Transformator AC 3 Fasa



LAPORAN PRAKTIKUM INDIVIDU


 
Judul Praktikum                      : Transforatormator 3 Fasa
Mata Kuliah / Kode                : Praktik Mesin Listrik / E3014023
Semester / SKS                       : 3 (tiga) / 2 SKS

Nama Mahasiswa                    : Supriyatna
NIM                                        : 5301412024
Kelompok                                : 1
Tanggal Praktikum                  : 3 Oktober 2013
Tanggal Penyerahan Laporan  : 10 Oktober 2013

Dosen Pengampu                    : Drs. Henry Ananta M.Pd.

Nilai                                         :





LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2013
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
Laboratorium: Elektro
Transformator 3 Fasa
Smt: 3 Praktek Ke: 1
Jurusan: Teknik Elektro
Waktu : 2 SKS

A.  Tujuan Praktikum

1.    Dapat merangkai berbagai hubungan transformator tiga fasa
2.    Dapat mengetahui perbandingan tegangan keluarannya

B.  Teori Dasar

Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fase yang disusun menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder. Ada dua metode utama untuk menghubungkan belitan primer yaitu hubungan segitiga dan bintang (delta dan wye).
Sedangkan pada belitan sekundernya dapat dihubungkan secara segitiga, bintang dan zig-zag (Delta, Wye dan Zig-zag). Ada juga hubungan dalam bentuk khusus yaitu hubungan open-delta (VV connection)

1. Konstruksi dan Prinsip Kerja transformator tiga fasa

Sebuah transformator 3 fasa dapat diperoleh dari 3 buah transformator satu fasa atau unit 3 fasa. Jika suplai 3 fasa yang digunakan adalah V1,V2, dan V3 dan masing-masing menghasilkan fluks (φ1,φ2, dan φ3) yang masing-masing fluks beda fasa 120º, maka berdasarkan hukum faraday pada lilitan primer dan lilitan sekunder masing-masing akan menghasilkan ggl induksi dan masing-masing fasa juga berjarak 120º.



Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu :

a.       Hubungan Bintang (Y)









Hubungan bintang ialah hubungan transformator tiga fasa, dimana ujung-ujung awal atau akhir lilitan disatukan. Titik dimana tempat penyatuan dari ujung-ujung lilitan merupakan titik netral. Arus transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan bintang yaitu; IA, IB, IC masing-masing berbeda 120°.

Transformator tiga phasa hubungan bintang.
Dari gambar diperoleh bahwa :

IA        = IB = IC = IL
IL        = Iph
VAB   = VBC = VCA = VL-L 
VL-L   = Vph 
Dimana :
VL-L   = tegangan line to line (Volt)
Vph     = tegangan phasa (Volt)
IL        = arus line (Ampere)
Iph       = arus phasa (Ampere)
b.      Hubungan Segitiga/ Delta (Δ)







Hubungan segitiga adalah suatu hubungan transformator tiga fasa, dimana cara penyambungannya ialah ujung akhir lilitan fasa pertama disambung dengan ujung mula lilitan fasa kedua, akhir fasa kedua dengan ujung mula fasa ketiga dan akhir fasa ketiga dengan ujung mula fasa pertama. Tegangan transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan segitiga yaitu; VA, VB, VC masing-masing berbeda 120°.
Transformator tiga phasa hubungan segitiga/delta.
Dari gambar diperoleh bahwa :

IA        = IB = IC = IL
IL        = Iph
VAB   = VBC = VCA = VL-L
VL-L   = Vph

Dimana :
VL-L   = tegangan line to line (Volt)
Vph     = tegangan phasa (Volt)
IL        = arus line (Ampere)
Iph       = arus phasa (Ampere)



c.       Hubungan Zig-zag






Transformatorzig–zag merupakan transformator dengan tujuan khusus.
 Salah satu aplikasinya adalah menyediakan titik netral untuk sistem listrik yang tidak memiliki titik netral. Pada transformator zig–zag masing–masing lilitan tiga fasa dibagi menjadi dua bagian dan masing–masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.

