Dokumen tersebut membahas tentang transformer, mulai dari pengertian, sejarah, prinsip kerja, jenis, simbol, kerugian, rangkaian ekuivalen, transformer tiga fasa, pendinginan, dan sistem proteksi transformer.

1. TRANSFORMER Kelompok 5 Aditya Prayoga (0806365412) Benson M. S. (0806365551) Edison M. S. (0806365702) M. Nahar (0806366150) Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia Teknik Tenaga Listrik – Ekstensi 2010

2. Pokok Pembahasan: Introduksi Transformer Transformer Praktis Transformer 3 (Tiga) Fasa

3. Introduksi Transformer Sejarah Macam-macam Transformer Simbol Prinsip Kerja

4. Transformer Transformer adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. ENERGY MEKANIK GENERATOR GENERATOR MOTOR MOTOR TRANSFORMER ENERGY LISTRIK ENERGY LISTRIK TRANSFORMER

5. MENGAPA TRANSFORMER Beberapa alasan digunakannya transformer, antara lain: 1. Tegangan yang dihasilkan sumber tidak sesuai dengan tegangan pemakai 2. Biasanya sumber jauh dari pemakai sehingga perlu tegangan tinggi (Pada jaringan transmisi) 3. Kebutuhan pemakai / beban memerlukan tegangan yang bervariasi

7. 1885, Georges Westinghouse & William Stanley mengembangkan transformer berdasarkan generator AC.

9. Macam-macam Transformer Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi : Trafo Radio Trafo Pengukuran Potential Transformer (PT) Current Transformer (CT) Trafo Daya

10. PENGGUNAAN POWER TRANSFORMER PADA JARINGAN DISTRIBUSI AREVA,Power Transformer Fundamental (2008)

11. Simbol Transformer Transformer 1 fasa Transformer 3 fasa

12. Simbol Transformer (2) Transformer Pengukuran Current Transformer Potential Transformer

13. Prinsip Kerja Prinsip dasar suatu transformator adalah induksi bersama (mutual induction) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan induksi yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu path yang mempunyai relaktansi yang rendah. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan atau menimbulkan ggl (gaya gerak listrik) induksi ( sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday, Bila arus bolak balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) .

14. Prinsip Kerja (con’t) INTI BESI Trafo dihubungkan dengan sumber tegangan V1. Mengalir arus a(iex / -90o) Iex membangkitkan arus gaya maknit (ф / sefasa dengan iex ) фMembangkitkan tegangan tentang (e1/ -90o terhadap ф) Ф Membangkitkan tegangan Sekunder (e2 / -90o terhadap ф) Ф Karena trafo tersebut tidak berbeban, maka v2 = e2 PRIMER SEKUNDER Iex Ф E1 E2 V1 V2 ~ Ф E1 Iex V1 , E1 E2 Iex E2 V1 2 O  /2 (3/2)

15. Ideal Transformer I1 I2 V1 V2 Daya pada rangkaian primer = daya pada rangkaian sekunder P1 = P2 I1.V1 = I2.V2 I2 : I1 = V1 : V2 = a = Ratio Trafo I1.N1 = I2.N2 N1 : N2 = I2 : I1 = V1 : V2 = a = Ratio Trafo P1 = Daya Primer V1 = Tegangan Primer P2 = Daya Sekunder V2 = Tegangan Sekunder I1 = Arus Primer N1 = Jumlah Lilitan Primer I2 = Arus Sekunder N2 = Jumlah Lilitan Sekunder

16. RANGKAIAN EQUIVALENT TRAFO V2 V1 V1 Untuk mempermudah analisis dalam pengujian, rangkaian primer dan sekunder dibuat menjadi sebuah rangkaian yang disebut rangkaian Equivalent. Rugi tembaga sekunder dilihat dari primer = I22 x R2 = I12 (I22/I12) x R2 = I12 (I2/I1)2 x R2 = I12 x a2 x R2 Dari sini maka resistan sekunder dilihat dari primer (R2’) = a2 R2 Dan reaktan sekunder dilihat dari primer (X2’) = a2 X2 RANGKAIAN PRIMER RANGKAIAN SEKUNDER R1 X1 R2 X2 I1 I2 R1 X1 R2’ X2’ I1 E1 E2

20. Transformer Praktis Kerugian pada Transformer Rangkaian Ekuivalen

21. Kerugian pada Transformer Rugi-rugi inti: Rugi-rugi arus pusar / eddy current Rugi-rugi hysterisis Rugi-rugi tembaga

22. RugiArusPusar EDDY CURRENT INTI BERLAPIS DAN DISEKAT Rugi arus eddy adalah terjadinya arus pusar yang arahnya ber-putar didalam inti trafo. Arus ini menimbulkan panas didalam inti trafo. Untuk mengurangi rugi arus eddy, inti trafo dibuat berlapis-lapis masing-masing lapisan disekat, sehingga arah pusaran arus dipependek.

