
25.8
11.5
0.774
40.7
78.7
99.322
10
20
4
20.2
767
26.8
11.5
0.745
44.0
82.0
99.294
11
20
8
19.9
760
26.1
11.5
0.763
41.9
79.9
99.312
12
20
6
20
868
30.0
11.5
0.665
55.2
93.2
99.198
13
19
5
19.9
742
25.5
10.9
0.742
39.9
77.9
99.294
14
20
10
19.8
824
28.2
11.5
0.705
48.8
86.8
99.253
15
20
8
19.9
764
26.3
11.5
0.759
42.3
80.3
99.308
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
M
MV
kV
A
Semu
MW
W
AR
1
20
8
20
744
25.7
11.5
2
19
8
19.8
774
26.5
3
20
6
20.2
750
4
20
8
19.8
5
19
8
6
20
7
Cos φ
MVA
Efisiensi rata-rata adalah : 99.303%
Tabel 4.8 Pembebanan Terendah Malam TD 3
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
MW
MV
kV
A
Semu
MW
AR
1
9
3
2
10
3
Cos φ
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
MVA
360
12.4
5.1
0.721
9.5
47.5 99.094
2
20.3 379
13.3
5.7
0.750
10.8
48.8 99.160
9
3
20.3 348
12.2
5.1
0.735
9.1
47.1 99.100
4
9
3
20.1 426
14.8
5.1
0.606
13.4
51.4 99.019
5
10
3
20.4 434
15.3
5.7
0.652
14.3
52.3 99.101
6
10
1
20.5 480
17.0
5.7
0.586
17.7
55.7 99.043
20
59
Universitas Sumatera Utara
Tgl
P1
Q1
V2
I2
Daya
P2
MW
MV
kV
A
Semu
MW
AR
Cos φ
Pt2
Rtot
η
KW
KW
%
MVA
7
10
2
20.6 400
14.2
5.7
0.700
12.4
50.4 99.133
8
10
2
20.7 346
12.4
5.7
0.806
9.4
47.4 99.185
9
9
2
20.3 392
13.7
5.1
0.652
11.6
49.6 99.054
10
9
2
20.4 372
13.1
5.1
0.684
10.5
48.5 99.074
11
9
1
20.3 422
14.8
5.1
0.606
13.4
51.4 99.019
12
9
2
20.2 280
9.7
5.1
0.918
5.8
43.8 99.162
13
10
4
20.3 305
10.7
5.7
0.932
7.0
45.0 99.226
14
10
4
20.3 321
11.2
5.7
0.886
7.7
45.7 99.213
15
10
4
20.5 388
13.7
5.7
0.725
11.9
49.5 99.148
Efisiensi rata-rata adalah :99.115%
4.2
Analisis Hasil Penelitian
Berdasarkan perhitungan diatas maka untuk mempermudah analisa,perlu di
buat grafik yang menampilkan data-datayang telah ada untuk saling dibandingkan.
Berdasarkan data-data di atas, maka beberapa hal yg dapat dijadikanperbandingan
diantaranya di tampilkan pada grafik di berikut ini :
4.2.1 Grafik Perbandingan Daya Saat Pembebanan Terhadap Efisiensi
Transformator
Berikut ini ditampilkan grafik perbandingan antara nilai daya transformator
pada saat pembebanan terhadap besar nilai rugi-rugi dan besar nilai efisiensi yang
dihasilkan oleh transformatordaya 2, transformator dengan belitan tersier dan
transformator daya 3, transformator tanpa belitan tersier.
60
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier) saat beban
tertinggi siang terhadap rugi-rugi dan Efisiensi
Gambar 4.1 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban tertinggi siang.
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier)saat beban
terendah siang terhadap rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.2 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban terendahsiang.
61
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier) saat beban
tertinggi malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.3Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban tertinggi malam.
Grafik transformator daya 2 (transformator denganbelitan tersier) saat beban
terendah malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.4Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 2 pada
beban terendah malam.
62
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saat beban
tertinggi siang terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.5 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban tertinggi siang..
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saatbeban
terendah siang terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.6 Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban tertinggi siang.
