POLARITAS TRANSFORMATOR

1. TEKNIK TRANSFORMATOR
MODEL POLARITAS TRAFO
NAMA : NASARUDDIN
NIM : D41111287
SUB PRODI : TEKNIK ENERGI LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN
2013

2. PEMBAHASAN
A. POLARITAS TRANSFORMATOR Polaritas adalah penting dalam transformator dan peralatan proteksi. Yang jelas pengertian polaritas berguna dan sangat penting untuk bab-bab berikutnya. Petunjuk polaritas ini untuk transformator baik yang ditetapkan oleh standar yang berlaku untuk semua jenis transformator. Ada dua jenis polaritas: pengurangan dan penjumlahan. Keduanya mengikuti aturan yang sama. Daya dan transformator adalah pengurangan, sedangkan beberapa trafo distribusi adalah penjumlahan. Penandaan polaritas bisa menjadi titik, persegi, atau X, atau dapat ditunjukkan dengan tanda-tanda terminal transformator standar, praktek-praktek yang bervariasi selama bertahun-tahun. Hal ini mudah untuk menetapkan polaritas oleh X dalam buku ini. Dua aturan dasar polaritas transformator digambarkan pada Gambar. 3.4 dan diterapkan untuk kedua jenis. Antara lain : 1. Arus yang mengalir di tanda polaritas satu kumparan mengalir keluar dari tanda polaritas kumparan yang lain. Kedua arus secara substansial di fasa.
Gambar 3.4 Definisi polaritas untuk transformator: (a) pengurangan polaritas ; (b)

3. penjumlahan polaritas. 2. Tegangan jatuh dari polaritas ke non polaritas menemukan satu kumparan pada dasarnya pada fasa dengan tegangan jatuh dari polaritas ke non polaritas di kumparan (s) lain. Arus melewati, dan tegangan ke seberang, transformator secara substansial pada fasa, karena arus magnetisasi dan penurunan impedansi melalui transformator sangat kecil dan dapat dianggap diabaikan. Hal ini normal dan praktis untuk definisi ini. Tanda-tanda polaritas transformator arus ditunjukkan pada Gambar. 3.5. Perhatikan bahwa arah arus sekunder adalah sama terlepas apakah tanda polaritas bersama-sama pada satu sisi atau di sisi lainnya. Gambar 3.5 Tanda polaritas untuk transformator arus. Untuk transformator arus (CTs) terkait dengan pemutus rangkaian dan bank transformator, adalah praktek umum untuk tanda polaritas yang terletak di sisi yang jauh dari peralatan yang berhubungan. Aturan drop tegangan sering kali diabaikan dalam definisi polaritas transformator, tetapi merupakan alat yang sangat berguna untuk memeriksa hubungan fasa melewati bank transformator wye-delta, atau pada menghubungkan sebuah bank transformator untuk pergeseran fasa tertentu yang diperlukan oleh sistem daya . ANSI / IEEE standar untuk menyatakan transformator yang tegangan tinggi harus mendahului tegangan rendah sebesar 30 ° dengan wye-delta atau bank delta-wye. Dengan demikian, hubungan yang

