Dokumen tersebut memberikan penjelasan tentang transformator (trafo) yang menjelaskan prinsip kerjanya, komponen-komponen utamanya seperti kumparan, inti besi, minyak pendingin, bushing, tangki, dan juga berbagai jenis transformator seperti step up, step down, autotransformator, serta penjelasan tentang kerja paralel transformator dan perlengkapan gardu transmisi.

1. DISUSUN OLEH
SANDI SETYA WIBOWO
1310502025
S1 TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS TIDAR
2015

2. Transformator atau lebih dikenal dengan
nama “transformer” atau “trafo” sejatinya adalah
suatu peralatan listrik yang mengubah daya
listrik AC pada satu level tegangan yang satu ke
level tegangan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik tanpa merubah frekuensinya.
Tranformator biasa digunakan untuk
mentransformasikan tegangan (menaikkan atau
menurunkan tegangan AC). Selain itu,
transformator juga dapat digunakan untuk
sampling tegangan, sampling arus, dan juga
mentransformasi impedansi.
Transformator terdiri dari dua atau lebih
kumparan yang membungkus inti besi
feromagnetik. Kumparan-kumparan tersebut
biasanya satu sama lain tidak dihubungkan
secara langsung. Kumparan yang satu
dihubungkan dengan sumber listrik AC
(kumparan primer) dan kumparan yang lain
mensuplai listrik ke beban (kumparan sekunder).
Bila terdapat lebih dari dua kumparan maka
kumparan tersebut akan disebut sebagai
kumparan tersier, kuarter.

3. Transformator bekerja
berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik. Tegangan masukan
bolak-balik yang membentangi
primer menimbulkan fluks magnet
yang idealnya semua bersambung
dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-
balik ini menginduksikan GGL dalam
lilitan sekunder. Jika efisiensi
sempurna, semua daya pada lilitan
primer akan dilimpahkan ke lilitan
sekunder.

4. 1. Kumparan Trafo
Kumparan trafo terdiri dari beberapa
lilitan kawat tembaga yang dilapisi
dengan bahan isolasi (karton, pertinax,
dll) untuk mengisolasi baik terhadap inti
besi maupun kumparan lain. Untuk trafo
dengan daya besar lilitan dimasukkan
dalam minyak trafo sebagai media
pendingin. Banyaknya lilitan akan
menentukan besar tegangan dan arus
yang ada pada sisi sekunder.Kadang kala
transformator memiliki kumparan tertier.
Kumparan tertier diperlukan untuk
memperoleh tegangan tertier atau untuk
kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan
tersebut, kumparan tertier selalu
dihubungkan delta. Kumparan tertier
sering juga untuk dipergunakan
penyambungan peralatan bantu seperti
kondensator synchrone, kapasitor shunt
dan reactor shunt.

5. 2. Inti Besi
Dibuat dari
lempengan-lempengan
feromagnetik tipis yang
berguna untuk
mempermudah jalan
fluksi yang ditimbulkan
oleh arus listrik yang
melalui kumparan. Inti
besi ini juga diberi isolasi
untuk mengurangi panas
(sebagai rugi-rugi besi)
yang ditimbulkan oleh
arus eddy “Eddy Current”.

6. 3. Minyak Trafo
Berfungsi sebagai media pendingin dan
isolasi. Minyak trafo mempunyai sifat media
pemindah panas (disirkulasi) dan mempunyai
daya tegangan tembus tinggi. Pada power
transformator, terutama yang berkapasitas
besar, kumparan-kumparan dan inti
besi transformator direndam dalam minyak-
trafo. Syarat suatu cairan bisa dijadikan sebagai
minyak trafo adalah sebagai berikut:
1. Ketahanan isolasi harus tinggi ( >10kV/mm )
2. Berat jenis harus kecil, sehingga partikel-
partikel inert di dalam minyak dapat
mengendap dengan cepat
3. Viskositas yang rendah agar lebih mudah
bersirkulasi dan kemampuan pendinginan
menjadi lebih baik
4. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah
menguap yang dapat membahayakan
5. Tidak merusak bahan isolasi padat
6. Sifat kimia yang stabil