63
Universitas Sumatera Utara
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saatbeban
tertinggi malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.7Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban tertinggi malam.
Grafik transformator daya 3 (transformator tanpabelitan tersier) saatbeban
terendah malam terhadap, rugi-rugi dan efisiensi
Gambar 4.8Daya saat pembebanan terhadap rugi-rugi dan efisiensi TD 3 pada
beban terendah malam.
64
Universitas Sumatera Utara
Dari analisis data didapat bahwa besar nilai efisiensi transformator daya 2
(transformator denganbelitan tersier) lebih besar dari nilai efisiensi transformator
daya 3 (transformator tanpabelitan tersier), baik pada saat beban tertinggi maupun
pada saat beban terendah seperti pada Tabel 4.9 dan Gambar 4.9 berikut
Tabel 4.9 Perbandingan efisiensi transformator tiga fasa dengan belitan tersier
dengan transformator tiga fasa tanpa belitan tersier
Trafo dengan
Trafo tanpa
belitan tersier
belitan tersier
Beban tertinggi siang
99.322
99.308
Beban terendah siang
99.134
99.106
Beban tertinggi malam
99.334
99.303
Beban terendah malam
99.137
99.115
Berikut adalah grafik perbandingan rata-rata efisiensi transformator tiga fasa
dengan belitan tersier dan transformator tiga fasa tanpa belitan tersier.
Trafo dengan belitan tersier
99,4
99,35
99,334
99,322
99,303
99,3
99,25
Trafo tanpa belitan tersier
99,308
99,2
99,137
99,134
99,15
99,1
99,115
99,106
99,05
99
98,95
Beban tertinggi
siang
Beban terendah
siang
Beban tertinggi
malam
Beban terendah
malam
Gambar 4.9 Perbandingan efisiensi transformator tiga fasa dengan belitan
tersier dengan transformator tiga fasa tanpa belitan tersier
65
Universitas Sumatera Utara
Hal ini disebabkan oleh:
1. Pada hubungan wye-wye, jika beban pada rangkaian trafo tidak seimbang
maka tegangan pada masing-masing fasa trafo menjadi tidak seimbang.
Dengan penambahan belitan delta, maka ketidakseimbangan dalam primer
karena ketidakseimbangan beban tiga fasa akan berkurang. Dalam hubungan
wye/wye, beban tidak seimbang bintang dapat mengakibatkan perpindahan
netral dan harmonik arus ketiga dapat bersirkulasi antara line dan bumi.
Kesulitan-kesulitan ini dapat diatasi dengan menyediakan stabilitas hubungan
delta (kumparan tersier) dengan rating yang cukup untuk mengatasi arus
gangguan hubung singkat.
2. Belitan tersier yang terhubung delta mampu mencegah penyimpangan dari
tegangan line ke netral dan membantu membatasi arus gangguan dalam hal
hubungan pendek dari line ke netral.
3. Hubungan delta pada belitan tersier dapat juga mengurangi arus gangguan.
Hal ini terjadi karena belitan delta mendistribusikannya kebeban secara
merata.Kumparan tersier sering dipergunakan juga untuk penyambungan
peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor
shunt untuk koreksi faktor daya dan pengaturan tegangan.
66
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisis yang dilakukan maka dapat diperoleh
beberapakesimpulan sebagai berikut:
1. Pada Gambar 4.9 terlihat nilai efisiensi transformator denganbelitan tersier
lebih besar dari transformator tanpabelitan tersier.
2. Pada tabel 4.9 nilai rata-rata efisiensi transformator tiga fasa dengan
belitan tersier lebih tinggi dari transformator iga fasa tanpa belitan tersier
pada beban yang sama.
3. Nilai
efisiensi
transformator
dipengaruhi
oleh
belitan
tersier
transformator, dimana efisiensi tertinggi 99,334% pada transformator
denganbelitan tersier, efisiensi tertinggi 99,308% pada transformator tanpa
belitan tersier.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah
sebagai berikut
1. Untuk memperdalam tentang penelitian transformator dengan belitan
tersier maupun tanpa belitan tersier dapat membahas tentang regulasi
tegangan dangejala harmonik yang terjadi didalam transformator
67
Universitas Sumatera Utara