Studi Ketepatan Tegangan Sekunder Dan Menghitung Harga Sesatannya Pada Trafo Distribusi Yang Menggunakan Off Load Tap Changer ( Aplikasi pada PT. Morawa Elektrik Transbuana)

 1  67  74  2017-01-18 05:19:22 Report infringing document

KATA PENGANTAR

  Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu JudimanSidabutar dan Tiodorman Sinaga serta saudara kandung penulis, Putrina Sidabutar,Jumadin Sidabutar dan Pasulina Sidabutar atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Dimana, untuk menanggulangi perubahan atau drop tegangan yang bervariasi disisi primer trafo distribusi, diharapkan off load tap changer dapat bekerja dengan baiksehingga harga sesatan atau nilai persen error tegangan sekunder dapat diminimalisasi dan ketepatan tegangan sekunder yang diinginkan dapat tercapaimaksimal.

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Salah satu masalah yang terdapat dalam sistim tenaga listrik adalah perubahan

  Dengan variasi perbandingan belitan inimaka diharapkan dapat memenuhi keperluan antara lain mendapatkan suatu tegangan sekunder tertentu pada saat tegangan primer berubah, mendapatkan tegangansekunder yang bervariasi, mendapatkan suatu tap tegangan tertentu disamping tap tegangan utama dan untuk mendapatkan suatu tegangan yang lebih rendah untuk startmotor listrik. Tulisan ini membahas mengenai ketepatan tegangan sekunder dan menghitung harga sesatannya pada trafo distribusi yang menggunakan off load tap changersehingga diketahui seberapa baik tingkat ketepatan tegangan keluaran di sekunder transformator dengan penggunaan off load tap changer dan menghitung besar persenerror atau nilai sesatannya.

I. 6. Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut

  TAP CHANGER Bab ini membahas mengenai tap changer secara umum, prinsip kerja tap changer, tap changer berbeban, tap changer tanpa beban, variasi teganganselama perubahan tapping dan pengantar besar jatuh tegangan. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil percobaan.

BAB II TRANSFORMATOR II.1 UMUM Transformator merupakan suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melaluisuatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis, dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus denganperbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.

1 Transformator merupakan suatu komponen yang sangat penting peranannya

  Jadi, kerugian ini dapat diminimalisai dengan menggunakan transformator, dimana tegangan pembangkitan dinaikkan semaksimalmungkin, maka arus yang mengalir akan kecil, yang menyebabkan rugi-rugi daya yang kecil dan penampang kawat yang digunakan juga kecil, sehingga otomatis biayayang diperlukan jauh lebih ekonomis dan tegangan dapat diturunkan kembali di ujung saluran ketegangan rendah dalam pendistribusian kekonsumen. Disamping itu ada jenis-jenis transformator yang lain dan yang banyakdigunakan pada umumnya merupakan transformator yang lebih kecil.

II. 2 KONSTRUKSI TRANSFORMATOR

  Pada dasarnya transformator terdiri dari kumparan primer dan sekunder yang dibelitkan pada inti ferromagnetik. Berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti, dikenal ada dua maam transformator, yaitu tipe Inti (Core type) dan tipe cangkang (Shell type).

II. 2.1 Tipe inti (Core Type)

  Konstruksi transformator tipe inti (Core Type) Bekerjanya Transformator menghendaki adanya fluks gandengan atau fluks bersama bolak-balik yang menghubungkan kedua kumparan yang menggunakankonsep induktansi bersama. Hal ini akan diperoleh pula bila digunakan inti udara tetapi akan jauh lebih efektif bila digunakan inti besi atau bahan ferromagneticlainnya karena sebagian besar fluks akan terkurung dalam jalan tertentu yang menghubungkan kedua kumparan dan mempunyai permeabilitas yang jauh lebihbesar dari udara.

II. 2.2 Tipe cangkang ( Shell Type )

  Jenis konstruksi transformator yang kedua yaitu tipe cangkang yang dibentuk dari lapisan inti berisolasi dan kumparan dibelitkan di pusat inti. Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusar didalam inti, rangkaian magnetik biasanya terdiri dari setiap laminasi tipis.

