Transformator (trafo) 3 fasa dan pemabahasannya
Bagian - bagian Transformator
Secara umum, bagian bagian utama dari transformator meliputi :
Kumparan Transformator
Kumparan transformator terdiri dari lilitan kawat berisolasi dan membentuk kumparan. Kawat yang digunakan adalah kawat tembaga berisolasi yang berbentuk bulat atau plat
Kumparan tersebut terlapis isolasi sehingga tidak akan terjadi hubung singkat. Selain itu, isolasi juga terdapat pada insti yang dimaksudkan tdak ada arus yang terbuang pada inti besi tanpa induksi
Inti Besi transformator
Inti besi pada transformator adalah tempat diamana mengalirnya fluks elektromagnetic dari kumparan (lilitan) primer ke lilitan sekunder (keluaran).
Berdasarkan cara melilit kumparan ada dua jenis, yaitu tipe inti dan tipe cangkang.
Tangki Transformator
Tangki pada transformator berfungsi untuk menyimpan minyak transformator dan sebagai pelindung bagian – bagian transformator yang direndam dalam minyak.
Minyak transformator
Minyak berfungsi untuk untuk mendinginkan kumparan dan inti besi, selain itu, minyak dapat berfungsi untuk isolasi. Dikarena fungsinya tersebut, ada beberapa syarat yang harus dipenuhi yaitu :
Mempunyai kekuatan isolasi 9Die Lectric Strength);
Penyalur panas yang baik dengan berat jenis yang kecil, sehingga partikel – partikel keci dapat mengendap dengan cepat
Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersikulasi dan kemampuan pendingin menjadi lebih baik.
tidak mudah mudah menguap
saifat kimia yang stabil
Sistem pendingin transformator
Befungsi untuk membantu minyak mendinginkan transformator. Sistem ini dirangkai agar panas pada trafo dapat disalurkan keluar. Media yang digunakan pada sistem ini bisa berupa udara, minyak, dan air. Sirkulasi dilakukan secara alamiah dan dipaksakan
Bushing Transformator
Bushing pada Transformator berfungsi untuk menghubungkan kumparan Transformator dengan rangkaian luar yang diberi selubung isolasi (bushing adalah sebuah konduktor). Selain itu, bushing pada Transformator burfungsi sebagai penyekat antara konduktor dengan tangki transformator (trafo).
Alat pernapasan
Alat pernapasan ini berfungsi sebagai sarana kelaurnya uap minyak dan udara pada transformator yang diakibatkan naik turunya beban transformator dan suhu udara sekeliling transformator, suhu minyak berubah – ubah mengikuti perubahan tersebut. Bila suhu minyak naik, minyak memuai dan mendesak udara diatas permukaan minyak keluar dari tangki dan bila temperatur suhu turun maka, udara akan masuk
Konservator transformator
Alat ini merupakan tabung beriis minyak transformator yang disimpan (diletakan) pada bagian atas tangki. Konservator berfungsi untuk menjaga ekspansi atau meluapnya minyak akibat pemanasan, selain itu dapat juga menjadi saluran pengisian minyak transformator
Alat Indikator
Alat indikator berungsi untuk memonitor kondisi komponen utama atau media bantu yang ada pada transformator (Trafo) saat beroperasi, yaitu :
Tap changer
Tap changer pada transformator berfungsi untuk mengubah perbandingan lilitan transformator (trafo) untuk mendapatkan tegangan operasi pada sisi sekunder sesuai yang dibutuhkan oleh tegangan jaringan (beban) atau karena tegangan sisi primer yang brubah – ubah.
Sirip – sirip pendingin atau radiator
Radiator pada transormator (Trafo) 3 fasa berguna untuk memperluas daerah pendingin, yaitu daerah yang berhubungan langsung dengan udara luar dan sebagai tempat terjadinya sirkulasi panas.
Sistem pendingin
Suhu minyak
Posisi tap
Permukaan minyak
Relay Buchholz
Relay pada tranformoator berfungsi untuk mengamankan transformator bila pada suatu ketika transformator tersebut mengalami gangguan, seperti hubung singkat antara lilitan, hubung singkat antara fasa, hubung singkat fasa ke tanah, terjadi busur api antara lamisi, dan busur api listrik karena kontak yang kurang baik.
Relay bekerja oelh gas yang mngembang dan menggerakan kontak – kontak rangkaian alarm dan rangkaian pemutus pada Relay
Plat nama
Plat nama biasa terletak dibagian luar trafo, sebagai pedoman saat pemasangan maupun perbaikan. Data – data yang biasa tercantum pada plat tersebut antaranya :
Fasa, frekuensi, tegangan primer, tegangan sekunder, hubungan, dan sebagainya.