4. berbeda diperlukan jika sisi wye tinggi dibandingkan jika sisi yang tinggi adalah delta. Sistem sambungan untuk kedua kasus ditunjukkan pada Gambar. 3.6. Diagram di bawah sambungan transformator tiga fasa menggambarkan penggunaan aturan drop tegangan untuk menyediakan atau memeriksa hubungan. Panah atas penurunan tegangan telah diabaikan (sebaiknya tidak digunakan), karena itu tidak diperlukan dan dapat menyebabkan kebingungan. Dalam Gambar. 3.6a, pengecekan dibuat dengan mencatat bahwa a ke n dari polaritas ke non polaritas di sisi kiri kumparan ini memasuki tahapan dengan A sampai B dari polaritas untuk non polaritas di sisi kanan kumparan. Demikian pula, b ke n (polaritas untuk non polaritas) adalah fasa dengan B ke C (polaritas ke non polaritas) di tengah transformator, dan c ke n (polaritas ke non polaritas) adalah fasa dengan C ke A
Gambar 3.6 Aturan polaritas tegangan drop berguna dalam pemeriksaan atau menghubungkan bank transformator wye-delta: (a) hubungan wye mendahului, hubungan delta 30o ; (b) hubungan delta mendahului, hubungan wye 30o.(polaritas ke nonpolarity) melewati transformator rendah. Dari sini, dengan membandingkan tegangan line-ke- netral pada kedua sisi, terlihat bahwa fasa a-ke-n tegangan mendahului tegangan fasa-A- ke-netral. Oleh karena itu, sisi wye akan menjadi sisi tegangan tinggi jika ini adalah ANSI / IEEE transformator standar. Teknik yang sama penerapan penurunan tegangan untuk Gambar. 3.6b menunjukkan bahwa untuk hubungan ini bank tiga fase polaritas penurunan tegangan untuk non polaritas atau fasa a ke n adalah fasa dengan polaritas penurunan tegangan

5. untuk non polaritas atau fase A ke fasa C. Demikian pula, penurunan tegangan fasa b ke fasa n sedang dalam tahap dengan penurunan tegangan fase B ke A, dan penurunan tegangan fasa c ke n adalah fasa dengan penurunan tegangan fasa C ke fase B. Dengan membandingkan tegangan serupa pada kedua sisi transformator, penurunan tegangan fasa A ke netral mendahului penurunan tegangan fasa a ke n dengan 30o, sehingga kumparan delta akan menjadi sisi tegangan tinggi jika ini adalah ANSI / IEEE bank transformator standar. Teknik ini sangat berguna untuk membuat sambungan transformator tiga fasa yang tepat dari diagram tegangan yang diinginkan atau diketahui atau persyaratan fasa. Ini adalah alat yang sangat kuat, sederhana dan mudah untuk digunakan.
Karena standar ANSI / IEEE telah ada selama beberapa tahun, kebanyakan bank trafo dalam pelayanan ini mengikuti standar ini, kecuali di mana tidak mungkin karena kondisi sistem yang sudah ada sebelumnya. Bertahun-tahun yang lalu, dengan tidak adanya standar, sebuah koneksi besar berbagai digunakan. Beberapa referensi lama dan buku pelajaran mencerminkan hal ini.
Relay Polaritas Relay meliputi interaksi antara dua jumlah input dari jaringan listrik dapat memiliki polaritas tanda yang diperlukan untuk operasi yang benar. Tidak ada standar di daerah ini, jadi jika polaritas koneksi relay adalah penting, produsen relay harus sama- sama menentukan tanda-tanda polaritas dan jelas dokumen artinya. Relay bahwa rasa arah arus (atau kekuasaan) aliran pada lokasi tertentu dan, sehingga, menunjukkan arah kesalahan, memberikan contoh praktis yang baik dari polaritas relay. Unit terarah biasanya tidak diterapkan saja, melainkan, dalam kombinasi dengan unit lainnya, seperti sensor kesalahan atau pendeteksi. Praktek yang umum adalah dengan menggunakan keluaran dari unit arah-sensor untuk mengontrol pengoperasian sensor kesalahan, yang sering merupakan instan atau unit-arus lebih waktu terbalik, atau kedua unit bersama. Jadi, jika arus yang sekarang ke arah operasi yang diinginkan (arah perjalanan) dan besarnya lebih besar dari sensor kesalahan yang minimum operasional saat ini

