Pengertian Transformator ( trafo )
Transformator atau Trafo merupakan suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang
difungsikan untuk memindahkan atau mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke
rangkaian listrik lainya,
Dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu lewat suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Yang mana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan juga berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.
Dalam bidang teknik listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi:
Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti dilaminasi, Dikarenakan kumparan tersebut membentuk sebuah jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer.
Akibat adanya fluks di kumparan primer tersebut maka di kumparan primer terjadi induksi (self induction) Dan juga terjadi induksi di kumparan sekunder karena pengaruh dari induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi timbal-balik (mutual induction)
Yang mengakibatkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder bila rangkaian sekunder di bebani, Sehingga energi listrik bisa ditransfer keseluruhan (secara megnesisasi)
&space;N&space;\frac{d\Phi&space;}{dt}&space;(Volt) "e = (-) N \frac{d\Phi }{dt} (Volt)")
Dimana:
e = gaya gerak listrik (volt)
N = jumlah lilitan (turn)
= perubahan fluks magnet (weber/sec)
Perlu diingat bahwa hanya tegangan listrik arus bolak-balik yang bisa ditransformasikan oleh transformator. Sedangkan dalam bidang Elektronika, transformator dipakai sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban untuk menghambat arus searah (DC) sambil tetap melakukan arus bolak-balik antara rangkaian.
Tujuan utama memakai inti pada transformator adalah untuk mengurangi reluktansi (hambatan magnetis) dari rangkaian magnetis (common magnetic circuit).
Fluks yang sinusoidal ini akan menghasilkan tegangan induktansi e1 (Hukum Faraday):
Dimana :
e1 = gaya gerak listrik (Volt)
N1 = jumlah belitan di sisi primer (tum)
ω = kecepatan sudut putar (rad/sec)
Ф = fluks magnetik (weber)
Harga efektif:
Pada rangkaian sekunder, fluks (Ф) bersama tadi juga menimbulkan :
Harga efektifnya :
Sehingga perbandingan antara rangakaian primer dan sekunder adalah
Dimana:
E1 = ggl induksi di sisi primer (Volt)
E2 = ggl induksi di sisi sekunder (Volt)
N1 = jumlah belitan sisi primer (turn)
N2 = jumlah belitan sisi sekunder (turn)
a = faktor transformasi
Arus beban I2 ini akan membuat gaya gerak magnet (ggm) N2 I2 yang cenderung menentang fluks (Ф) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan.
Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I2, yang menentang fluks yang dibandingkan oleh arus beban I2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi:
Jika komponen arus rugi inti (Ic) diabaikan, maka I0 = Im, sehingga ;
Dimana :
I1 = arus pada sisi primer (Ampere)
I'2 = arus yang menghasilkan Ф2 (Ampere)
I0 = arus penguat (Ampere) Im = arus pemagnetan (Ampere)
Im = arus yang pemagnetan (Ampere)
Ic = arus rugi-rugi inti (Ampere)
Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM, maka berlaku hubungan:
Karena IM dianggap kecil, maka I2' = I1 Sehingga:
Rumus ini merupakan perhitungan untuk pendekatan. Karena arus beban berubah-ubah, loss atau rugi tembaga juga tidak konstan bergantung pada beban. Dan perlu diperhatikan pula resistansi disini merupakan resistansi AC.
- Rugi histerisis (Ph), yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak-balik pada inti besi yang dinyatakan sebagai:
Ph = kh Bmax1.6 (watt)
Kh = konstanta
Bmax = fluks maksimum (weber)
- Rugi arus eddy (Pe), yaitu rugi yang disebabkan arus pusar pada inti besi. Dirumuskan sebagai :
Pe = ke f2 B2max (watt)
Kh = konstanta
Bmax = fluks maksimum (weber)
Jadi, rugi besi (rugi inti) adalah :
Pi = Ph + Pe (watt)
Salah satu jenis kontruksi yang dapat dipakai yaitu inti shell seperti pada gambar berikut :
Dalam jenis inti (core type) kumparan dililitkan sekitar dua kaki inti magnetik persegi. Dalam jenis inti shell (shell type) kumparan dililitkan sekitar kaki tengah dari inti berkaki tiga dengan laminasi selikon-steel. Umumnya dipakai untuk transformator yang bekerja pada frekuensi dibawah beberapa ratus Hz.
