TRANSFORMATOR 3 FASA

TRANSFORMATOR (TRAFO) 3 FASA

TUGAS PRESENTASI 2 Oleh: AKBAR REZA SWASTIKA [0906602345] M. AKMALUDDIN P. [1006808531] M. FACHRURROJI [1006808670] RAHMAT ISMOYO P. [1006809010]

PROGRAM STUDI S1 EKSTENSI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK MARET, 2012

TRANSFORMATOR 3 FASA 1.

Prinsip Dasar dan Kosntruksi Trafo 3 Fasa

1.1. Prinsip dasar transformator 3 fasa Transformator merupakan suatu alat listrik yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet. Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Penggunaan transformator yang sederhana dan handal memungkinkan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan serta merupakan salah satu sebab penting bahwa arus bolak-balik sangat banyak dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu kumparan pada transformator diberi arus bolak-balik maka jumlah garis gaya magnet berubah-ubah. Akibatnya pada sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima garis gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubahubah pula. Maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung terdapat beda tegangan. Transformator merupakan komponen yang sangat penting peranannya dalam sistem ketenagalistrikan. Transformator adalah suatu peralatan listrik elektromagnetis statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya, dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet dan bekerja prinsip kerja induksi elektromagnetis dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.

Gambar 1.1 Transformasi Energi

Pada prinsipnya transformator tiga fasa sama dengan transformator satu fasa. Perbedaannya adalah seperti perbedaan listrik satu fasa dengan listrik tiga fasa yaitu dengan mengenal sistem bintang (Y) dan sistem delta (Δ) serta sistem zig – zag. Transformator tiga fasa ini dikembangkan dengan alasan ekonomis. Untuk menganalisa trafo daya 3 fasa dilakukan dengan memandang transformator 3 fasa sebagai trafo 1 fasa. Hanya untuk hasil akhir biasanya parameter tertentu (arus, tegangan, daya) transformator tiga fasa dikaitkan dengan nilai 3 (seperti pada persamaan listrik arus bolak – balik). Gambar di bawah ini adalah pemodelan trafo 3 fasa yang dihubungkan bintang Y dan delta Δ. 1.2

Konstruksi transformator 3 fasa Pada dasarnya transformator terdiri dari kumparan primer dan sekunder yang

dibelitkan pada inti ferromagnetik. Konstruksi transformator ada dua tipe yaitu tipe inti ( core type ) dan tipe cangkang ( shell type ). Kedua tipe ini menggunakan inti berlaminasi yang terisolasi satu sama lainnya, dengan tujuan untuk mengurangi rugi - rugi arus eddy. 

Type Inti (Core Type) Tipe inti ini dibentuk dari lapisan besi berisolasi berbentuk persegi dan kumparan transformatornya dibelitkan pada dua sisi persegi. Pada konstruksi tipe inti, lilitan mengelilingi inti besi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Sedangkan konstruksi intinya umumnya berbentuk huruf L atau huruf U seperti pada Gambar 2.2.



Type Cangkang (Shell Type) Jenis konstruksi transformator yang kedua yaitu tipe cangkang yang dibentuk dari lapisan inti berisolasi, dan kumparan dibelitkan di pusat inti. Pada transformator ini, kumparan atau belitan transformator dikelilingi oleh inti.

Sedangkan konstruksi intinya umumnya berbentuk huruf E, huruf I atau huruf F seperti pada Gambar. 2.4.

2.

Konfigurasi Transformator 3 fasa Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fase yang disusun

menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder. Ada dua metode utama untuk menghubungkan belitan primer yaitu hubungan segitiga dan bintang (Δ dan Y ). 2.1

Transformator Hubungan Delta

Gambar 2.5 Transformator Hubungan Delta

Pada gambar diatas baik belitan primer dan sekunder dihubungkan secara delta. Belitan primer terminal 1U, 1V dan 1W dihubungkan dengan suplai tegangan 3 fasa. Sedangkan belitan sekunder terminal 2U, 2V dan 2W disambungkan dengan sisi beban. Pada hubungan Delta (segitiga) tidak ada titik netral, yang diperoleh ketiganya merupakan tegangan line ke line, yaitu L1, L2 dan L3.

