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
Pendahuluan
Pengertian Transformator
Prinsip Kerja Transformator
Jenis – jenis Transformator
Karakteristik Transformator
Rugi – rugi
Paralel Transformator
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.
Bagian Utama Transformator
Inti Besi
Kumparan
Minyak Transformator
Tangki
Bushing
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”
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.
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.
Tangki
Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam
minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk
menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi
dengan konservator.
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.
Simbol Transformer
Transformer 1 fasa
Transformer 3 fasa
Yd
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).
Jenis – jenis Transformator
Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi 3 :
 Trafo Radio
 Trafo Pengukuran
Potential Transformer (PT)
Current Transformer (CT)
 Trafo Daya
Karakteristik Transformator
 Keadaaan Transformator Tanpa beban
 Keadaaan Transformator Berbeban
F
E1
I0
N1 N2
E2
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
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
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.
Rugi – Rugi Transformator
 Rugi-rugi arus pusar / eddy current
 Rugi-rugi hysterisis
 Rugi-rugi tembaga
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.
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
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
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).
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
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
TERIMAKASIH

Imam nugroho (transformator)

  • 1.
    TUGAS TEKNIK TENAGALISTRIK TRANSFORMATOR DOSEN PENGAMPU R. Suryoto Edy Raharjo., S.T., M.Eng. UNIVERSITAS TIDAR Oleh : Imam Nugroho 1410502011 S-1 Teknik Mesin
  • 2.
    Pendahuluan Pengertian Transformator Prinsip KerjaTransformator Jenis – jenis Transformator Karakteristik Transformator Rugi – rugi Paralel Transformator
  • 3.
    Pengertian Transformator Transformator merupakansuatu 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.
  • 4.
    Bagian Utama Transformator IntiBesi Kumparan Minyak Transformator Tangki Bushing
  • 5.
    Inti Besi Inti besiberfungsi 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 kawatberisolasi 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 besartrafo 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-bagiandari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.
  • 9.
    Bushing Hubungan antara kumparantrafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.
  • 10.
    Simbol Transformer Transformer 1fasa Transformer 3 fasa Yd
  • 11.
    Prinsip Kerja Transformator Prinsipdasar 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 – jenisTransformator Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi 3 :  Trafo Radio  Trafo Pengukuran Potential Transformer (PT) Current Transformer (CT)  Trafo Daya
  • 13.
    Karakteristik Transformator  KeadaaanTransformator Tanpa beban  Keadaaan Transformator Berbeban F E1 I0 N1 N2 E2
  • 14.
    Keadaan Tanpa Beban Bilakumparan 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 sinusoidini 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 V2V1E1 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.
  • 17.
    Rugi – RugiTransformator  Rugi-rugi arus pusar / eddy current  Rugi-rugi hysterisis  Rugi-rugi tembaga
  • 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  Rugihysterisis 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 tembagaadalah 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 duabuah 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 Yangdi 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
  • 24.