II. 3 PRINSIP KERJA TRANSFORMATOR

  Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah dan menyalurkan energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian ke rangkaian listrikyang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Akibat adanya fluks di kumparanprimer maka di kumparan primer terjadi induksi sendiri (self induction) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primeratau disebut sebagai induksi bersama (mutual induction) yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jikarangkaian sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi).

II. 3.1 Keadaan Transformator Tanpa Beban

  Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V 1 yang sinusoidal dan kumparan sekundernya merupakan rangkaian yang tidak dibebani (no load), maka akan mengalir arus primer I yang juga sinusoidal dan dengan menganggap kumparan N 1 reaktif murni. Dengan mensubtitusikan persamaan (2-2) dan (2-3) : ...........................(2-4) o (tertinggal 90 dari ) ω.maks 2 hingga keseluruhan arus yang mengalir 2, dibangkitkan oleh arus beban I 2 `, yang menentang fluks yang bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan.

II. 3.2 Keadaan Transformator Berbeban

2 ) saja dalam model rangkaian ekivalen yang 2 2 i 1 V 1 Φ Z V 1 i 2 E 2 N E transformator, adanya fluks bocor Ф1 dengan dipakai untuk menganalisis kerja suatu Gambar 2.6. Transformator dalam keadaan berbeban pada kumparan primer menjadi : I Fluks Bersama (ФM Fluks yang dihasilkan oleh arus pemagnetan Im tidak seluruhnya merupakan I = arus penguatI m = arus pemagnetanI c = arus rugi-rugi inti 1 = arus pada sisi primer I Dimana : 1 = I m + I 2 ` (ampere) ………………...........................……...…….(2.7) I ` (ampere) …………............................……...…………(2.6)Bila komponen arus rugi inti (Ic) diabaikan, maka I = Im , sehingga: 2 = I + I 1

II. 4 RANGKAIAN EKIVALEN TRANSFORMATOR

1 N

2 ) saja dalam model rangkaian ekivalen yang 2 2 i 1 V 1 Φ Z V 1 i 2 E 2 N E transformator, adanya fluks bocor Ф1 dengan dipakai untuk menganalisis kerja suatu Gambar 2.6. Transformator dalam keadaan berbeban pada kumparan primer menjadi : I Fluks Bersama (ФM Fluks yang dihasilkan oleh arus pemagnetan Im tidak seluruhnya merupakan I = arus penguatI m = arus pemagnetanI c = arus rugi-rugi inti 1 = arus pada sisi primer I Dimana : 1 = I m + I 2 ` (ampere) ………………...........................……...…….(2.7) I ` (ampere) …………............................……...…………(2.6)Bila komponen arus rugi inti (Ic) diabaikan, maka I = Im , sehingga: 2 = I + I 1 ), sebagian darinya hanya mencakup kumparan pimer (Ф1 ) ataumencakup kumparan sekunder (Ф 1 dan fluks bocor 2 dengan mengalami proses transformasi dapat ditunjukan sebagai reaktansi X 2Ф sedang rugi tahanan ditunjukan dengan R 1 dan R 2 , dengan demikian model rangkaian dapat dituliskan seperti gambar berikut ini : R 1 R 2 X 1 X 2 i 1 i 2 i R C I MZ L V 2 X M E 2 V 1 V