Transformator tiga phasa hubungan zig-zag.
Perbandingan Rugi-rugi untuk tiap kumparan yang terhubung Y, Δ, Zig-zag adalah:
Dimana :
iY        = arus pada kumparan yang terhubung Y
ρ          = hambatan jenis tembaga
LY       = panjang kumparan yang terhubung Y
AY      = Luas penampang kumparan yang terhubung Y
      = Luas penampang kumparan yang terhubung Δ
AZZ    = Luas penampang kumparan yang terhubung Zig-zag



2.      Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa

Dalam pelaksanaanya, tiga buah lilitan phasa pada sisi primer dan sisi sekunder dapat dihubungkan dalam bermacam-macam hubungan, seperti bintang dan segitiga, dengan kombinasi Y-Y, Y-Δ, Δ-Y, Δ-Δ, bahkan untuk kasus tertentu liltan sekunder dapat dihubungakan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi Δ-Z, dan Y-Z. Hubungan zig-zag merupakan sambungan bintang istimewa, hubungan ini digunakan untuk mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi apabila dihubungkan secara bintang dengan beban phasanya tidak seimbang. Di bawah ini pembahasan hubungan transformator tiga phasa secara umum :

a.       Hubungan Wye-wye (Y-Y)

Pada hubungan bintang-bintang, rasio tegangan fasa-fasa (L-L) pada primer dan sekunder adalah sama dengan rasio setiap trafo. Sehingga, tejadi pergeseran fasa sebesar 30° antara tegangan fasa-netral (L-N) dan tegangan fasa-fasa (L-L) pada sisi primer dan sekundernya.

Hubungan bintang-bintang ini akan sangat baik hanya jika pada kondisi beban seimbang. Karena, pada kondisi beban seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol. Dan apabila terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang kemudian dapat menyebabkan timbulnya rugi-rugi.



Tegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasa sekunder dan perbandingan belitan transformator maka, perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder pada transformator hubungan Y-Y adalah :




Gambar Transformator 3 phasa hubungan Y-Y.








b.      Hubungan Wye-delta (Y-Δ)

Transformator hubungan Y-Δ, digunakan pada saluran transmisi sebagai penaik tegangan. Rasio antara sekunder dan primer tegangan fasa-fasa adalah 1/√3 kali rasio setiap trafo. Terjadi sudut 30° antara tegangan fasa-fasa antara primer dan sekunder yang berarti bahwa trafo Y-Δ tidak bisa diparalelkan dengan trafo Y-Y atau trafo Δ-Δ. Hubungan transformator Y-Δ dapat dilihat pada Gambar  Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan phasa primer (VLP=√3VPhP), dan tegangan kawat ke kawat sekunder sama dengan tegangan phasa (VLS=VphS), sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan Y-Δ adalah :


Gambar  Transformator 3 phasa hubungan Y-Δ.

c.       Hubungan Delta-wye (Δ-Y)

Transformator hubungan Δ-Y, digunakan untuk menurunkan tegangan dari tegangan transmisi ke tegangan rendah. Transformator hubungan Δ-Y dapat dilihat pada Gambar Pada hubungan Δ-Y, tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer (VLP=VphP ), dan tegangan sisi sekundernya ( VLS=√3VphS), maka perbandingan tegangan pada hubungan Δ-Y adalah :



GambarTransformator 3 phasa hubungan Δ-Y.




d.      Hubungan Delta - delta (Δ-Δ)

Pada transformator hubungan Δ-Δ, tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa sama untuk sisi primer dan sekunder transformator (VRS = VST = VTR = VLN), maka perbandingan tegangannya adalah :


Sedangkan arus pada transformator hubungan Δ-Δ adalah :
IL        =√3Ip

Dimana :
IL        = arus line to line
IP        = arus phasa

3.  Sambungan transformator 3 fasa
Terdapat bermacam-macam kombinasi sambungan di dalam transformator 3 fasa. Kombinasi sambungan transformator tersebut dapat digunakan untuk memindahkan daya dari daya 3 fasa ke daya 3 fasa, dari tiga fasa ke enam fasa, dan  sebagainya.