Silikon-stell mempunyai sifat-sifat yang dikehendaki yaitu murah, rugi inti rendah dan permeabilitas tinggi pada rapat fluks tinggi.
Inti transformator yang dipergunakan dalam rangkaian komunikasi pada frekuensi tinggi dan tingkat energi rendah, kadang-kadang dibuat dari campuran tepung feromagnetik yang dimanfaatkan sebagai permalloy.
dari gambar diatas didapat bahwa:
IA = IB = IC = IL
IL - Iph
VAB = VBC = VCA = VL-L
VL-L = √3 Vph
Dimana :
VL-L = tegangan line to line (Volt)
Vph = tegangan phasa (Volt)
IL = arus line (Ampere)
Iph = arus phasa (Ampere)
Tegangan transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan delta yaitu : VA, VB, VC masing-masing berbeda 120°.
Dari gambar diatas didapat bahwa:
IA = IB = IC = IL
IL - √3 Iph
VAB = VBC = VCA = VL-L
VL-L = Vph
Dimana :
VL-L = tegangan line ke line (Volt)
Vph = tegangan fasa (Volt)
IL = arus line (Ampere)
Iph = arus fasa (Ampere)
Pada trafo zig-zag masing-masing belitan tiga fasa dibagi menjadi dua bagian dan masing-masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.
Hubungan zig-zag merupakan sambungan star istimewa, hubungan ini dipakai untuk mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi jika dihubungkan secara star dengan beban fasa-nya tidak seimbang. Dibawah ini pembahasan hubungan transformator tiga fasa secara umum:
Hubungan star-star ini akan sangat baik hanya bila pada kondisi beban seimbang. Dikarenakan, pada kondisi beban saat seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol. Dan jika terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang kemudian bisa menyebabkan timbulnya rugi-rugi.
Hubungan Y-Y pada transformator tiga fasa bisa dilihat pada gambar dibawah. Pada hubungan Y-Y, tegangan masing-masing primer fasa adalah :
Tegangan fasa primer sebanding dengan tegangan fasa sekunder dan perbandingan belitan transformator maka, perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder pada transformator hubungan Y-Y adalah:
Terjadi sudut 30° antara tegangan fasa-fasa antara primer dan sekunder yang berarti bahwa trafo Y-∆ tidak dapat diparalelkan dengan trafo Y-Y atau trafo ∆-∆.
Hubungan trafo Y-∆ bisa dilihat pada gambar dibawah . Pada hubungan tersebut tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan fasa primer (VLP = √3 VphP),
Dan tegangan kawat ke kawat sekunder sama dengan tegangan fasa (VLS = VphS), sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan Y-∆ adalah :
Pada hubungan ∆-Y, tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer (VLP = VphP), dan tegangan sisi sekundernya (VLS = √3VphS), maka perbandingan tegangan pada hubungan ∆-Y adalah :
Sedangkan arus pada trafo hubungan ∆-∆ adalah
Dimana :
IL = arus line to line
IP = arus phasa
Tegangan fasa ke fasa sistem jaringan tegangan rendah adalah 380V agar tegangan pada ujung penerima tidak lebih kecil dari 380V.
Pada kumparan primer akan mengalir arus bila kumparan primer dihubungkan ke sumber tegangan bolak balik, Sehingga pada inti trafo yang terbuat dari bahan fero magnetik akan terbentuk sejumlah garis-garis gaya magnet (fluks = Ф).