6. (seadanya), relay dapat beroperasi. Jika saat ini dalam arah yang berlawanan (“nontrip” atau zona), operasi tidak dapat terjadi meskipun besarnya arus lebih tinggi dari ambang saat ini. Sebuah unit arah-sensor membutuhkan kuantitas referensi yang cukup konstan terhadap arus pada rangkaian yang dilindungi rangkaian dapat dibandingkan. Untuk relay bertujuan untuk memberikan operasi untuk kesalahan jenis fasa, salah satu sistem tegangan Gambar. 3.3b dapat digunakan sebagai referensi. Untuk semua tujuan praktis, tegangan sistem yang paling tidak mengubah posisi mereka secara signifikan selama fasa sebuah kesalahan. Sebaliknya, arus fasa dapat bergeser sekitar 180o (dasarnya berbalik arah atau aliran) untuk kesalahan di salah satu sisi rangkaian CTs relatif terhadap sebuah kesalahan di sisi lain dari CTs. Tanda polaritas yang khas selama tiga jenis digunakan unit sensor arah yang ditunjukkan pada Gambar. 3.7. Ini menggunakan kebiasaan menunjukkan beberapa loop kumparan tegangan dan sebuah loop tunggal untuk kumparan arus, menempatkan rangkaian referensi atau rangkaian tegangan di atas rangkaian arus, dan menempatkan tanda-tanda polaritas diagonal, semua seperti yang ditunjukkan pada skema relay pada Gambar. 3.7.Jumlah referensi biasanya disebut sebagai "polarisasi" kuantitas, terutama untuk relay gangguan tanah, dimana salah satu atau kedua arus dan tegangan polarisasi digunakan. Tanda polaritas ini (Gambar 3.7) adalah simbol plus kecil (+) diletakkan, seperti digambarkan di atas salah satu ujung kumparan masing-masing, diagonal seperti yang ditunjukkan, atau

7. Gambar 3.7 Karakteristik Relay pada diagonal berlawanan. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 33, operasi relay tidak terpengaruh apakah tanda polaritas berada pada satu diagonal atau diagonal yang lain. Arti dari polaritas untuk relay tertentu harus dinyatakan dengan jelas dalam -kata atau dengan diagram, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.7. Ini menunjukkan karakteristik rancangan dasar dari sebuah relay individu, secara independen dari koneksi atau asosiasi dengan sistem daya. Istilah kawat torsi maksimum dan kawat torsi nol berasal dari rancangan elektromekanik lama digunakan dan masih umum dalam industri. Dengan rancangan padat, ini akan menjadi garis operasi atau ambang batas, tapi keraguan terminologi baiknya tidak akan terus berlanjut selama bertahun-tahun untuk semua jenis rancangan. Penafsiran dari polaritas relay digambarkan pada Gambar. 3,7 untuk tiga unit elektromekanik. Keadaaan padat unit dapat memiliki pengaturan untuk (1) sudut torsi maksimum dan (2) batas sudut dari zona operasi, tetapi aplikasi dan operasi adalah sama untuk kedua jenis. Dalam Gambar. 3.7A torsi operasi maksimum atau energi terjadi ketika

8. aliran arus dari polaritas untuk non polaritas (Ipq) mendahului dengan 30o penurunan tegangan dari polaritas untuk non polaritas (Vrs). Pengambilan minimum arah unit ditentukan pada torsi maksimum atau kondisi operasi. Seperti yang terlihat, unit akan beroperasi selama arus dari hampir 60 ° tertinggal tegangan referensi Vrs untuk hampir 120 ° mendahului. Beroperasi (perjalanan, dekat kontak) zona atau wilayah digambarkan oleh setengah bidang, dibatasi di satu sisi oleh torsi nol (non operasional) kawat dan memperluas dalam arah yang berisi acuan (polarisasi) dan jumlah operasi. Nilai arus lebih tinggi akan dibutuhkan saat Ipq deviasi dari kawat torsi maksimum. Relay dapat menyesuaikan kawat torsi untuk sensitivitas meningkat dengan menyesuaikan pada gangguan kawat. Torsi yang beroperasi di setiap sudut merupakan fungsi dari kosinus sudut antara arus (Ipq) dan kawat torsi maksimum, dan juga sebagai besaran jumlah operasi.Untuk proteksi gangguan tanah 60° Gambar. 3.7B digunakan dengan acuan 3 Vo (lihat Gambar 3.9.) dan nol (watt) Gambar. 3.7C dengan acuan arus 3 Io (lihat Gambar 3.10.).Gambar 3.7C juga digunakan untuk aplikasi daya atau var. Sebuah aplikasi umum adalah proteksi daya balik untuk generator. Sebuah jenis yang sama Gambar. Unit 3.7A arah elektromekanik memiliki sudut torsi maksimum pada 45 ° mendahului, dan bukan 30 ° mendahului. Kedua unit digunakan secara luas untuk proteksi kesalahan fasa. Solid-state dengan fitur sudut yang dapat disesuaikan dan dapat menyediakan berbagai sudut.
Transformator dapat membalik fase tegangan input dengan lilitan kumparan sekunder pada arah yang berlawanan dari kumparan primer. Gambar 5 menggambarkan metoda yang digunakan untuk mengidentifikasi hubungan fase input dan output transformator relative dalam diagram skema. Perlu dicatat bahwa apabila skema tidak berisi titik, maka tidak terjadi pembalikan fase.