1 I C N

1 N 2 Gambar 2.7. Rangkaian ekivalen transformator V 1 = I 1 R 1 + I 1 X 1 + E 1 E 1 = aE 2 E 2 = I 2 R 2 + I 2 X 2 + V

2 I = aI`

  parameter sekunder pada rangkaian primer Maka didapat hasil perhitungan sebagai berikut :R = R 2 R 2 a 1 2 R 2 (ohm)………………………………….….………(2.9)X ek = X 1 + a 2 X 2 (ohm) …...………………………..……………(2.10)R 1 X 1 a ` Rek X ek i 2 i 1 i 2 R I V 1 C Ma Z L aV 2 X M I C Gambar 2.10. Transformator tiga phasa ini berkembang dengan alasan ekonomis, biaya lebih murah, karena bahan yang digunakan lebih sedikit dibandingkan tiga buahtransformator satu phasa dengan jumlah daya yang sama dengan satu buah transformator tiga phasa, lebih ringan dan lebih kecil sehingga mempermudahpengangkutan (menekan biaya pengiriman), pengerjaannya lebih cepat, serta untuk menangani operasinya hanya satu buah transformator yang perlu mendapat perhatian(meringankan pekerjaan perawatan).

II. 6.2 Konstruksi Transformator Tiga Phasa

  Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusar didalam inti, rangkaian magnetik itu biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis. Dua jeniskonstruksi yang biasa dipergunakan di perlihatkan pada gambar 2.11 berikut ini.

1 Np Np

  Meskipun fluks bocor yang di rangkum salah satu kumparan tanpa diragkum yang lain merupakan bagian kecil dari fluks total, iamempunyai pengaruh penting pada perilaku transformator. Kebocoran dapat dikurangi dengan membagi – bagi kumparan dalam bagian – bagian yang di letakkansedekat mungkin satu sama lainnya.

II. 6. 3 K onstru ksi Umu m T ra fo Dist ribusi 3 ph asa

  Daya pengenal (untuk transformator belitan banyak, ganda, daya pengenal tiap belitan harus diberikan, kombinasi pembebanan harusditunjukan pula, jika tidak pengenal salah satu belitan merupakan jumlah daya pengenal belitan lainnya). Tegangan impendansi pada arus pengenal (nilai terukur dan bila perlu, daya acuan).m.

3 II.6.4 Hubungan Transformator Tiga Phasa

  Dalam pelaksanaannya, tiga buah lilitan fasa dalam sisi primer dan sisi sekunder dapat dihubungkan dalam bermacam – macam hubungan, seperti hubunganbintang, hubungan segitiga (delta) dan hubungan kombinasi Y-Y, Y- Δ, Δ-Y dan Δ- Δ, bahkan untuk kasus tertentu lilitan sekunder dapat dihubungkan secara berliku – liku(zig- zag), sehingga didapatkan kombinasi Δ-Z dan Z- Y. Hubungan Wye – Delta (Y – Δ)o Beda phasa antara sisi primer dan sekunder sebesar 30 atau kelipatannya, yang jika hendak dihubungkan secara parallel, sisi sekunder transformator yang akandiparalelkan harus memiliki beda phasa yang sama.

BAB II I TAP CHANGER III.1. Umum Sistem tipikal tenaga listrik memiliki empat unsur utama yaitu, pembangkit

  Tap changer atau pengubah tapping adalah suatu alat pengubah tegangan dengan mengubah rasio perbandingan belitan transformator untuk mendapatkantegangan operasi sekunder akibat adanya perubahan tegangan pada sisi primer. Pemilihan tapping transformator didasarkan pada penyesuaian besar tegangan primer transformator, besar tegangan yang diterima oleh kumparan primertransformator dipengaruhi oleh jatuh tegangan yang terjadi pada saluran.

III. 2. Prinsip Kerja Tap changer

  V 1 ,N 1 dan V 2 ,N 2 adalah parameter primer dan sekunder : ...................................................................................(3-1)...............................................................................(3.2) Dimana := Tegangan Primer = Tegangan Sekunder= Belitan Primer= Belitan Sekunder Jika belitan primer berkurang tegangan perbelitan akan bertambah, sehingga tegangan sekunder bertambah. Pada kondisi lain, belitan sekunder bertambahsementara belitan primer tetap, tegangan sekunder akan bertambah juga.