Karena arus yang mengalir merupakan arus bolak-balik, maka fluks yang terbentuk pada inti akan memiliki arah dan jumlah yang berubah-ubah. Apabila arus yang mengalir berbentuk sinusoidal, maka fluks yang terjadi akan berbentuk sinusoidal pula.
Karena fluks itu mengalir melalui inti yang mana pada inti tersebut terdapat belitan primer dan sekunder, Maka pada belitan primer dan sekunder itu akan timbul ggl (gaya gerak listrik) induksi, tetapi arah ggl induksi primer berlawanan dengan arah ggl induksi sekunder. Sedangkan frekuensi masing-masing tegangan sama dengan frekuensi sumbernya.
Dimana:
S = daya trafo (kVA)
V = tegangan sisi primer trafo (kV)
I = arus jala-jala (A)
Dengan demikian, untuk menghitung arus beban penuh (full load) bisa memakai rumus :
Dimana :
IFL = arus beban penuh (A)
S = daya trafo (kVA)
V = tegangan sisi primer trafo (kV)
Sedangkan untuk menghitung arus hubung singkat pada trafo dipakai rumus :
Dimana :
ISC = arus konsleting (A)
S = daya trafo (kVA)
V = tegangan sisi primer trafo (kV)
%Z = persen impedansi trafo
PN = IN2 RN
Dimana :
PN = losses pada penghantar netral trafo (Watt)
IN = arus yang mengalir pada netral trafo (A)
Dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu lewat suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Yang mana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan juga berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.
Dalam bidang teknik listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi:
- Transformator daya
- Transformator distribusi
- Transformator pengukuran yang terdiri dari trafo arus dan trafo tegangan.
1. Prinsip Kerja Transformator (trafo)
Transformator atau trafo terdiri dari dua buah kumparan (primer dan sekunder) yang memiliki sifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektris tetapi berhubungan secara magnetis melalui jalur yang mempunyai reluktansi (reluctance) rendah.Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti dilaminasi, Dikarenakan kumparan tersebut membentuk sebuah jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer.
Akibat adanya fluks di kumparan primer tersebut maka di kumparan primer terjadi induksi (self induction) Dan juga terjadi induksi di kumparan sekunder karena pengaruh dari induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi timbal-balik (mutual induction)
Yang mengakibatkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder bila rangkaian sekunder di bebani, Sehingga energi listrik bisa ditransfer keseluruhan (secara megnesisasi)
Dimana:
e = gaya gerak listrik (volt)
N = jumlah lilitan (turn)
Perlu diingat bahwa hanya tegangan listrik arus bolak-balik yang bisa ditransformasikan oleh transformator. Sedangkan dalam bidang Elektronika, transformator dipakai sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban untuk menghambat arus searah (DC) sambil tetap melakukan arus bolak-balik antara rangkaian.
Tujuan utama memakai inti pada transformator adalah untuk mengurangi reluktansi (hambatan magnetis) dari rangkaian magnetis (common magnetic circuit).
a. Keadaan Transformator Tanpa Beban
Jika kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusiodal, akan mengalirkan arus primer I0 yang juga sinusoidal dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni. I0 akan tertinggal 90° dari V1. Arus primer I0 membuat fluks (Ф) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoidal.
