TRAFO TANPA BEBAN DAN HUBUNG SINGKAT

LAPORAN 7
PRAKTEK MESIN-MESIN LISTRIK

“TRAFO TANPA BEBAN DAN HUBUNG SINGKAT ”

OLEH:
TRI ISRA JANWARDI
16388/10

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2013

“TRAFO TANPA BEBAN DAN HUBUNG SINGKAT”

I.    Tujuan

      1.   Mahasiswa mampu menentukan konstanta transformator tahanan magnetisasi dan reaktansi medan bocor.

      2.   Mahasiswa mampu menentukan rugi-rugi inti transformator satu fasa.

      3.   Mahasiswa mampu menentukan karakteristik tanpa beban  dan .

      4.   Mahasiswa mampu menentukan perbandingan (ratio) transformasi dari transformator satu fasa.

      5.   Mahasiswa mampu menghitung besaran transformator seperti impedansi pengganti .

      6.   Mahasiswa mampu menghitung rugi-rugi primer tembaga sekunder.

      7.   Mahasiswa mampu membuat karakteristik

II.  Teori

            Rangkaian ekuivalen transformator dimanfaatkan dalam menganalisa dan mempelajari karakteristik dari transformator gambar 1. Untuk mendapatkan nilai-nilai parameter transformator perlu dilakukan beberapa percobaan yakni pengukuran menggunakan multi-meter atau pengukuran menggunakan sumber arus searah, pengujian beban nol dan hubung singkat.

            Pengukuran dengan multi-meter atau dengan sumber tegangan searah dilakukan gunanya untuk mendapatkan nilai tahanan kumparan primer. Pada pengukuran dengan menggunakan sumber tegangan searah, nilai tahanan kumparan primer transformator sesungguhnya yakni , nilai yang didapatkan dari pengukuran sumber DC dikalikan dengan suatu konstanta yakni angka yang berkisar k=1.15 s/d 1.35 yang paling ideal diambil k=1.25.

1.      Beban nol

Pengujian tanpa beban dilakukan untuk mendapatkan nilai tahanan magnetisasi yang juga berhubungan dengan rugi-rugi inti serta perbandingan belitan transformator. Selama pengujian beban nol ini, tegangan yang diberikan pada kumparan primer  Daya aktif yang diserap oleh inti =

Daya yang diserap oleh inti =

Daya reaktif yang diserap = 

Tahanan inti

Gambar 1. Rangkaian Ekuivalen Transformator

            Transformator satu fasa yang terdiri dari kumparan primer dan sekunder tersusun sedemikian rupa dimana sumber tegangan arus bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz atau 60 Hz dihubungkan pada sisi primer, sedangkan sisi sekunder dalam keadaan terbuka artinya tidak terangkai dengan beban. Pada waktu transformator dalam keadaan tidak berbeban arus  dan  yang mempunyai perbedaan sangat kecil, hal ini dapat dilihat dari resistan kumparan dengan resistan magnetisasi inti . Hal yang sama diperoleh reaktansi kumparan dengan reaktansi medan bocor  , maka rangkaian ekuivalen (gambar 2a). Dengan mengabaikan , maka rangkaian ekuivalen transformator tanpa beban dapat mendeteksi sebagai berikut (gambar 2)

Gambar 2. Rangkaian Ekuivalen Beban Nol

            Saat transformator tanpa beban yang perlu diperhatikan adalah komponen resistansi magnetisasi R, dan reaktansi medan bocor  . Daya input transformator tanpa beban merupakan rugi inti yang terdiri dari rugi hysteresis rugi arus pusar (eddy current). Karakterstik  , merupakan grafik linear, setelah menempuh daerah tertentu terjadi kejenuhan , maka terjadi garis lengkung sama halnya dengan kurva B-H.

Karaktersistik: ;

            Persamaan yang diperoleh merupakan garis lengkung , rugi-rugi pada transformator tanpa beban dengan parameter sebagai berikut:

Jadi dan

            Dari percobaan tanpa beban dapat juga ditetapkan perbandingan transformasi (a). Dengan mengukur tegangan input pada sisi kumparan primer sedangkan tegangan ouput  pada sisi sekunder. Rasio transformasi transformator adalah:

2.      Hubung singkat

            Transformator satu fasa percobaan hubung singkat adalah transformator pada sisi primer diberikan tegangan sedangkan pada sisi sekunder terminal output dihubung singkat (short circuit). Akibat peristiwa ini akan timbul gaya elektrodinamis yang cukup besar sehingga membahayakan transformator tersebut. Oleh sebab itu dalam melakukan percobaan hubung singkat diperlukan pembatasan tegangan dan arus yang diizinkan untuk setiap transformator. Dalam hal ini ada yang berpedoman pada rating tegangan yang diizinkan 5% s/d 8% dari rating tegangan nominal. Untuk transformator yang besar, arus hubung singkat (short circuit current)  diizinkan adalah 0,1 s/d 0,5% dari arus beban penuh Rangkaian ekuivalen 1 (satu) fasa (gambar 3a) . saat transformator hubungan singkat resistan magnetisasi , reaktansi medan bocor , dan impedansi eksitasi  sangat kecil sehingga dapat diabaikan dibandingan dengan resistansi kumparan ( dan reaktansi induktif ( maka rangkaian ekuivalennya (gambar 3b).