7. Tabel Keterangan Minyak Trafo

8. 4. Bushing
Sebuah konduktor
(porselin) yang
menghubungkan kumparan
transformator dengan
jaringan luar. Bushing
diselubungi dengan suatu
isolator dan berfungsi
sebagai konduktor tersebut
dengan tangki
transformator. Selain itu
juga bushing juga berfungsi
sebagai pengaman hubung
singkat antara kawat yang
bertegangan dengan tangki
trafo.

9. 5. Tangki dan Konservator
(Khusus untuk Tansformator
Basah)
Pada umumnya bagian-
bagian dari trafo yang terendam
minyak trafo ditempatkan di
dalam tangki baja. Tangki trafo-
trafo distribusi umumnya
dilengkapi dengan sirip-sirip
pendingin ( cooling fin ) yang
berfungsi memperluas
permukaan dinding tangki,
sehingga penyaluran panas
minyak pada saat konveksi
menjadi semakin baik dan
efektif untuk menampung
pemuaian minyak trafo, tangki
dilengkapi dengan konservator.

10. 1. Transformator Step-UP
Transformator step-up adalah
transformator yang memiliki lilitan
sekunder lebih banyak daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi
sebagai penaik tegangan.
Transformator ini biasa ditemui
pada pembangkit tenaga listrik
sebagai penaik tegangan yang
dihasilkan generator menjadi
tegangan tinggi yang digunakan
dalam transmisi jarak jauh.

11. 2. Transformator Step-Down
Transformator step-
down memiliki lilitan
sekunder lebih sedikit
daripada lilitan primer,
sehingga berfungsi
sebagai penurun
tegangan. Transformator
jenis ini sangat mudah
ditemui, terutama dalam
adaptor AC-DC.

12. 3. Autotransformator
Transformator jenis ini hanya
terdiri dari satu lilitan yang berlanjut
secara listrik, dengan sadapan tengah.
Dalam transformator ini, sebagian
lilitan primer juga merupakan lilitan
sekunder. Fasa arus dalam lilitan
sekunder selalu berlawanan dengan
arus primer, sehingga untuk tarif daya
yang sama lilitan sekunder bisa dibuat
dengan kawat yang lebih tipis
dibandingkan transformator biasa.
Keuntungan dari autotransformator
adalah ukuran fisiknya yang kecil dan
kerugian yang lebih rendah daripada
jenis dua lilitan. Tetapi transformator
jenis ini tidak dapat memberikan
isolasi secara listrik antara lilitan
primer dengan lilitan sekunder. Selain
itu, autotransformator tidak dapat
digunakan sebagai penaik tegangan
lebih dari beberapa kali lipat (biasanya
tidak lebih dari 1,5 kali)

13. 4. Autotransformator Variabel
Autotransformator variabel sebenarnya
adalah autotransformator biasa yang
sadapan tengahnya bisa diubah-ubah,
memberikan perbandingan lilitan primer-
sekunder yang berubah-ubah.
5. Transformator Isolasi
Transformator isolasi memiliki lilitan
sekunder yang berjumlah sama dengan
lilitan primer, sehingga tegangan sekunder
sama dengan tegangan primer. Tetapi pada
beberapa desain, gulungan sekunder
dibuat sedikit lebih banyak untuk
mengkompensasi kerugian. Transformator
seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara
dua kalang. Untuk penerapan audio,
transformator jenis ini telah banyak
digantikan oleh kopling kapasitor.

14. 6. Transformator Pulsa
Transformator pulsa adalah transformator yang
didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang
pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti
yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai
titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena
GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika
terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya
memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat
arus pada lilitan primer berbalik arah.
7. Transformator Tiga Fasa
Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga
transformator yang dihubungkan secara khusus satu
sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara
bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara
delta (Δ).