Ф = Фmax sin ωt (weber)
Fluks yang sinusoidal ini akan menghasilkan tegangan induktansi e1 (Hukum Faraday):
e1 = -N1
e1 = N1 }{dt} "e_{1} = -N_{1} \frac{d(\Phi _{maks sin} \omega t)}{dt}")
e1 = N1 ωФmax cos ωt (Volt)
e1 = N1 ωФmax sin (ωt - 90) (tertinggal 90fo dari Ф)
Dimana :
e1 = gaya gerak listrik (Volt)
N1 = jumlah belitan di sisi primer (tum)
ω = kecepatan sudut putar (rad/sec)
Ф = fluks magnetik (weber)
Harga efektif:
e2 = -N2
e2 = N2 ω Фmax cos ωt (Volt)
Harga efektifnya :
E2 = 4,44 N2 f Фmax (Volt)
Sehingga perbandingan antara rangakaian primer dan sekunder adalah
Dimana:
E1 = ggl induksi di sisi primer (Volt)
E2 = ggl induksi di sisi sekunder (Volt)
N1 = jumlah belitan sisi primer (turn)
N2 = jumlah belitan sisi sekunder (turn)
a = faktor transformasi
b. Keadaan Transformator Berbeban
Jika kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL, I2 mengalir pada kumparan sekunder, dimanaAgar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus mengalir arus I2, yang menentang fluks yang dibandingkan oleh arus beban I2, hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi:
I1 = I0 + I2 (Ampere)
Jika komponen arus rugi inti (Ic) diabaikan, maka I0 = Im, sehingga ;
I1 = Im + I2 (Ampere)
Dimana :
I1 = arus pada sisi primer (Ampere)
I'2 = arus yang menghasilkan Ф2 (Ampere)
I0 = arus penguat (Ampere) Im = arus pemagnetan (Ampere)
Im = arus yang pemagnetan (Ampere)
Ic = arus rugi-rugi inti (Ampere)
Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM, maka berlaku hubungan:
N1 IM = N1 I1 - N2 I2
N1 IM = N1 (IM +I2') - N2 I2
N1 I2' = N2 I2
N1 I1 = N2 I2
2. Rugi-Rugi Pada Transformator ( trafo )
a. Rugi Tembaga ( Pcu )
Rugi yang diakibatkan dari arus mengalir pada kawat tembaga yang terjadi pada kumparan sekunder bisa ditulis sebagai berikut :
Pcu = I2R (Watt)
Rumus ini merupakan perhitungan untuk pendekatan. Karena arus beban berubah-ubah, loss atau rugi tembaga juga tidak konstan bergantung pada beban. Dan perlu diperhatikan pula resistansi disini merupakan resistansi AC.
b. Rugi Besi (Pi)
Rugi besi terdiri atas :- Rugi histerisis (Ph), yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak-balik pada inti besi yang dinyatakan sebagai:
Ph = kh Bmax1.6 (watt)
Kh = konstanta
Bmax = fluks maksimum (weber)
- Rugi arus eddy (Pe), yaitu rugi yang disebabkan arus pusar pada inti besi. Dirumuskan sebagai :
Pe = ke f2 B2max (watt)
Kh = konstanta
Bmax = fluks maksimum (weber)
Jadi, rugi besi (rugi inti) adalah :
Pi = Ph + Pe (watt)
3. Kontruksi Trasformator ( trafo )
a. Kontruksi Transformator Tiga Phasa
Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusar di dalam inti, rangkaian magnetik itu biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis. untuk kontruksi tipe inti bisa dilihat pada gambar berikut :Salah satu jenis kontruksi yang dapat dipakai yaitu inti shell seperti pada gambar berikut :
Dalam jenis inti (core type) kumparan dililitkan sekitar dua kaki inti magnetik persegi. Dalam jenis inti shell (shell type) kumparan dililitkan sekitar kaki tengah dari inti berkaki tiga dengan laminasi selikon-steel. Umumnya dipakai untuk transformator yang bekerja pada frekuensi dibawah beberapa ratus Hz.
Silikon-stell mempunyai sifat-sifat yang dikehendaki yaitu murah, rugi inti rendah dan permeabilitas tinggi pada rapat fluks tinggi.