Terdapat kombinasi sambungan transformator 3 fasa yaitu seperti tabel berikut
Primer
Sekunder
Penulisan
Bintang
Bintang
Yy
Bintang
Segitiga
Yd
Bintang
Zig-zag
Yz
Segitiga
Bintang
Dy
Segitiga
Segitiga
Dd
Segitiga
Zig-zag
Dz

a.    Sambungan Bintang (Y)
Pada sambungan ini diperoleh persamaan:
Vfasa(Vf)        =Vline /

Ifasa (If)          = I line (IL)
Daya                =VL*IL*
 cosϕ
Daya                =3*Vf*If*cosϕ

b. Sambungan Segitiga (∆)
Pada sambungan ini diperoleh persamaan:
Vfasa(Vf)        = Vline(VL)
Arus fasa (If)  = I line(IL)*

Daya                =VL*IL*
 *cosϕ
Daya                =3*Vf*If*cosϕ

c. Sambungan Liku-Liku
Sebuah transformator 3 fasa dapat disambung liku-liku (zig-zag) jika pada lilitan sekunder tiap fasa minimal mempunyai 2 buah kumparan. Pada sambungan ini diperoleh persamaan:
Vfasa(Z)          = 0,866 V fasa (Y)
Arus fasa (If)  = I line (IL)
Daya                = VL*IL*
 *cosϕ

4. Kelompok sambungan transformator 3 fasa

Vektor tegangan pada sisi primer dan sekunder suatu transformator dapat dibuat searah, yaitu dengan mengubah arah lilitannya. Pada transformator 3 fasa, arah tegangan masing-masing sisi akan menimbulkan beda fasa. Arah dan besar perbedaan fasa tersebut mengakibatkan adanya bemacam-macam kelompok sambungan. Untuk menentukan jenis kelompok sambungan transformator 3 fasa khususnya menggunakan sisitem jam, diambil sisi primer dianggap sebagai sisi tegangan tinggi, dan sisi sekunder dianggap sebagai sisi tegangan rendah. Vektor tegangan pada sisi primer dipakai sebagai jarum panjang jam, sedangkan vektor tegangan tegangan pada sisi sekunder sebagai jarum pendek jam. Jika jarum panjang dan jarum pendek jam tersebut disatukan, maka pada vektor tegangan pada fasa tegangan yang sama akan nampak perbedaan fasa antara vektor tegangan primer dan vektor tegangan sekunder.

Berikut contoh kelompok sambungan transformator 3 fasa:
a. Transformator 3 fasa kelompok 0º atau kelompok 0
b. Transformator 3 fasa kelompok 180º atau kelompok 6
c. Transformator 3 fasa kelompok -30º atau kelompok 1
d. Transformator 3 fasa kelompok +30º atau kelompok 11


C.  Alat  dan Bahan yang diperlukan

a.    Transformator 3 Fasa
b.   Multimeter
c.    Kabel Penghubung (Jumper)


D.  Langkah Kerja

1.      Persiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktik transformator tiga fasa
2.      Hubungkan regulator pada sumber tegangan ac.
3.      Hubungkan transformator pada regulator yang telah terhubung ke sumber tegangan.
4.      Setelah terhubung semua, sambung atau rangkai trafo sesuai perintah yang ada dalam joobsheet, dalam meramgkai missal delta-delta trafo harus dalam keadaan off.
5.      Setelah dirangkai sesuai joobsheet, lalu ukur tegangan primer dan tegangan sekunder pada transformator.
6.      Catat hasil pengukuran dalam tabel yang ada pada joobsheet.
7.      Untuk gambar rangkaian yang akan disusun dapat dilihat dibawah ini.










E.  Data Pengukuran

Pengujian transformator 3 fasa

NO
Kelompok hubungan
Tegangan Primer (V)
Tegangan Sekunder (V)
VL
VF
VL
VF
1
Dd0
220
220
50
50
2
Yy0
220
110
50
25
3
Dy5
220
220
100
50
4
Yd5
220
110
25
25
5
Dd6
220
220
50
50
6
Yy6
220
110
50
25
7
Dy11
220
220
100
50
8
Yd11
220
110
25
25
                                                                                   
