Macam-macam pengasutan kumparan 3 fasa
Transformator (trafo) 3 fasa hubung bintang ke bintang (Y-Y)
Pada transformator ini ujung pada masing – masing terminal dihubungkan secara bintang. Dan titik netralnya dijadikan satu. Kelebihan dari hubung ini adalah lebih ekonomis untukarus nominal yang kecil, transformator tegangan tinggi. Coba perhatikan gambar :
Bila Pada transformator (trafo) 3 fasa hubung bintang – bintang ini beban pada sisi sekunder dari tranformator tidak simbang, amka tegangan fasa dari sis beban akan berubah kecuali titik bintang dibumikan
Silahkan dibaca mengenal sistem pentanahan atau grounding
Tranformator hubung segitiga – segitiga
Tranformator hubung segitiga – segitiga digunakan untuk sistem yang menyalurkan arus besar pada tegangan rendah diutamakan pada saat kesinambungan dari pelayanan harus dipelihara meski 1 fasa mengalami gangguan
Keuntungan dari Tranformator hubung segitiga – segitiga adalah :
Luas penampang dari konduktor bisa dikurangi karena aurs fasa 1/ 3 arus jala – jala
Tidak ada perubahan fasa diantara tegangan primer dan sekunder
Tidak ada kesulitan akibat beban tidak seimbang pada sisi sekunder
Dibalik adanya kelebihan, pada rangkaian Tranformator hubung segitiga – segitiga ini juga memiliki kekurangan diantaranya :
Dibanding dengan gaya pengasutan lain, para rangkaian ini cendrung memiliki isolasi yang lebih banyak
Ketidak adaan titik bintang merupakan kerugian yang dapat membahayakan.
Tranformator 3 fasa hubung bintang segitiga
hubung bintang segitiga pada transformator (trafo) biasa digunakan untuk menurunkan tegangan, seperti pada jaringan transmisi
* lebih memahami sistem kontrol motor listrik 3 phasa star delta
Tranformator 3 fasa hubung segitiga bintang
Sebalik dengan Tranformator 3 fasa hubung bintang segitiga, pada hubungan ini, transormator ditujukan untuk menaikan tegangan (step up)
Tranformator 3 fasa hubung Zig Zag
Tranformator 3 fasa hubung Zig Zag digunakan untuk menghindari terjadinya tegangan titik bintang. Kenapa demikian?
Karena Kebanyakan transformator distribusi selalu dihubungkan bintang, dan diantara syarat yang harus dipenuhinya adalah harus diusahakan seimbang. Apabila beban tersebut tidakseimbnag, akan menyebabkan timbulnya tegnagan titik bintang yang tidak sesuai dan tidak diinginkan.
Rumus Impedansi Untuk Sebuah Trafo 3 Fasa
Nilai impedansi sebuah tranformator umumnya dicantumkan pada name plate transformator itu sendiri dalam satuan persen (%) , misalnya 2% , 3% dst. Pengertian nilai tersebut adalah , bahwa drop tegangan yang timbul karena impedansi adalah sekian persen dari tegangan yang diterapkan. Sebagai contoh, sebuah transformator dengan rasio 2.400 / 240 volt memiliki persen impedansi (Z%) sesuai name plate sebesar 3%, maka drop tegangan pada transformator tersebut adalah :
Vdrop = V x Z(%) ,
Vdrop = 2400 x 3/100
Vdrop = 72 V
Dari hasil perhitungan diatas didapat nilai voltage drop adalah sebesar 72V, hal ini berarti akan ada penurunan tegangan sebesar 72-volt disisi belitan tegangan tinggi yang ditimbulkan karena rugi - rugi pada belitan dan intri transformator ketika transformator tersebut dibebani penuh.
Kembali ke penjelasan awal, metode pengujian dengan menghubungsingkatkan salah satu sisi tranformator dan menerapkan suplay tegangan dengan nilai tertentu pada sisi yang lain hingga arus beban penuh mengalir merupakan metode untuk mencari drop tegangan ketika sebuah tranformator tersebut dibebani penuh. Nilai voltage drop sebesar 72 V yang telah didapat dari hasil perhitungan diatas merupakan nilai tegangan yang didapat apabila transformator 2400/240 volt diuji dengan metode tersebut. Sehingga persen impedansi yang tertera diname plate transformator 2.400/240 V , merupakan hasil pengujian yang dibagi terhadap tegangan transformator dikali dengan 100%, sbb :
Z(%) = ( Vdrop/ V ) x 100 %
Z(%) = (72 / 2400 ) x 100 %
Z(%) = 3%
Dari nilai persen impedansi sebesar 3% tersebut, hanya 1% - 2% yang merupakan nilai yang ditimbulkan oleh nilai impedansi pada inti transformator (rugi - rugi inti) , sisanya sebesar 98% lebih disebabkan karena impedansi yang timbul pada belitan tranformator itu sendiri (rugi - rugi belitan). Untuk operasional yang aman, tranformator jarang dioperasikan degan beban penuh (100% rating) , sehingga drop teganganpun menjadi rendah.