Inti transformator yang dipergunakan dalam rangkaian komunikasi pada frekuensi tinggi dan tingkat energi rendah, kadang-kadang dibuat dari campuran tepung feromagnetik yang dimanfaatkan sebagai permalloy.
b. Hubungan Transformator Tiga Phasa
Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga fasa yaitu :1. Hubungan Star (Y)
Hubungan star adalah hubungan transformator tiga fasa, dimana ujung-ujung awal atau akhir belitan disatukan. Titik dimana tempat penyatuan dari ujung-ujung belitan adalah titik netral. Arus transformator tiga fasa dengan belitan yang dihubungkan star yaitu: IA, IB, IC masing-masing berbeda 120°.dari gambar diatas didapat bahwa:
IA = IB = IC = IL
IL - Iph
VAB = VBC = VCA = VL-L
VL-L = √3 Vph
Dimana :
VL-L = tegangan line to line (Volt)
Vph = tegangan phasa (Volt)
IL = arus line (Ampere)
Iph = arus phasa (Ampere)
2. Hubungan Delta (∆)
Hubungan delta adalah suatu hubungan transformator tiga fasa, dimana cara penyambungannya adalah ujung akhir belitan fasa pertama disambung dengan ujung mula belitan fasa kedua, akhir fasa kedua dengan ujung awal fasa ketiga dan akhir fasa ketiga dengan ujung awal fasa pertama.Tegangan transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan delta yaitu : VA, VB, VC masing-masing berbeda 120°.
IA = IB = IC = IL
IL - √3 Iph
VAB = VBC = VCA = VL-L
VL-L = Vph
Dimana :
VL-L = tegangan line ke line (Volt)
Vph = tegangan fasa (Volt)
IL = arus line (Ampere)
Iph = arus fasa (Ampere)
3. Hubungan Trafo Zigzag
Transformator zig-zag merupakan trafo dengan tujuan khusus. Salah satu aplikasinya adalah menyediakan titik netral untuk sistem listrik yang tidak mempunyai titik netral.Pada trafo zig-zag masing-masing belitan tiga fasa dibagi menjadi dua bagian dan masing-masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.
c. Jenis-jenis Hubungan Transformator Tiga Fasa
Dalam pelaksanaanya, tiga buah belitan fasa pada sisi primer dan sisi sekunder bisa dihubungakan dalam bermacam-macam hubungan. Seperti star dan delta, dengan kombinasi Y-Y, Y-∆, ∆-Y, ∆-∆, bahkan untuk kasus tertentu belitan sekunder bisa dihubungkan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi ∆-Z, dan Y-Z.Hubungan zig-zag merupakan sambungan star istimewa, hubungan ini dipakai untuk mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi jika dihubungkan secara star dengan beban fasa-nya tidak seimbang. Dibawah ini pembahasan hubungan transformator tiga fasa secara umum:
1. Hubungan Trafo Wye-wye (Y-Y)
Pada hubungan star-star, rasio tegangan fasa-fasa (L-L) pada primer dan sekunder ialah sama dengan rasio setiap trafo. Sehingga terjadi pergeseran fasa sebesar 30° antara tegangan fasa-netral (L-N) dan tegangan fasa-fasa (L-L) pada sisi primer dan sekundernya.Hubungan star-star ini akan sangat baik hanya bila pada kondisi beban seimbang. Dikarenakan, pada kondisi beban saat seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol. Dan jika terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang kemudian bisa menyebabkan timbulnya rugi-rugi.
Hubungan Y-Y pada transformator tiga fasa bisa dilihat pada gambar dibawah. Pada hubungan Y-Y, tegangan masing-masing primer fasa adalah :
Tegangan fasa primer sebanding dengan tegangan fasa sekunder dan perbandingan belitan transformator maka, perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder pada transformator hubungan Y-Y adalah:
2. Hubungan Wye-delta (Y-∆)
Transformator hubungan Y-∆, dipakai pada saluran transmisi sebagai penaik tegangan. Rasio antara primer dan sekunder 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-∆ tidak dapat diparalelkan dengan trafo Y-Y atau trafo ∆-∆.