Gambar 3. Rangkaian Ekuivalen Hubungan Singkat

Referensi dari sisi tegangan tinggi HV (primer) , maka impedansi ekuivalen  , resistan ekivalen ;  , sedangkan reaktansi ekivalen , (gambar 4a)

Referensi dari sisi tegangan rendah xV (sekunder), maka resistan ekivalen , reaktansi ekivalen , dimana a adalah perbandingan transformasi transformator (gambar 4b).

Gambar 4. Referensi rangkaian ekivalen hubungan singkat

Tegangan hubungan singkat merupakan jatuh tegangan dalam kumparan primer dan sekunder, dimana tegangan rendah sama dengan nol sedangkan arus hubungan singkat  besar. Dengan mengatur kenaikan tegangan  secara bertahap maka arus  juga naik sesuai kenaikan tegangan. Karaktersitik , merupakan garis lurus bila inti besi transformator terletak dalam daerah yang tidak jenuh karena EMF induksi lawan yang besar dari belitan sekunder. Karaktersitik , merupakan garis lengkung hal ini dapat dilihat dari persamaan di atas.

 III.      Alat dan Bahan

1.      Transformator V.A. 1k, 50 Hz, Yuasa Tuunsinki Kogyo, Co.Ltd.

2.      Ohmmeter Jembatan Wheatstone Type V 3788935.2

3.      Voltmeter AC/DC Class 1,00

4.      Amperemeter AC/DC class 1,00

5.      Watt meter AC/DC class 0,5

6.      Saklar TO 30 16 A/380 volt

7.      Cos phi meter type 3340.

IV. Gambar Rangkaian

1.      Polaritas transformator satu fasa

Gambar 5. Rangkaian Percobaan Praktek Rangkaian Beban Nol

Gambar 5. Rangkaian Percobaan Praktek Rangkaian Hubungan SIngkat

V.  Langkah Kerja

      1.   Percobaan transformator satu fasa beban nol.

a. Rangkai percobaan transformator satu fasa beban nol.

b. Pasang alat-alat ukur sesuai dengan percobaan

c. Masukkan switch  , naikkan tegangan primer secara bertahap ,catat parameter yang terdapat pada sisi primer dan sekunder.

      2.   Percobaan transformator satu fasa hubugan singkat.

            a. Rangkai percobaan transformator satu fasa hubungan singkat

            b. Pasang alat-alat ukur sesuai dengan percobaan

c. Masukkan switch , naikkan tegangan primer secara bertahap, catat parameter yang terdapat pada sisi primer dan sekunder.

VI. A. Hasil Pengamatan

Tabel 1. Hasil percobaan 1 (Trafo Beban Nol)

225	0.26	20	70
150	0.08	8	50
110	0.04	5	35

Tabel 1. Hasil percobaan 1 (Trafo Hubungan Singkat)

3.3	0.31	1	1
6.6	0.66	4	2.4
9.9	0.97	8	3.7
10	1.07	10	3.8

        B. Tugas

            1) Beban Nol

1.   Besaran

      a.

      b.

      c.

2.   Perbandingan transformasi transforamtor

      a.

      b.

      c.

3.   Grafik karaktersistik

2) Hubungan Singkat

      1. Resistansi ekivalen

      a.

      b.

      c.

      d.

      2. Grafik karaktersistik

VII. Kesimpulan

         Dari percobaan di atas maka dapat disimpulkan bahwa:

1.      Pada percobaan pertama dapat dikatehui perbandingan transformasi sebuah transformator yakni dengan mengukur berapa besar tegangan yang ada pada sisi primer dan tegangan yang ada pada sisi sekunder yang kemudian disbandingkan hingga mendapati perbandingan transformasi transformator sebesar ± 3:1 ; a=3

VIII. Referensi

         Tim Labor Mesin Listrik. (2012). Jobsheet Praktikum Mesin Listrik Program Studi S1 Pendidikan Teknik Elektro.Padang: Jurusan Teknik Elektro FT-UNP