Pengujian Trafo Berbeban R,L,C

I.

Tujuan 1. Agar mahasiswa mengetahui karakteristik transformator 2. Agar mahasiswa dapat membandingkan rangkaian transformator berbeban R, L, dan C

II.

Dasar Teori

TRANSFORMATOR Transformator atau trafo adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnet tanpa perubahan frekuensi. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik adalah untuk menaikkan tegangan yang dihasilkan dari generator pembangkit hingga mencapai 380 kV atau 500 kV dari 11 kV atau 22 kV yang bertujuan untuk menurunkan rugi tembaga sehingga transmisi lebih ekonomis. Kemudian melalui trafo step down, tegangan diturunkan menjadi 10 kV atau 20 kV kembali untuk bisa memberikan suplai pada jaringan distribusi. Kemudian tegangan tersebut diturunkan lagi menjadi 380 V untuk bisa dipakai pada beban seperti motor induksi. Dengan trafo pembakaian motor AC lebih digemari dibandingkan dengna motor DC. Transformator mempunyai dua buah sisi, yaitu sisi primer dan sisi sekunder. Selain itu trafo juga memiliki dua buah konstruksi, yaitu tipe shell dan tipe core. Pada trafo dengan tipe shell, inti baja akan mengelilingi kumparan dan pada tipe core, kumparan akan mengelilingi bagian inti dari trafo.

1

KARAKTERISTIK TRANSFORMATOR KEADAAN TRANSFORMATOR TANPA BEBAN Bila kumparan primer transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid maka akan mengalir arus primer Io yang juga sinusoid dan dengn menganggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 90o dari V1 dan fluks sefasa dengn Io. Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor: E1 V1 N   1 E 2 V2 N 2

Arus primer Io yang mengalir dalam kenyataannya bukan merupakan arus induktif murni, tapi terdiri atas komponen: 

Komponen arus pemagnetan (Im)



Komponen arus rugi tembaga (Ic) KEADAAN BERBEBAN Apabila kumparan skunder dihubungkan dengan beban ZL, I2 akan mengalir pada kumparan skunder dimana I2 = V2/ZL. Persaman arus yang mengalir: I1 = Io + I2’ Io = Im dianggap kecil N1 I1 = N2 I2 atau I1 / I2 = N2 / N1 TRANSFORMATOR TIGA FASA Transformator 3 fasa dipakai karena pertimbangan ekonomi. Dari pembahasan berikut ini akan terlihat pemakaian inti besi pada transformator 3 fasa jauh lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian tiga buah transformator fasa tunggal. Pada suatu bidang a b c d hanya diperlukan aliran fluks sebesar:

2

A 2



B 2

dan diketahui vektor tersebut adalah 3 A 2

Apabila digunakn transformator fasa tunggal, pada bagian tersebut akan mengalir fluks sebesar

1 1 A dan B atau sebesar ØA. 2 2 Demikian juga halnya untuk bidang n, m, q, r. Jadi pemakaian inti besi jelas menunjukkan penghematan pada transformator tiga fasa. Penghematan tersebut akan lebih terasa lagi bila kini kita merubah polaritas transformator sedemikian rupa sehingga arah ØB ke atas. Dengan arah ØB ke atas fluks yang mengalir pada bidang abcd menjadi

A B 2



2

dan besaran vektor ini hanya sebesar

1 A . 2

Apabila ditambah lagi dengan sistem pendingin yang bagus maka transformator tiga fasa menjadi lebih ekonomis. Tegangan transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan secara delta, yaitu VAB,VBCdan VCA masing masing berbeda fasa 120o

3

III. Alat dan Bahan No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Alat dan Bahan Power Suplau (ST8008-4S) Power Switch Module (C03301-5P) Three Phase Meter (C05127-1Y) Isolating Transformer Three Phase 1Kw (C03301-3N) Resistive Load (C03301-3F) Capasitive Load (C03301-3E) Inductive Load (C03301-3D) Meja Kerja (ST7008-3D) Jumper U Kabel Penghubung

Jumlah 1 Buah 2 Buah 2 Buah 1 Buah 1 Buah 1 Buah 1 Buah 1 Set 22 Buah 16 Buah

IV. Gambar Rangkaian Power suplay

3Φ Meter

Trafo

PMT

PMT

3Φ Meter

Load

Gambar 01. Rangkaian Pengujian Trafo Berbeban R, L, C V.

Langkah Kerja 1. Mempersiapkan alat dan bahan sesuai dengan kebutuhan pada percobaan 2. Merangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian 01 dan percobaan pertama menggunakan beban resistive. 3. Kemudian melapor kepada dosen pengasuh jika rangkaian sudah di buat dan hidupkan sumber tegangan 4. Mengatur tegangan input secara variabel dimulai dari tegangan 60V sapai dengan 120V, dah catat tegangan, arus, dan daya aktif pada 3Φ meter kedua/ keluaran, setelah selesai kemudian 5. Ganti beban dengan menggunakan Capasitiv lalu ulangi langkah seperti langkah no 4. 6. Dan yang terakhir mengganti beban dengan Induktif lalu ulangi seperti langkah no 4, setelah selesai matikan sumber tegangan dan bongkar rangkaian lalu simpan alat dan bahan pada tempatnya.