9. Gambar 5 Pembalikan fase transformator
Polaritas transformator dapat diperlihatkan dengan cara member tanda titik pada terminal primer dan sekunder. Jenis penandaan ini digunakan pada transformator instrument (bukan trafo daya). Meskipun demikian pada transformator daya ujung-ujung kumparan tegangan tinggi diberi tanda H1 dan H2, dan ujung-ujung kumparan tegangan rendah diberi tanda X1 dan X2 (gambar 3-16). Dengan konvensi, H1 dan X1 mempunyai ualitas yang sama, yang berarti ketika H1 positif maka X1 juga positif. Penandaan ini digunakan untuk menetapkan hubungan terminal yang benar ketika transformator 1-fase dihubungkan parallel, seri atau konfigurasi 3-fase.

10. Gambar 6. Pemberian tanda pada terminal transformator
Dalam praktek empat terminal pada transformator dipasang dengan baku (standar) sehingga transformator mempunyai polaritas aditif atau substraktif. Jika terminal H1 terletakberseberangan secara diagonal dengan terminal X1 maka disebut polaritas Aditif. Jika terminal H1 berdekatan dengan X1 maka disebut polaritas substraktif. Gambar 7.
Gambar 7. Polaritas aditif dan substraktif.
SISTEM TRAFO 3 PHASA
Daya dengan jumlah yg besar dibangkitkan mengunakan system tiga- fase.Tegangan akan dibangkitkan dan diturunkan beberapa kali sebelum tegangan mencapai beban pada rumah atau pabrik.Transformasi dapat disempurnakan dengan mengunakan transformator hubungan bintang atau delta atau kombinasi dari keduanya bersama-sama dengan rasio tegangan trasformator yg membedakan.Transformator tiga- fase,mempuyai tiga kumparan primer dan tiga kumparan sekunder yg dipasang pada tiga kaki inti.Meskipun demikian akibat yg sama dapat dicapai dg mengunakan tiga transformator satu fase yg dihubungkan bersama untuk membentuk transformator tiga- fase bank.perlu untuk menyeimbangkan beban pada transformator bank shg setiap satu transformator tidak akan dibebani lebih.

11. Gambar 3-26 Hubungan tiga-fase tiga-kawat delta
Kedua jenis distribusi tiga-fase yg umum digunakan adalah tiga fase tiga kawat dan tiga-fase empat kawat.Sistem tiga-fase tiga-kawat hubungan delta(Gambar 3-26) digunakan untuk beban setimbang dan terdiri atas tiga kumparan transformator yg dihubungkan dari ujung ke ujung.Tiga kumparan tersebut dihubungkan dalam hubungan delta dan fase-fase berbeda 120 derajat listrik satu sama lain.Tegangan fase ke fase sama dengan tegangan kumparan..Dua tegangan yg paling umum digunakan di Industri adalah 208 V (US) atau 380 V (Indonesia) dan 600 V tiga-fase tiga-kawat. Output arus dari transformator tiga-fase tiga-kawat khususnya delta adalah arus kumparan dikalikan 1.73 yang akan memberikan kepada anda arus line. Angka 1.73 adalah akar 3 digunakan karena kumparan berbeda 120o listrik satu sama lain.
Distribusi tiga-fase lain yang umum digunakan adalah tiga-fase empat-kawat. Ada dua jenis distribusi tiga-fase empat-kawat:
- Tiga-fase empat-kawat bintang
- Tiga-fase empat-kawat delta
Sistim tiga-fase empat-kawat bintang (gambar 3-27) mempunyai beda fase yang dihubungkan pada titik bersama, yang disebut netral.Karena itu tidak satupun kumparan terpengaruh oleh kumparan yang lain. Oleh karena itu, sistim tiga-fase empat-kawat bintang digunakan untuk beban tidak seimbang. Fase-fase berbeda 120o listrik satu sama lain, fase-fase mempunyai titik bersama, sehingga tegangan dari fase ke fase adalah sama dengan tegangan dari fase ke netral dikalikan 1.73. Arus line sama dengan arus fase. Dua