24. Untuk mengurangi rugi hysterisis, inti trafo dibuat dari besi lunak

26. Rugi tembaga adalah rugi-rugi lilitan primer dan sekunder lilitan primer dan sekunder terdiri dari kawat tembaga yang mempunyai panjang dan penampang RUGI TEMBAGA PRIMER = IP2.RP (Watt) RUGI TEMBAGA SEKUNDER = IS2.RS (Watt) RP & RS= Tahanan Primer & Sekunder () IP & IS = Arus Primer & Sekunder (Ampere) Karena rugi tembaga tergantung dari arus primer dan sekunder, maka rugi tembaga bersifat tidak tetap tergantung beban trafo Rugi-rugi tembaga(2)

27. RANGKAIAN EQUIVALENT TRAFO V2 V1 R1 Xf1 R2 Xf2 I1 I2 E1 E2 Xm Rm Pada rangkaian praktis, terdapat rugi inti yang dinyatakan dengan Xm dan Rm

28. Contoh Soal Kumparan sekunder dari sebuah transformer mempunyai 180 lilitan. Ketika trafo dalam kondisi terbebani arus sekundernya mempunyai nilai efektif 18 A 60 Hz. Flux mutual mempunyai nilai peak 20 mWb, flux bocor disisi sekunder mempunyai nilai peak 3 mWb. Hitung : A. Tegangan induksi di kumparan sekunder yang disebabkan oleh flux bocor. B. Nilai reaktansi bocor disisi sekunder. C. Nilai dari E2 induksi yang disebabkan oleh flux mutual.

29. Contoh Soal (2) Jawab : A. Ef2 = 4,44 f N2Φf2 = 4,44 x 60 x 180 x 0,003 = 143,9 V B. Xf2 = Ef2 / I2 = 143,9 / 18 = 8 Ω C. E2 = 4,44 f N2Φm = 4,44 x 60 x 180 x 0,02 = 959 V

30. Three Phase Transformer Konstruksi Perhitungan Jenis-jenis Pendinginan Sistem Proteksi

31. S R T r s t Three Phase Transformer Konstruksi trafo tiga fasa terdiri dari rangaian tiga buah trafo satufasa

32. FORMULASI TRANSFORMER TIGA FASA ILine R ILine = IFasa VRS = VR – VS = VR.√3. R Vrs IFasa VLL N VR N T Vrs -VS S T VLN S N VS VT Bila rangkaian primer atau sekunder trafo 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/ 3) = I.VLL. 3

33. con’t Bila rangkaian primer atau sekunder trafo terhubung delta T VLine = VFasa IR = Ir – It = Ir.√3. It Is VLine = VFasa S Ir R IR It Is Ir - It IR 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

34. AREVA,Power Transformer Fundamental (2008)

35. AREVA,Power Transformer Fundamental (2008)

36. Jenis-jenis Pendingin Tipe Kering: AA : Pendingin udara natural AFA : Pendinginan udara terpompa Tipe Basah : ONAN : Oil Natural Air Natural ONAF : Oil Natural Air Forced OFAF : Oil Forced Air Forced

37. Sistem Proteksi Transformer Proteksi Eksternal: Over Current Relay Ground Fault Relay Proteksi Internal: Differensial Relay Bucholz Relay Sudden Pressure Relay

38. Over Current Relay Memproteksi trafo dari arus berlebih Arus berlebih adalah arus yang melebihi arus nominal dalam jangka waktu tertentu

39. Ground Fault Relay Memproteksi trafo dari kesalahan/gangguan grounding Berlaku hanya untuk trafo yang titik netralnya di hubungkan ke ground Prinsip kerja mirip over current relay

41. Is = Arus sekunder

42. Id = Arus diferensial

43. ACT = Auxilliary CTMemproteksi terhadap kebocoran arus Prinsipnya pada perbedaan arus masuk dan keluar trafo

44. Bucholz Relay Memproteksi trafo dari loncatan listrik di dalam trafo Memanfaatkan sifat kimiawi

45. Sudden Pressure Relay Memproteksi dari tekanan berlebih sesaat Tidak bereaksi pada tekanan berlebih, hal ini telah ditangani oleh relief vent

46. 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.