1. TUGAS TEKNIK TENAGA LISTRIK
TRANSFORMATOR
DOSEN PENGAMPU
R. Suryoto Edy Raharjo., S.T.,
M.Eng.
UNIVERSITAS TIDAR
Oleh :
Imam Nugroho
1410502011
S-1 Teknik Mesin
3. Pengertian Transformator
Transformator merupakan suatu peralatan listrik
elektromagnetik 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 berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetis,dimana perbandingan tegangan antara sisi
primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan
perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan
perbandingan arusnya.
5. Inti Besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Pada
transformator, inti besi dibuat dari lempengan-lempengan
besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai
rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”
6. Kumparan
Beberapa lilitan kawat berisolasi akan membentuk suatu
kumparan. Kumparan tersebut di-isolasi, baik terhadap inti
besi maupun terhadap kumparan lain disebelahnya dengan
isolasi padat, seperti karton, pertinax.
7. Minyak Transformator
Sebagian besar trafo tenaga, kumparan-kumparan dan intinya
direndam dalam minyak trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang
berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat
sebagai media pemindah panas (di sirkulasi), dan bersifat
sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi), sehingga minyak
trafo tersebut berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.
8. Tangki
Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam
minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk
menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi
dengan konservator.
9. Bushing
Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui
sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi
oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat
antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.
11. Prinsip Kerja Transformator
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
induksi dari hukum faraday, Bila arus bolak balik mengalir pada
induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl).
12. Jenis – jenis Transformator
Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi 3 :
Trafo Radio
Trafo Pengukuran
Potential Transformer (PT)
Current Transformer (CT)
Trafo Daya
14. Keadaan Tanpa Beban
Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan
dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirlah
arus primer Io yang juga sinusoid dan dengan mengannggap
belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 90o dari V1 (lihat
gambar ). Arus primer Io menimbulkan fluks (f) yang sefasa
dan juga berbentuk sinusoid.
f = fmaks sin wt
15. Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1
(Hukum Faraday). Fluks yang berubah-ubah memotong suatu
kumparan maka pada kumparan tersebut akan di induksikan
suatu tegangan listrik.
Arus primer Io yang mengalir pada saat kumparan sekunder
tidak dibebani disebut arus penguat. Dalam kenyataannya
arus primer Io bukanlah merupakan arus induktif murni,
hingga ia terdiri atas dua komponen:
1. Komponen arus pemagnetan IM, yang menghasilkan fluks
(f).
2. Komponen arus rugi tembaga IC, menyatakan daya yang
hilang akibat adanya rugi histeris dan ‘arus eddy’. IC
sefasa dengan V1, dengan demikian hasil perkaliannya (IC
x V1) merupakan daya (watt) yang hilang
16. Keadaaan Transformator Berbeban
V2V1 E1
I1
N1 N2
E2
I2
ZL
F2
F1
Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL, I2
mengalir pada kumparan sekunder, di mana I2 = V2/ZL .
Arus beban I2 ini akan
menimbulkan gaya gerak
magnet (ggm) N2 I2 yang
cenderung menentang fluks
(f) bersama yang telah ada
akibat arus pemagnetan IM.
Agar fluks bersama itu tidak
berubah nilainya, pada
kumparan primer harus
mengalir arus I’2, yang
menentang fluks yang
dibangkitkan oleh arus
beban I2, hingga
keseluruhan arus yang
mengalir pada primer.
18. Rugi Arus Pusar / Eddy Current
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 trafod ibuat berlapis-
lapis masing-masing lapisan disekat, sehingga arah pusaran
arus dipependek.
19. Rugi Hysterisis
Iex
F
Rugi hysterisis memperbesar Iex
Untuk mengurangi rugi
hysterisis, inti trafo dibuat dari
besi lunak
Rugi hysterisis dan arus pusar
tetap, tidak tergantung besar
beban
20. Rugi-rugi tembaga
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 = IP
2.RP (Watt)
RUGI TEMBAGA SEKUNDER = IS
2.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
21. Paralel Transformator
Memperalel dua buah atau lebih trafo dapat dilakukan
apabila parameter rasio trafo, persen impedansi dan rasio
perbandingan X/R pada trafo - trafo tersebut adalah sama.
Memparalel trafo yang salah satu parameter diatas tidak
terpenuhi dapat menimbulkan arus sirkulasi antar trafo dan
pembagian pembebanan trafo tidak sesuai dengan yang
diinginkan. Sehingga situasi tersebut akan menyebabkan
turunnya efisiensi trafo serta menurunkan kemampuan
trafo dalam melayani beban.
Arus sirkulasi (circulaitng current) merupakan arus yang
mengalir pada saat transformator tidak dibebani, sedangkan
arus beban penuh (full load current) merupakan arus yang
mengalir pada saat transformator terhubung kebeban
(load).
22. Type Koneksi
Trafo Yang di
Paralel
Beban Trafo
Seimbang
Beban antar
Trafi tidak
seimbang
Loading
Trafo
mengalami
beban lebih
(overloaded)
Timbulnya Arus
Sirkulasi
Koneksi Yang
Diperbolehkan
Impedansi Sama
Ratio Sama
kVA Sama
Ya Tidak
Tidak
Tidak
Ya
Impedansi Sama
Ratio Sama
kVA Beda
Tidak
Ya
Tidak Tidak
Ya
Impedansi Beda
Ratio Sama
kVA Sama
Tidak
Ya Ya
Tidak Tidak
Impedansi Beda
Ratio Sama
kVA Beda
Tidak
Ya Ya
Tidak Tidak
Impedansi Beda
Ratio Beda
kVA Sama
Ya
Tidak
Ya Ya
Tidak
Impedansi Beda
Ratio Beda
kVA Beda
Tidak Ya
Ya Ya
Tidak
23. Daftar Pustaka
AREVA T & D. ( 2008 ). Power Transformers ( Vol. 1
Fundamentals ). Paris : Areva T&D.
http://komponenelektronika.biz/prinsip-kerja-
transformator.html
http://direktorilistrik.blogspot.co.id/2012/10/syarat-
memparalel-transformator-trafo.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Transformator
