Transformator Tiga Fasa: Konstruksi dan Cara Kerjanya

Sistem tiga fasa digunakan untuk menghasilkan, mengirimkan, dan mendistribusikan tenaga listrik. Ini menghasilkan listrik dalam skala besar untuk memenuhi kebutuhan industri dan perusahaan komersial. Tiga transformator satu fasa yang identik dihubungkan dengan tepat atau digabungkan pada inti tunggal untuk membentuk sistem tiga fasa.

Berdasarkan berbagai jenis kebutuhan industri, trafo step-up dan step-down digunakan untuk pembangkit, transmisi, dan pendistribusian tenaga listrik. Pembangunan unit transformator tiga fasa ekonomis karena mengkonsumsi lebih sedikit bahan dibandingkan dengan menghubungkan tiga transformator fasa tunggal. Selain itu, sistem tiga fasa mentransfer daya AC alih-alih DC dan mudah dibuat.

Apa itu Transformator Tiga Fasa?

Sebagaimana diketahui, trafo satu fasa merupakan alat yang mampu mentransfer energi listrik dari satu rangkaian ke satu rangkaian atau lebih berdasarkan konsep induksi timbal balik. Ini terdiri dari dua kumparan - kumparan primer dan sekunder, yang membantu mengubah energi. Kumparan primer dihubungkan ke suplai satu fasa, sedangkan kumparan sekunder dihubungkan ke suatu beban.

Demikian pula, transformator tiga fasa terdiri dari tiga kumparan primer dan tiga kumparan sekunder dan direpresentasikan sebagai 3-fasa atau 3ɸ. Sistem tiga fasa dapat dibangun menggunakan tiga transformator fasa tunggal identik individu, dan transformator 3 fasa semacam itu dikenal sebagai bank tiga transformator.

Di sisi lain, trafo tiga fasa dapat dibangun di atas inti tunggal. Gulungan transformator dapat dihubungkan dalam konfigurasi delta atau wye. Cara kerja sistem 3 fasa mirip dengan transformator satu fasa, dan biasanya digunakan di pembangkit listrik.

Konstruksi Transformator Tiga Phase

Diagram trafo tiga fasa ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Trafo tiga fasa dari satu unit digunakan secara luas karena lebih ringan, lebih murah dan menempati lebih sedikit ruang daripada bank trafo tiga fasa tunggal. Konstruksi trafo tiga fasa terdiri dari dua jenis: tipe inti dan tipe shell.

Konstruksi Tipe Inti

Dalam jenis konstruksi ini, ada tiga inti dan dua yoke. Setiap inti memiliki gulungan primer dan sekunder yang dililitkan secara spiral seperti yang ditunjukkan pada gambar. Setiap kaki inti membawa belitan tegangan tinggi serta tegangan rendah. Inti dilaminasi untuk meminimalkan kerugian arus pusar pada inti dan yoke.

Karena lebih mudah melaminasi belitan tegangan rendah (LV) daripada belitan tegangan tinggi (HV). Gulungan LV diposisikan di dekat inti dengan insulasi yang sesuai dan saluran minyak di antara mereka sedangkan, belitan HV ditempatkan di atas belitan LV dengan insulasi dan saluran minyak yang sesuai di antara mereka.

Transformator Jenis Shell

Trafo tipe shell tiga fasa umumnya dibangun dengan menumpuk tiga transformator fasa tunggal. Tiga phase transformator tipe shell tidak tergantung pada transformator tipe inti, sedangkan setiap fasa memiliki rangkaian magnet tersendiri. Rangkaian magnet ini sejajar satu sama lain dan fluks yang diinduksi oleh setiap belitan berada dalam fasa. Trafo tipe shell sangat disukai karena bentuk gelombang tegangannya tidak terlalu terdistorsi.

Prinsip Kerja dari Transformator Tiga Fasa

Gambar di bawah ini menunjukkan transformator tiga fasa, di mana tiga inti ditempatkan pada jarak 120˚ dari satu sama lain. Gambar ini disederhanakan untuk hanya menampilkan belitan primer dan hubungannya ke catu daya tiga fasa.

Segera setelah suplai tiga fasa dieksitasi, arus IR, IY, dan IB dibawa oleh belitan primer dan dengan demikian menginduksi fluks ɸR, ɸY, dan ɸB secara individual di setiap inti. Kaki tengah akan membawa jumlah semua fluks, dan kaki tengah menggabungkan semua kaki sebuah inti.

Misalnya, jika jumlah arus IR + IY + IB adalah nol dalam sistem tiga fasa, maka jumlah ketiga fluks juga menjadi nol, sehingga kaki tengah tidak membawa fluks. Oleh karena itu, melepas kaki tengah tidak ada bedanya untuk kondisi trafo lainnya.