1 Beberapa faktor akan dijelaskan dibawah ini yang dapat dibuat jadi

  Transformator dengan rasio belitan yang besar, disadap pada sisi tegangan tinggi, karena pengendalian tegangan keluaran lebih halus atau dengan kata lain sadapanpada belitan sisi tegangan tinggi memungkinkan merubah tegangan keluar dalam step yang cukup luas. inti ResultanGaya Gaya AxialBagian Belitan yangdi tapping Gambar 3.2 Pengaruh penempatan tapping kumparan pada akhir dari belitan Seandainya belitan ditapping pada bagian akhir ketika beberapa belitan dipotong oleh tap changer seperti yang terlihat pada gambar 3.2, gaya axialnya sangatbesar.

III. 3 Tap Changer Tidak Berbeban (Off Load Tap Changer)

  Salah satu perlengkapan agar tegangan pelayanan masih dalam batas-batas yang diperbolehkan, maka trafo distribusinya dilengkapi dengan tap changer tanpa Penggunaan tap changer ini pada transformator distribusi diharapkan dapat menghasilkan tegangan sekundernya lebih stabil. Pada stut 1,2 : belitan penuh dalam rangkaian Jika belitan di sadap pada interval 2,5%, maka dengan pemutaran jarum R menyebabkan : Gambar 3.4 Off Load Tap Changer 4 5 2 1 3 5 1 R S 3 4 2 Jika stut S tidak ada, jarum penunjuk R dapat tidak menghubungkan belitan.

III. 4 Tap Changer Berbeban (On Load Tap Changer)

  2 2 B y C 1 1 A x ( I )y y y 2 C C C Tegangan 2 2 2 2 B B B masuk 2 1 A A A 1 1 1 x x x 1 1 5( II ) 5 4 4 y 2 C 2 B 3 3 1 A 1 x 2( III ) 2y C B 1y 1 2 C 2 A B xA 1 1 x ( IV )B y C 2 2 A x 1 1 ( V ) (a) (b) Gambar 3.6 a. Reaktor dililit dengan denganarah yang sama, sehingga ggm yang dihasilkan setengah belitan berlawanan dengan ggm yang dihasilkan setengah belitan yang lainnya.

III. 6 Pengantar Besar Jatuh Tegangan (Drop Voltage)

  Pada dasarnya jatuh tegangan (Voltage drop) yang terjadi dalam suatu sistim tenaga listrik disebabkan oleh adanya arus yang mengalir pada impedansi (Z), baik ituimpedansi yang ada pada jaringan maupun peralatan listrik lainnya yang terdapat didalam sistim tersebut. Telah dikatakan sebelumnya bahwa tegangan pengenal dari pelayanan yang diterima oleh pelanggan tidak dapat konstan yang disebabkan oleh banyak faktor.220 V 230 V 240 V 190 V 200 V 210 V204 V 240 V Profil Tegangan Pada Beban Penuh 220 V 230 V 210 V216 V 190 V 200 VProfil Tegangan Pada Beban Ringan Gambar 3.10.

BAB IV PENGUKURAN KETEPATAN TEGANGAN SEKUNDER DAN ANALISA DATA VI.1. Umum Besarnya tegangan keluaran disisi sekunder trafo distribusi diharapkan dapat

  Studi ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa tepat tegangan keluaran disisi sekunder terhadap tegangan nominal yang seharusnya seperti yang tertulis padaname plate trafo distribusi yang menggunakan off load tap changer jika diberi tegangan masukan yang masih dalam batas toleransi tegangan yang dirancang untuktrafo distribusi tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan cara mengukur tegangan sekunder trafo distribusi dimana, akan diberi tegangan primer yang bervariasi dengan batas toleransitegangan maksimum dan minimum 5% dari tegangan nominalnya dan menyesuaikan tap dari tap changer terhadap perubahan tegangan masukan.

