4. 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
ENERGY
LISTRIK
ENERGY
LISTRIK
TRANSFORMER
TRANSFORMER
5. 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
6. 1831, Michael Faraday mendemonstrasikan sebuah koil dapat
menghasilkan tegangan dari koil lain.
1832, Joseph Henry menemukan bahwa perubahan flux yang
cepat dapat menghasilkan tegangan koil yang cukup tinggi
1836, Nicholas Callan memodifikasi penemuan Henry dengan dua
koil.
1850 – 1884, era penemuan generator AC dan penggunaan listrik AC
1885, Georges Westinghouse & William Stanley mengembangkan
transformer berdasarkan generator AC.
1889, Mikhail Dolivo-Dobrovolski mengembangkan transformer 3
fasa pertama
12. 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) .
13. V2
Iex membangkitkan arus gaya maknit (ф / sefasa dengan iex )
Mengalir arus a(iex / -90o )
ф Membangkitkan tegangan tentang (e1 / -90o terhadap ф)
Ф Membangkitkan tegangan
Sekunder (e2 / -90o terhadap ф)
Iex
Ф E1
E2
Trafo dihubungkan dengan sumber tegangan V1.
Iex
Karena trafo tersebut tidak
berbeban, maka v2 = e2
/2 (3/2)
2O
V1
INTI BESI
PRIMER SEKUNDER
Ф
E1 E2
V1~
V1
Iex
Ф
E2, E1
14. Daya pada rangkaian primer = daya pada rangkaian sekunder
V1 V2
I1 I2
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
15. Untuk mempermudah analisis dalam pengujian, rangkaian primer dan
sekunder dibuat menjadi sebuah rangkaian yang disebut rangkaian
Equivalent.
Rugi tembaga sekunder dilihat
dari primer = I2
2 x R2
= I1
2 (I2
2/I1
2) x R2
= I1
2 (I2/I1)2 x R2
= I1
2 x a2 x R2
Dari sini maka resistan sekunder
dilihat dari primer (R2’) = a2 R2
Dan reaktan sekunder dilihat
dari primer (X2’) = a2 X2
V2
RANGKAIAN
PRIMER
RANGKAIAN
SEKUNDER
E1 E2
R1 X1 R2X2
V1
I1 I2
R2’X2’
V1
I1
R1 X1
16. Sebuah trafo ideal mempunyai 90 lilitan disisi primer dan 2250
lilitan di sisi sekunder terhubung pada sumber tegangan 120V
60Hz
Hitung:
Tegangan efektif yang melalui terminal sekunder
Tegangan peak yang melalui terminal sekunder
Tegangan sesaat yang melalui sisi sekunder ketika tegangan sesaat yang
melalui sisi primer adalah 37 V
Jawab:
A. E1/E2 = N1/N2
120/E2 = 90/2250
E2 = 3000 V
B. E2peak = √2 E2
= 1,414 x 3000
= 4242 V
C. Ketika e1 = 37 V maka
N2/N1 = 2250/90
= 25 (rasio)
e2 = 25 x 37
= 925 V
19. 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.
EDDY CURRENT
INTI BERLAPIS
DAN DISEKAT
20. RUGI HYSTERISIS
Iex
Rugi hysterisis memperbesar Iex
Untuk mengurangi rugi hysterisis,
inti trafo dibuat dari besi lunak
Rugi hysterisis dan arus pusar tetap,
tidak tergantung besar beban
21. A
l
R
R = Tahanan (Ohm)
ρ = Tahanan jenis (Ohm.m)
l = Panjang (m)
A = Luas penampang (m2)
22. 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
23. Pada rangkaian praktis, terdapat rugi inti yang dinyatakan dengan Xm
dan Rm
V2E1
E2
R1 Xf1 R2Xf2
V1
I1 I2
Xm Rm
24. 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.
25. 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
27. Konstruksi trafo tiga fasa terdiri dari rangaian tiga buah trafo satu
fasa
SR T
r s t
28. ILine
IFasaVLL
VLN
R
S
T
N
R
ST
N
ILine = IFasa
VRS = VR – VS
= VR.√3.
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
VR
VT
VS
Vrs
-VS
Vrs
N
Bila rangkaian primer atau sekunder trafo terhubung bintang
29. Bila rangkaian primer atau sekunder trafo terhubung delta
R
S
T
IR
VLine = VFasa
Ir
Is
It
VLine = VFasa
IR = Ir – It
= Ir.√3.
IR = IS = IT = ILine = Arus Line
Ir = Is = It = IFasa = Arus Fasa
VRS = VST = VTR
= Tegangan Line
P3 Fasa = Daya Trafo Tiga Fasa
Ir
Is
It
- It
IR
ILine = IFasa. 3 Maka IFasa = ILine / 3
P3 Fasa = 3.IFasa.V = 3.(Iline / 3).V
= ILine.V. 3
34. Memproteksi trafo dari arus berlebih
Arus berlebih adalah arus yang melebihi arus
nominal dalam jangka waktu tertentu
OCR
CTCB CB
Yd
CT
OCR
35. Memproteksi trafo dari kesalahan/gangguan
grounding
Berlaku hanya untuk trafo yang titik netralnya di
hubungkan ke ground
Prinsip kerja mirip over current relay
CB CB
Yd
CT
GFR
36. Memproteksi terhadap kebocoran arus
Prinsipnya pada perbedaan arus masuk dan
keluar trafo
Dy1
CB CB
IP Is
DIFFERENTIAL
RELAY
CT1 (Dd0)
IS (CT1)
CT2(Yy0)
ACT
(Dy1)
IS (ACT)Id
IS (ACT)IS (CT1)
Ip = Arus primer
Is = Arus sekunder
Id = Arus diferensial
ACT = Auxilliary CT
37. Memproteksi trafo dari loncatan listrik di dalam
trafo
Memanfaatkan sifat kimiawi
SOURCE
ALARM
COMMAND
TANGKITRAFO
AIR RAKSA
GELAS KACA
GELEMBUNG GAS DARI TANGKI
TRAFO TERKUMPULDAN
MENDORONG GELAS KACA
KE BAWAH
GELEMBUNG
GAS DARI
TANGKI TRAFO
CONSERVATOR
38. Memproteksi dari tekanan berlebih sesaat
Tidak bereaksi pada tekanan berlebih, hal ini
telah ditangani oleh relief vent
SOURCE TRIP COMMAND
MEMBRAN
TANGKITRAFO
KAPILER
KENAIKAN
TEKANAN
MENDADAK MEMBRAN
39. Utomo, Heri Budi.(2002).Overhaul Trafo Tenaga
Tegangan Tinggi & Extra Tinggi.
AREVA T&D. (2008). Power Transformers (Vol. 1
Fundamentals). Paris: Areva T&D.