12. tegangan yang paling umum digunakan adalah tiga-fase empat-kawat 120 V/208 V (USA) 220 V/380 V (Indonesia) dan tiga-fase empat-kawat 347 V/600 V.
Gambar 3-27 Hubungan tiga-fase empat-kawat sambungan bintang
Transformator tiga-fase empat-kawat hubungan delta digunakan untuk mensuplai beban penerangan satu-fase yang kecil dan beban daya tiga-fase pada waktu yang sama. Transformator tersebut ukurannya sampai dengan 150 kVA dan dibuat didalam satu unit seemikian rupa sehingga 5% kemampuan kilovolt-ampere dari transformator diambil dari tarikan tengah (centre tap) dari kumparan satu-fase. Jadi kapasitas tiga-fase tersebut berkurang 25%. Ada tiga tegangan yang dihasilkan dengan hubungan ini. Hubungan transformator yang diperlihatkan pada gambar 3-28 adalah untuk hubungan 120/208/240 V tiga-fase empat-kawat hubungan delta. 240 V tiga-fase diperoleh dari tiga-fase, 280 V satu-fase diperoleh dari fase A ke tap netral dan 120 V satu fase diperoleh dari fase B atau C ke tap netral. Untuk mendapatkan ketegangan fase A ke netral kalikan tegangan fase ke fase dengan 0.87 (cos 30):240x0.87 = 208 V.

13. Gambar 3-28 Hubungan tiga-fase empat-kawat sambungan delta
Gambar 3-29 menunjukkan susunan transformator step-down tiga-fase tiga-kawat sambungan delta-delta. Tiga transformator satu fase tersebut mempunyai kumparan primer dan sekunder dihubungkan delta. Jika primer mempunyai 2400 V dan rasio transformator 10:1, tegangan sekunder dalam hubungannya dengan tegangan primer ditentukan hanya melalui rasio, karena tegangan line dan fase hubungan delta adalah sama. Gambar 3-30 menunjukkan diagram sambungan tiga-fase empat-kawat bintang-bintang yang biasanya digunakan untuk mensuplai servis tiga-fase dan satu-fase. Transformator satu-fase dengan primer 2400 V, ketika dihubungkan bintang pada susunan tiga-fase, memerlukan 4160 V line dan untuk memberikan 2400 volt fase.
Vph
=

14. = 2400 V.
Jika primer transformer mempunyai tegangan 2400 V dan rasio transformator 20, maka tegangan sekundernya 120 V (USA), dan tegangan line akan sebesar 208 V (120x1.73) di Indonesia (220x1.73 = 380V).
Gambar 3-29 susunan transformator tiga-fse tiga-kawat delta-delta

15. Gambar 3-30 Susunan transformator tiga-fase empat-kawat hubungan bintang- bintang

16. KESIMPULAN
1. Polaritas adalah penting dalam transformator dan peralatan proteksi. Yang jelas pengertian polaritas berguna dan sangat penting untuk bab-bab berikutnya. 2. Ada dua jenis polaritas pada trafo yaitu subraktif dan adiktif.

17. DAFTAR PUSTAKA
Muchsin , ismail.2011. elektronika dan tenaga listrik. Universitas UMB.-
Suryana, naceb. 2011. Transformator dan Sistim Distribusi daya. Universitas mercu buana :Yogyakarta.