VI. 2. Peralatan

Pada percobaan ini menggunakan Trafo khusus dengan tegangan nominal lebih rendah dari tegangan sistem distribusi ketenagalistrikan yang sering di pakai diIndonesia yaitu 20 KV – 400/231 V, tetapi tetap menggunakan Tap changer tipe off load sehingga fungsi utama penelitian ini yaitu mengetahui ketepatan tegangansekunder trafo distribusi yang menggunakan off load tap changer masih dapat terpenuhi. Percobaan ini menggunakan peralatan :

1. Transformator 3 Φ, 50 Hz, 25 KVA, 700 V - 400/231 V Hub Dy5, 3 Tap Variasi 5%/tap

  Jarum jam panjang dibuat selalu menunjuk angka 12 dan dibuat berimpit (dicocokkan) dengan vectorfasa tegangan rendah (u,v,w)sehingga hubungan Dy5 dapat dilukiskan seperti gambar dibawah : U V W v w UU wv Wo 150 V vuu Gambar 4.1 Bilangan jam/vektor group transformator hubungan Dy5 Sudut antara jarum jam panjang dan pendek menunjukkan pergeseran antara fasa U dan u yaitu sebesar 150 derajat degan perbandingan belitan . Setelah selesai pada tap 1, turunkan tegangan sampai nol kemudian ganti posisi tap 1 pada tap 2 dan prosedur diatas berulang kembali sampaidengan selesai percobaan untuk tap 3.k.

VI. 5 Data Percobaan

  Pada trafo distribusi yang digunakan memiliki 3 tapping dengan variasi ±5% pada sisi primer sebagai berikut :Tapping I : 700 + (5% x 700) = 735 VTapping II : 700 + (0% x 700) = 700 VTapping III : 700 – (5% x 700) = 665 VPada sisi sekunder adalah tanpa tapping yaitu 231 volt Data yang diperoleh dari percobaan di PT. Transformator 3 Φ, 50 Hz, 25 KVA, 700 V- 400/231 V Hub Dy5, 3 Tap variasisi 5%/tap.

VI. 6. Analisa Data

  Pada pengambilan data,beberapa data sengaja dibuat sampai melewati batas toleransi drop tegangan yang diijinkan (±5%) hanya untuk melihat seberapa jauhnya drop tegangan pada sisisekunder jika tegangan tersebut dilayani dengan tap yang tidak seharusnya dan menunjukkan bahwa selayaknya pada tingkat tegangan masukan tersebut sudahdilakukan pergantian tap dalam melayani tegangan masukan tersebut. Primer Gambar 4.2 Grafik hubungan antara tegangan sekunder tiap tap terhadap primer yang bervariasi Dari hasil perhitungan analisa data tegangan sekunder pengukuran trafo distribusi yang menggunakan off load tap changer pada percobaan yang dilakukan diPT.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan Bedasarkan hasil analisa dari percobaan diatas maka diperoleh beberapa

  Ketepatan tegangan keluaran disisi sekunder trafo distribusi 3 Φ, 50 Hz, 25 KVA, 700 V- 400/231 V Hub Dy5 3 Tap Variasi 5%/tap dengan penggunaan tap changer tipe off load adalah cukup baik dengan indikatorbesar harga sesatan tegangan sekunder atau persen errornya hanya sekitar1.85% atau masih dalam batas toleransi drop tegangan yang diijinkan yaitu ±5%. Ketepatan tegangan keluaran disisi sekunder tidak selalu dapat mencapai100% karena jumlah tap yang disediakan pada trafo distribusi terbatas artinya, sistem perbandingan belitan yang di rancang pada trafo distribusitidak untuk setiap rentang tegangan masukan pada variasi 5% namun hanya pada batas maksimal 5% dan minimal 5% tegangan nominalnyasupaya dapat tepat.

V. 2 SARAN

Dalam penelitian ini menggunakan trafo distribusi yang menggunakan off load tap changer dengan tegangan nominalnya 700V-400/231V, untukpenelitian lebih lanjut dapat dilakukan pada trafo daya yang menggunakan on load tap changer.

DAFTAR PUSTAKA

  C dan A. S dan A.

Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
123dok avatar

Berpartisipasi : 2016-09-17

Dokumen yang terkait

Studi Ketepatan Tegangan Sekunder Dan Menghit..

Gratis

Feedback