Untuk mengetahui berapa nilai sebenarnya dari persen impedansi transformator tersebut, dapat dilakukan dengan perhitungan sbb :
Z = Vdrop/ I
Z = 72 / 100 A
Z = 0.02 ohm
Nilai arus sebesar 100 A, didapat dari nilai pengukuran arus beban penuh yang ketika dilakukan metode pengujian dimana salah satu sisi transformator dihubung singkat. Atau bisa dilihat dari name plate transformator itu sendiri, dimana disana dicantumkan nilai arus saat beban penuh.
Perlu dingat, impedansi merupakan penjumlahan nilai resistif dan reaktif suatu komponen, sehingga nilai impedansi yang didapat diatas (0,72 ohm) terdiri dari unsur resitif dan reaktif.
Rumus Mencari Daya Pada Trafo
Neutral Grounding Resistant
Salah satu metoda pentanahan Trafo Tenaga adalah dengan menggunakan NGR. NGR adalah sebuah tahanan yang dipasang serial dengan neutral sekunder pada transformator sebelum terhubung ke ground/tanah. Tujuan dipasangnya NGR adalah untuk mengontrol besarnya arus gangguan yang mengalir dari sisi neutral ke tanah. Hal ini terkait dengan Pola pengamanan Trafo Tenaga disisi Sekunder (Sistem Distribusi).
Ada dua jenis NGR, Liquid dan Solid :
1. Liquid
berarti resistornya menggunakan larutan air murni yang ditampung didalam bejana dan ditambahkan garam (NaCl) untuk mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan
2. Solid
Sedangkan NGR jenis padat terbuat dari Stainless Steel, FeCrAl, Cast Iron, Copper Nickel atau Nichrome yang diatur sesuai nilai tahanannya.
Tahanan NGR
Neutral grounding resistor berfungsi sebagai pembatas arus dalam saluran netral trafo. Agar NGR dapat berfungsi sesuai desainnya perlu dipastikan bahwa nilai tahanan dari NGR tersebut sesuai dengan spesifikasinya dan tidak mengalami kerusakan.
Untuk mengukur nilai tahanan NGR bisa dilakukan dengan menggunakan voltage slide regulator, voltmeter dan amperemeter. Pada prinsipnya NGR akan diberikan beda tegangan pada kedua kutubnya dan dengan memanfaatkan pengukuran arus yang mengalir pada NGR dapat diketahui nilai tahanannya.
Cara menghitung Luas Penampang
Contoh Soal ;
1. Saya ingin menarik kabel sepanjang 100 Meter dengan daya sekitar 38000 Watt menggunakan kabel tembaga dengan tegangan 3 Phase (380 v), berapakah luas penampang kabel tersebut ?
Dik ; L = 100 Meter
N = 38000 Watt
y = 56 ( Karena menggunakan tembaga )
ev= 5
E = 380 Volt
q = ?
Jawab :
q = ( L. N ) : ( y. ev. E )
q = (100 . 38000) : (56 . 5 . 380)
= ( 3800000 ) : ( 106400 )
= 35.714 mm
Sekarang kita sudah mendapatkan jawaban yang kita cari, luas penampang yang kita cari adalah 35.714 mm dengan luas penampang diatas dengan kabel berjarak 100 meter dan daya 38000 watt kabel akan aman karena sudah dihitung dengan rumus diatas. Dan sebaiknya kita menggunakan kabel diatas 35.714 mm yaitu 50 mm agar kabel aman dan tidak panas.
Penampang kabel listrik :
- 0,5 / 0,75 / 1 mm = 6 A
- 1,5 mm = 10 A
- 2,5 mm = 16 A
- 4 mm = 20 A
- 6 mm = 25 A
- 10 mm = 40 A
- 16 mm = 63 A
- 25 mm = 80 A
- 35 mm = 100 A
- 50 mm = 125 A
- 70 mm = 160 A
- 95 mm = 200 A