15. 1. Keadaan Transformator Tanpa
Beban
Bila kumparan primer
transformator dihubungkan dengan
sumber tegangan V1 yang sinusoid
maka akan mengalir arus primer Io
yang juga sinusoid dan dengn
menganggap belitan N1 reaktif
murni, Io akan tertinggal 90o dari
V1 dan fluks sefasa dengn Io.
Dengan mengabaikan rugi tahanan
dan adanya fluks bocor: Arus primer
Io yang mengalir dalam
kenyataannya bukan merupakan
arus induktif murni, tapi terdiri atas
komponen:
1. Komponen arus pemagnetan (Im)
2. Komponen arus rugi tembaga (Ic)

16. 2. Keadaan Transformator Berbeban
Apabila kumparan skunder dihubungkan
dengan beban ZL, I2 akan mengalir pada
kumparan skunder dimana I2 = V2/ZL.
Persaman arus yang mengalir: I1 = Io + I2’ Io
= Im dianggap kecil N1 I1 = N2 I2 atau I1 / I2
= N2 / N1

17.  Syarat Kerja Paralel Transformator :
1. Perbandingan tegangan harus sama, utk mencegah arus
sirkulasi dlm rankaian parallel.
2. Polaritas transformator harus sama, utk mencegah
terjadinya arus sirkulasi karenaadanya beda potensial pada
polaritas yg berbeda.
3. Tegangan impedansi pada keadaan beban penuh harus
sama, agar kedua transformator membagi beban sesuai
dengan kemampuan KVAnya, sehingga tak
terjadi pembebanan lebih pada salah satu trafo.
4. Perbandingan reaktansi terhadap tegangan sebaiknya sama,
agar kedua transformator bekerja pada factor daya yang
sama.

18.  Perlengkapan Gardu Transmisi
1. Busbar atau Rel : Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-
trafotenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik
lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik.
2. Ligthning Arrester : Biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi
sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk)
dari gangguantegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge).
3. Transformator instrument atau Transformator ukur : Untuk
proses pengukuran.
4. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS) : Berfungsi
untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi
lain yang bertegangan.
5. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) : Berfungsi
untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban
(pada kondisiarus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan).
6. Sakelar Pentanahan : Sakelar ini untuk menghubungkan kawat
konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk
menghilangkan/mentanahkantegangan induksi pada konduktor pada
saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem.
7. Kompensator : Alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh
tegangan pada saluran transmisi atau transformator. SVC (Static Var
Compensator ) berfungsi sebagai pemelihara kestabilan.
8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi : (Supervisory Control And
Data Acquisition) berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan
komunikasi dataserta tele proteksi dengan memanfaatkan
penghantarnya.

19.  Gambar Rangkaian Paralel Transformator

20.  http://bit.ly/fxzulu
 http://duniaelektonika.blogspot.co.id/2013/01/jenis-jenis-
transformator-atau-trafo_31.html
 http://teknik-ketenagalistrikan.blogspot.co.id/2013/05/karakteristik-
transformator-trafo.html#.VnQxG79vGbA
 http://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prinsip-kerja-
trafo/
 http://yandi-sage.blogspot.co.id/2009/11/transformator.html
 http://www.oprekpc.com/forum/printview.php?t=21744&start=0&sid=5
a82f1780134eabd1bf0e4041a8f9798
 https://www.google.com/imgres?imgurl=http://1.bp.blogspot.com/-N-
xYOiKI2dw/UWgXcFGtgmI/AAAAAAAAArA/RBv_V80LH9Q/s1600/skema
%252Btrafo%252B2.jpg&imgrefurl=http://hassanphotoshop.blogspot.co
m/2013/10/cara-pararelmenggabungkan-
trafo.html&h=930&w=1500&tbnid=3u4oQ5uthrPqsM:&docid=17oTJtzjjy
yWUM&ei=-
kd1Vt2YGo7ajwOFoK7gDQ&tbm=isch&ved=0ahUKEwjd_bOM8efJAhUO7
WMKHQWQC9wQMwgfKAMwAw