Dalam hubungan delta-delta (lihat gambar diatas), tegangan pada sisi primer (sisi masukan) dan sisi sekunder (sisi keluaran) adalah dalam satu fasa. Dan pada aplikasinya (lihat gambar 2), jika beban imbang dihubungkan ke saluran 1-2-3, maka hasil arus keluaran adalah sama besarnya. Hal ini menghasilkan arus line imbang dalam saluran masukan A-B-C. Seperti dalam beberapa hubungan delta, bahwa arus line adalah 1,73 kali lebih besar dari masing-masing arus Ip (arus primer) dan Is (arus sekunder) yang mengalir dalam lilitan primer dan sekunder. Power rating untuk transformator 3 fasa adalah 3 kali rating transformator tunggal.

Gambar 2.6 Diagram Hubungan Delta-Delta Transformator 3 Fasa Dihubungkan Pembangkit Listrik dan Beban (Load) 2.2

Transformator Hubungan Bintang

Gambar 2.7 Transformator Hubungan Bintang

Ketika transformator dihubungkan secara bintang-bintang, yang perlu diperhatikan adalah mencegah penyimpangan dari tegangan line ke netral (fase ke netral). Cara untuk mencegah menyimpangan adalah menghubungkan netral untuk primer ke netral sumber yang biasanya dengan cara ditanahkan (ground), seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Cara lain adalah dengan menyediakan setiap transformator dengan lilitan ke tiga, yang disebut lilitan ”tertiary”. Lilitan tertiary untuk tiga transformator dihubungkan secara delta seperti ditunjukkan pada Gambar 5, yang sering menyediakan cabang yang melalui tegangan dimana transformator dipasang. Tidak ada beda fasa antara tegangan line transmisi masukan dan keluaran (primer & sekunder) untuk transformator yang dihubungkan bintang-bintang.

Gambar 2.8 Hubungan Bintang-Bintang

Gambar Hubungan 2.9 Bintang-Bintang dengan Lilitan Tertier 3.

Tegangan, arus dan daya dalam sistem 3 Fasa.

3.1

Bila Rangkaian Primer Atau Sekunder Trafo Terhubung Bintang

ILine = IFasa VRS = VR – VS = VR.√3.

Gambar 3.1 Arah Vektor Tegangan Terhubung Bintang VRS = VLL = Voltage line to line VR = VS = VT = VLN = Voltage line to netral P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa VLL = VLN.√3 Maka VLN = VLL / √3 P3 Fasa = 3.I.VLN = 3.I.(VLL/ Ö3) = I.VLL.√3

3.2

Bila Rangkaian Primer Atau Sekunder Trafo Terhubung Bintang

VLine = VFasa IR = Ir – It = Ir.√3.

Gambar 3.2 Arah Vektor Arus Terhubung Delta IR = IS = IT = ILine = Arus Line Ir = Is = It = IFasa = Arus Fasa VRS = VST = VTR = Tegangan Line P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa ILine = IFasa.√3

Maka IFasa = ILine / √3

P3 Fasa = 3.IFasa.V = 3.(ILine / √3).V = ILine.V. √3 Jadi daya trafo tiga fasa adalah : P = V x I x √3 bila bebannya impedansi maka : P = V x I x Cos j x √3

REFERENSI 

Utomo, Heri Budi.(2002).Overhaul Trafo Tenaga Tegangan Tinggi & Extra Tinggi.



AREVA T&D. (2008). Power Transformers (Vol. 1 Fundamentals). Paris: Areva T&D.



AREVA T&D. (2008). Power Transformers (Vol. 2 Expertise). Paris: Areva T&D.



2000.Sulasno, Ir., Teknik Tenaga Listrik, Semarang :Satya Wacana, 1991.



Abdul Kadir, Transformator, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 1989.



Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.