F.   Analisis dan Pembahasan

Dari hasil praktikum transformator 3 fasa yang saya lakukan dapat di analisa sebagai berikut:
1.      Berdasarkan tabel dari hasil praktik, jika rangkaian transformator 3 fasa di rangkai delta-delta seperti gambar pada langkah kerja, maka hasil yang di dapat pada tegangan primer  VL dan VF mempunyai nilai tegangan yang sama, begitu pula dengan tegangan sekunder mepunyai nilai tegangan VL dan VF yang sama.
2.       Berdasarkan tabel dari hasil praktik, jika rangkaian transformator 3 fasa di rangkai bintang-bintang seperti gambar pada langkah kerja, maka hasil yang di dapat pada tegangan primer  VF  mempunyai nilai tegangan dua kali lipat tegangan VL, dan pada tegangan sekunder mepunyai nilai tegangan VF dua kali nilai tegangan VL.
3.      Berdasarkan tabel dari hasil praktik, jika rangkaian transformator 3 fasa di rangkai delta-bintang seperti gambar pada langkah kerja, maka hasil yang di dapat pada tegangan primer  VL dan VF mempunyai nilai tegangan yang sama, dan pada tegangan sekunder nilai tegangan VF dua kali nilai tegangan VL.
4.      Berdasarkan tabel dari hasil praktik, jika rangkaian transformator 3 fasa di rangkai bintang-delta seperti gambar pada langkah kerja, maka hasil yang di dapat pada tegangan primer  VF dua kali tegangan VL, dan pada tegangan sekunder mepunyai nilai tegangan VL dan VF yang sama.







G. Kesimpulan

Dari praktikum yang saya lakukan dapat diambil kesimpulan :

Ø  Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fase yang disusun menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder.
Ø  Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu : Hubungan Bintang (Y), Hubungan Segitiga/ Delta (Δ), Hubungan Zig-zag.
Ø  Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa : Hubungan Wye-wye (Y-Y), Hubungan Wye-delta (Y-Δ), Hubungan Delta-wye (Δ-Y), Hubungan Delta - delta (Δ-Δ).
Ø  Jika rangkaian trafo 3 fasa dirangkai delta-delta maka nilai tegangan primer VL danVF mempunyai nilai sama, begitu pula dengan tegangan sekunder.
Ø  Jika rangkaian trafo 3 fasa dirangkai bintang-bintang maka nilai tegangan primer VF dua kali tegangan VL, begitu pula dengan tegangan sekunder.
Ø  Jika rangkaian trafo 3 fasa dirangkai delta-bintang maka nilai tegangan primer VL danVF mempunyai nilai sama, namun tegangan sekunder VF dua kali VL
Ø  Jika rangkaian trafo 3 fasa dirangkai bintang-delta kebalikan dari pemasangan delta-bintang.

H. Jawaban Pertanyaan
Jawab:
1.    Menurut saya perlu karena agar pada trafo tersebut jika terjadi konslet atau hubung singkat sudah ada kabel yang ditanahkan atau berfungsi sebagai groun sehingga bila terjadi seperti hubung singkat tidak terlalu berbahaya atau tidak sampai terjadi kebakaran.

2.    Keuntungan
a.       Mempunyai effisiensi yang tinggi
b.      Power Factor cukup baik
c.       Perawatannya lebih mudah
d.      Peralatan asutnya sangat sederhana.
kerugian antara lain:
a.       Untuk pengaturan kecepatannya tidak bisa dilaksanakan tanpa mengurangi effisiensinya.
b.      Kecepatannya turun dengan meningkatnya beban yang diberikan.
c.        Arus asut yang dihasilkan sangat besar dan memberikan pengaruh juga terhadap Torsi Starting yang kecil.

3.    Trafo 3 fasa adalah 3 buah trafo 1 fasa yang digabung salah satu ujung kumparannya. Jadi pada trafo 3 fasa mempunyai 4 buah terminal : 3 buah untuk listrik 3 fasa ( R, S dan T ) dan yang satu lagi untuk nol (gabungan dari 3 ujung kumparan) Kelebihan trafo 3 fasa dengan 1 fasa : tidak ada (hanya kelebihan jumlah trafo saja).



Download tulisan ini secara lengkap dan gratis dengan klik DISINI
Terima Kasih Anda Telah Membaca Artikel
Judul: Transformator AC 3 Fasa
Ditulis Oleh Handi
Berikanlah saran dan kritik atas artikel ini. Salam blogger, Terima kasih

Post a Comment