Koneksi Transformator Tiga Fasa

Berbagai sambungan transformator tiga fasa dijelaskan di bawah ini.

Konfigurasi Primer	Konfigurasi Sekunder
Wye	Wye
Wye	Delta
Delta	Wye
Delta	Delta

Konfigurasi Wye dan Delta diterapkan untuk transformator tiga fasa karena koneksi Wye menyediakan opsi untuk memiliki banyak tegangan, sedangkan konfigurasi delta menawarkan keandalan yang tinggi. Diagram fasa Wye dan Delta diberikan di bawah ini.

Untuk koneksi Wye, semua poin minus atau semua poin plus dari belitan harus diikat menjadi satu. Namun, dalam koneksi delta, polaritas belitan dihubungkan dengan cara yang berlawanan. Perbedaan fasa antara dua fasa adalah 120˚.

Koneksi Wye-wye

Diagram transformator terhubung YY ditunjukkan di bawah ini. Ini dapat melayani beban satu fase dan tiga fasa. Dalam hubungan ini, semua belitan yang diakhiri dengan titik-titik dihubungkan ke fasa A, B, dan C, sedangkan ujung non-titik dihubungkan untuk menjadi pusat konfigurasi “Y”.

Koneksi Wye-Delta

Sambungan Y-Delta yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini menunjukkan bahwa belitan sekunder (yang berada di bagian bawah pada gambar) dihubungkan membentuk sebuah rantai. Gulungan dengan koneksi titik di satu sisi terhubung dengan koneksi non-titik di sisi lain untuk membentuk loop "Delta".

Koneksi Delta-Wye

Koneksi Delta-Y ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Jenis konfigurasi ini memungkinkan sekunder terhubung-w untuk menghubungkan beberapa tegangan seperti saluran-ke-saluran atau netral. Karena konfigurasi delta-wye menampilkan pergeseran fasa 30˚ antara primer dan sekunder, konfigurasi ini tidak dapat digunakan untuk menghubungkan secara paralel dengan konfigurasi delta-delta dan YY.

Koneksi Delta-Delta

Diagram koneksi delta-delta ditunjukkan di bawah ini. Sambungan ini dapat dibuat dengan tiga transformator fasa tunggal yang identik atau satu transformator tiga fasa. Konfigurasi delta-delta lebih disukai karena keandalannya yang melekat.

Kelebihan / Kekurangan Trafo Tiga Fasa

Keuntungan dan kelemahan dari trafo tiga fasa dibahas di bawah ini.

Kelebihan dari trafo tiga fasa

Membutuhkan lebih sedikit ruang untuk menginstal dan lebih mudah untuk menginstal
Berat lebih sedikit dan ukuran lebih kecil
Efisiensi yang lebih tinggi
Biaya rendah
Biaya transportasi rendah

Kelemahan dari trafo tiga fasa

Seluruh unit dimatikan jika terjadi kesalahan atau kerugian pada satu unit transformator karena inti bersama dibagi oleh ketiga unit.
Biaya perbaikan lebih tinggi
Biaya unit cadangan tinggi

Pertanyaan

1). Sebutkan aplikasi trafo 3 fasa

Trafo tiga fasa digunakan pada jaringan listrik, trafo daya, dan sebagai trafo distribusi

2). Apa saja jenis trafo 3 fasa?

Empat jenis trafo 3-fasa meliputi: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd), dan Delta-Star (Dy)

3). Apa yang terjadi jika motor 3 fasa kehilangan satu fasa?

Jika motor 3-fasa kehilangan satu fasa selama pengoperasian, motor terus beroperasi pada kecepatan yang lebih rendah dan mengalami getaran. Arus juga meningkat secara tiba-tiba pada fasa lain yang menyebabkan pemanasan internal komponen motor.

4). Dalam kondisi apa delta / wye bekerja dengan memuaskan?

Sambungan wye-delta bekerja secara memuaskan dengan beban besar yang tidak seimbang dan seimbang. Ini dapat menangani komponen harmonik ketiga karena arus yang bersirkulasi di delta.

5). Untuk koneksi Wye-Wye, apa yang dimaksud dengan pergeseran fasa?

Pergeseran fasa 0 derajat.

Meskipun transformator satu fasa lebih disukai oleh sebagian besar industri, ia tidak cocok untuk distribusi daya yang besar. Oleh karena itu, sistem 3 fasa digunakan oleh industri besar untuk menghasilkan tenaga dalam skala besar.

Pada artikel kali ini, kita membahas berbagai kelebihan dan sedikit kerugian yang ditawarkan oleh trafo 3 fasa. Kami juga fokus pada trafo tiga fasa dan konstruksinya serta berbagai konfigurasinya.

Belajar Elektronika