Hubungan trafo Y-∆ bisa dilihat pada gambar dibawah . Pada hubungan tersebut tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan fasa primer (VLP = √3 VphP),
Dan tegangan kawat ke kawat sekunder sama dengan tegangan fasa (VLS = VphS), sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan Y-∆ adalah :
3. Hubungan Delta-Wye (∆-Y)
Trafo hubungan ∆-Y, dipakai untuk menurunkan tegangan dari tegangan transmisi ke tegangan rendah. Trafo hubungan ∆-Y bisa dilihat pada gambar dibawah.Pada hubungan ∆-Y, tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer (VLP = VphP), dan tegangan sisi sekundernya (VLS = √3VphS), maka perbandingan tegangan pada hubungan ∆-Y adalah :
4. Hubungan Delta-Delta (∆-∆)
Pada trafo hubungan ∆-∆, tegangan ke kawat dan tegangan fasa sama untuk sisi primer dan sekunder trafo (VRS = VST = VTR = VLN), maka perbandingan teganganya adalah :Sedangkan arus pada trafo hubungan ∆-∆ adalah
IL = √3IP
Dimana :
IL = arus line to line
IP = arus phasa
4. Transformator Distribusi
Trafo distribusi merupakan alat yang memegang peran penting dalam sistem distribusi. Trafo distribusi merubah tegangan menengah menjadi tegangan rendah. Trafo distribusi yang biasa dipakai adalah trafo step-down 20KV/400V.Tegangan fasa ke fasa sistem jaringan tegangan rendah adalah 380V agar tegangan pada ujung penerima tidak lebih kecil dari 380V.
Pada kumparan primer akan mengalir arus bila kumparan primer dihubungkan ke sumber tegangan bolak balik, Sehingga pada inti trafo yang terbuat dari bahan fero magnetik akan terbentuk sejumlah garis-garis gaya magnet (fluks = Ф).
Karena arus yang mengalir merupakan arus bolak-balik, maka fluks yang terbentuk pada inti akan memiliki arah dan jumlah yang berubah-ubah. Apabila arus yang mengalir berbentuk sinusoidal, maka fluks yang terjadi akan berbentuk sinusoidal pula.
Karena fluks itu mengalir melalui inti yang mana pada inti tersebut terdapat belitan primer dan sekunder, Maka pada belitan primer dan sekunder itu akan timbul ggl (gaya gerak listrik) induksi, tetapi arah ggl induksi primer berlawanan dengan arah ggl induksi sekunder. Sedangkan frekuensi masing-masing tegangan sama dengan frekuensi sumbernya.
6. Perhitungan Arus beban penuh, Arus konsleting dan Losses Akibat adanya Arus netral pada Penghantar netral Transformator Distribusi
a. Perhitungan Arus beban penuh dan Arus konsleting
Telah diketahui bahwa daya trafo distribusi jika ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) bisa dirumuskan sebagai berikut:
S = √3 V I
Dimana:
S = daya trafo (kVA)
V = tegangan sisi primer trafo (kV)
I = arus jala-jala (A)
Dengan demikian, untuk menghitung arus beban penuh (full load) bisa memakai rumus :
Dimana :
IFL = arus beban penuh (A)
S = daya trafo (kVA)
V = tegangan sisi primer trafo (kV)
Sedangkan untuk menghitung arus hubung singkat pada trafo dipakai rumus :
Dimana :
ISC = arus konsleting (A)
S = daya trafo (kVA)
V = tegangan sisi primer trafo (kV)
%Z = persen impedansi trafo
b. Perhitungan loss (rugi-rugi) Akibat Adanya Arus Netral Pada Penghantar Netral.
Akibat ketidakseimbangan dari beban antara tiap-tiap fasa pada sisi sekunder trafo (fasa R, fasa S, fasa T) mengalirlah arus di netral trafo. Arus yang mengalir pada penghantar netral trafo ini membuat rugi-rugi (losses). Dan losses pada penghantar netral bisa dirumuskan sebagai berikut :PN = IN2 RN
Dimana :
PN = losses pada penghantar netral trafo (Watt)
IN = arus yang mengalir pada netral trafo (A)