Transformator 3 Fasa

Transformator 3 Fasa

     Transformator atau yang lebih sering kita sebut Trafo adalah sebuah alat yang berfungsi untuk merubah besaran tegangan dan arus listrik dengan memanfaatkan induksi elektromagnetik. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik yaitu untuk menaikkan tegangan dari pembangkit listrik, untuk ditransmisikan. Transformator juga dipakai untuk menurunkan tegangan listrik akan didistribusikan. Untuk materi transformator secara umum dapat dilihat diblog saya sebelum ini https://electricitycare.blogspot.com/2019/11/transformator.html.

Prinsip Kerja Transformator 3 Fasa

     Sebuah transformator tiga fasa secara prinsip sama dengan sebuah transformator satu fasa, perbedaan yang paling mendasar adalah pada sistem kelistrikannya yaitu sistem satu fasa dan tiga fasa. Sehingga sebuah transformator tiga fasa bisa dihubung bintang, segitiga, atau zig-zag. Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fasa 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). 

     Transformator tiga fasa banyak digunakan pada sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik karena pertimbangan ekonomis. Transformator tiga fasa banyak sekali  mengurangi  berat  dan  lebar  kerangka, sehingga harganya dapat dikurangi bila dibandingkan dengan penggabungan tiga buah transformator satu fasa dengan “rating” daya yang sama. Tetapi transformator tiga fasa juga mempunyai kekurangan, di antaranya bila salah satu fasa mengalami kerusakan, maka   seluruh transformator   harus dipindahkan (diganti), tetapi bila transformator terdiri dari tiga buah transformator satu fasa, bila salah satu fasa transformator mengalami kerusakan., sistem masih bisa dioperasikan dengan sistem “open delta“.

Komponen Transformator 3 Fasa

Secara umum sebuah transformator tiga fasa mempunyai konstruksi hampir sama, yang membedakannya adalah alat bantu dan sistem pengamannya, tergantung pada letak pemasangan, sistem pendinginan, pengoperasian, fungsi dan pemakaiannya. Bagian utama, alat bantu, dan sistem pengaman yang ada pada sebuah transformator daya.

Kumparan Transformator

Kumparan transformator terdiri dari lilitan kawat berisolasi dan membentuk kumparan. Kawat yang dipakai adalah kawat tembaga berisolasi yang berbentuk bulat atau pelat. Kumparan-kumparan transformator diberi isolasi baik terhadap kumparan lain maupun inti besinya. Bahan isolasi berbentuk padat seperti kertas prespan, pertinak, dan lainnya.

Sistem Pendinginan Transformator

Sistem pendinginan pada transformator dibutuhkan supaya panas yang timbul pada inti besi dan kumparan dapat disalurkan keluar sehingga tidak merusak isolasi didalam transformator. Media yang digunakan pada sistem pendinginan dapat berupa: udara/gas, minyak dan air. Sirkulasi- nya dilakukan secara: alamiah (natural) dan atau paksaan (forced).

Bushing Transformator

Bushing transformator adalah sebuah konduktor yang berfungsi untuk meng- hubungkan  kumparan transformator dengan rangkaian luar yang diberi selubung isolator. Isolator juga berfungsi sebagai penyekat antara konduktor dengan tangki transformator. Bahan bushing adalah terbuat dari porselin yang tengahnya berlubang

Sirip-Sirip Pendingin atau Radiator

Berfungsi untuk memperluas daerah pendinginan, yaitu daerah yang berhubungan langsung dengan udara luar dan sebagai tempat terjadinya sirkulasi panas.

Konfigurasi  Hubungan Belitan Transformator 3 Fasa

     Pada prinsipnya adalah metode atau cara merangkai kumparan di sisi pr imer dan sekunder. Umumnya dikenal 3 cara untuk merangkai kumparan pada trafo tiga fasa, yaitu hubungan bintang, hubungan delta, dan hubungan zig zag.

1. Trafo 3 fasa Hubung Bintang Bintang (Y-Y)

Pada jenis ini ujung ujung pada masing masing terminal dihubungkan secara bintang. Titik netral dijadikan menjadi satu. Hubungan dari tipe ini lebih ekonomis untuk arus nominal yang kecil, pada transformator tegangan tinggi.

     Perhitungan pada hubung bintang bintang

Sisi Primer :

Sisi Sekunder :

2. Trafo Hubung Segitiga-Segitiga (Δ - Δ)

Pada jenis ini ujung fasa dihubungkan dengan ujung netral kumparan lain yang secara keseluruhan akan terbentuk hubungan delta/ segitiga. Hubungan ini umumnya digunakan pada sistem yang menyalurkan arus besar pada tegangan rendah dan yang paling utama saat keberlangsungan dari pelayanan harus dipelihara meskipun salah satu fasa mengalami kegagalan

     Perhitungan pada hubung segitiga segitiga:
Sisi primer :

Sisi Sekunder :

3. Trafo Hubung Bintang Segitiga ( Y - Δ)

Pada hubung ini, kumparan pafa sisi primer dirangkai secara bintang (wye) dan sisi sekundernya dirangkai delta. Umumnya digunakan pada trafo untuk jaringan transmisi dimana tegangan nantinya akan diturunkan (Step- Down). Perbandingan tegangan jala- jala adalah satu per akar 3 kali perbandingan lilitan transformator. Tegangan sekunder tertinggal 30० dari tegangan primer.

      Perhitungan pada Hubung Bintang Delta
Sisi Primer :

Sisi Sekunder :

4. Trafo Hubungan Segitiga Bintang (Δ - Y)

Pada hubung ini, sisi primer trafo dirangkai secara delta sedangkan pada sisi sekundernya merupakan rangkaian bintang sehingga pada sisi sekundernya terdapat titik netral. Biasanya digunakan untuk menaikkan tegangan (Step -up) pada awal sistem transmisi tegangan tinggi. Dalam hubungan ini perbandingan tegangan 3 kali perbandingan lilitan transformator dan tegangan sekunder mendahului sebesar 30° dari tegangan primernya.

      Perhitungan pada hubung Delta Bintang
Sisi Primer :

Sisi Sekunder :

5. Hubungan Zig Zag

Kebanyakan transformator distribusi selalu dihubungkan bintang, salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh transformator tersebut adalah ketiga fasanya harus diusahakan seimbang. Apabila beban tidak seimbang akan menyebabkan timbulnya tegangan titik bintang yang tidak diinginkan, karena tegangan pada peralatan yang digunakan pemakai akan berbeda-beda.Untuk menghindari terjadinya tegangan titik bintang, diantaranya adalah dengan menghubungkan sisi sekunder dalam hubungan Zigzag. Dalam hubungan Zig-zag sisi sekunder terdiri atas enam kumparan yang dihubungkan secara khusus.

Referensi 

[1] Theodore Wildi, Electrical Machines, Drives, and Power System 5th Ed., 2002

[2] Budiman R. A., Hubungan pada Transformator Tiga Fasa, 2011, Semarang, Universitas Diponegoro.

[4] Abada F., https://electricitycare.blogspot.com/2019/11/transformator.html, 7 April 2020, 15.35.

[3] Anonim, http://furqhan-chaesar-mandala-putra.blogspot.com/2016/06/makalah-mengenai-trafo-3-fasa.html, 7 April 2020, 17.37.

[4] Anonim, 

http://diary-mybustanoel.blogspot.com/2011/10/makalah-trafomator-tiga-fasa.html, 7 April 2020, 16.00.

Firmansyah Abada, I0718010, Teknik Elektro Universitas Sebelas Maret