4

VI. Keselamatan Kerja 1. Matikan sumber tegangan pada saat pemasangan komponen 2. Hindari short sircuit (hubung pendek) 3. Perhatikan pemasangan setiap komponen sesuai dengan gambar 4. Laporkan pada dosen pengasuh ketika rangkaian sudah selesai agar diperiksa terlebih dahulu. 5. Tidak bercanda saat melakukan praktikum

VII. Data Percobaan Tabel 01. Beban Resistive Kirim V I1 P1 I2 60 0,09 6 0,14 90 0,14 13 0,21 120 0,19 22 0,28

P2 8 19 32

Terima V1 V2 62 61 94 93 125 125

I1 0,08 0,12 0,17

I2 0,12 0,18 0,21

P1 5 12 21

P2 7 17 31

P2 1 3 5

Terima V1 V2 63 63 95 95 128 128

I1 0,16 0,24 0,33

I2 0,8 0,12 0,16

P1 0 0 0

P2 0 0 0

P2 1 3 5

Terima V1 V2 63 62 95 95 127 128

I1 0,12 0,19 0,26

I2 0,10 0,15 0,20

P1 1 2 4

P2 1 2 3

Keterangan: V1 = 750Ω V2 = 500Ω Tabel 02. Beban Capasitive Kirim V I1 P1 I2 60 0,17 1 0,11 90 0,25 1 0,17 120 0,34 2 0,23 Keterangan: V1 = 8µF V2 = 4µF Tabel 03. Beban Induktive Kirim V I1 P1 I2 60 0,14 2 0,11 90 0,21 3 0,17 120 0,29 6 0,23

5

VIII. Perhitungan Beban Resistive Dik: V = 62 Volt R = 750 Ω Cosφ = 1 Dit: I, P P = V.I.Cosφ

Jwb: I = =

= 0,08A

= 62.0,08.1 = 4,96 Watt

Dik:

V = 61 Volt R = 500 Ω Cosφ = 1 Dit: I,P P = V.I.Cosφ

Jwb: I = =

= 0,12 A

= 61.0,12.1 = 7,32 Watt

Beban Capasitiv Dik: V = 63 Volt C = 8µF Cosφ = 0 Dit: I, P P = V.I.cosφ

Jwb: I = =

= 0,158 A

Xc =

Dik:

=

= 63.0,158.0 = 0 Watt

=

= 397,87

V = 63 Volt C = 4µF

Cosφ = 0 Dit: I,P 6

P = V.I.Cosφ

Jwb: I = =

Xc =

= 0,079 A

=

= 63.0,079.0 = 0 Watt

=

= 796,17

Beban Induktife Dik:

V = 63 Volt L = 1,6 H Cosφ = 0,18

Dit: I, P P = V.I.Cosφ

Jwb: I = =

= 0,12 A

= 63.0,12.0,18 = 1,36 Watt

XL = 2.π.f.L =2.3,14.50.1,6 = 502,4

Dik:

V = 62 Volt L=2H

Cosφ = 0,18 Dir: I, P P = V.I.Cosφ

Jwb: I = =

= 0,098 A

= 62.0,098.0,18 = 1,09 Watt

7

XL = 2.π.f.L = 2.3,14.50.2 = 628

IX. Analisis Dari praktikum dapat di analisa pada percobaan pengujian transformator berbeban R,L,C dapat dilihat pada tabel 01 kerika menggunakan beban resistif 750Ωsaat tegangan input 60V, tegangan autputnya sebesar 62V, dan arus sebesar 0,08A dan daya aktifnya sebesar 5W, dan ketika tahanan di ganti menjadi 500Ω tegangan outputnya menjadi 61V, arus 0,12A dan daya aktifnya sebesar 7W. Ketika beban diganti menjadi capasitif sebesar 8µF dapat dilihat juga pada tabel 02, dengan tegangan yang sama tegangan outputnya sebesar 63V arus sebesar 0,16A dan dayanya sebesar 0W, dan ketika capasitor diganti menjadi 4µF tegangan keluarannya tetap 63V tetapi arusnya semakin kecil menjadi 0,8 dan dayanya tetap 0W. Ketika beban diganti dengan induktif sebesar 1,6 H dapat dilihat dari tabel 03, dengan tegangan yang sama tegangan keluaranya sebesar 63V arus sebesar 0,12A dan daya sebesar 1W, ketika induktif diganti menjadi 2 H dengan tegangan input yang sama tegangan outputnya menjadi 62V arus 0,10A dan dayanya sebesar 1W Dan dapat dilihat juga dari semua tabel, tegangan output dari terafo semakib besar tegangan input maka semakin besar juga selisih antara tegangan outputnya. X.

Simpulan Dari hasil praktikum dapat disimpulkan semakin besar tegangan input maka semakin besar pula tegangan outputnya dan lebih besar selisihnya dari tegangan terkecil.

8

XI. Daftar Pustaka Bagus Ariadi. 2004. Dasar teori tranformator (online) http://pksm.mercubuana.ac.id/modul/310-1174017.doc.(Diakses 20 november 2014).

9