ANALISIS PENGARUH PEMBEBANAN TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR DISTRIBUSIProposalUntuk memenuhi sebagian persyaratanmenyelesaikan Program Studi S1 Teknik Elektro

Oleh:SUTIKNONIM. 11620201C282

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROSEKOLAH TINGGI TEKNIK WIWOROTOMOPURWOKERTO2015

1.1 Latar BelakangDi masa sekarang kebutuhan listrik semakin meningkat sejalan dengan berkembangnya teknologi. Perkembangan yang pesat ini harus diikuti dengan perbaikan kualitas dan keandalan energi listrik yang dihasilkan. Salah satu peralatan yang sangat penting dalam penyaluran tenaga listrik yaitu transformator. Fungsi transformator ini adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Oleh karena itu transformator merupakan peralatan yang sangat penting maka diusahakan agar peralatan ini berusia panjang dan dapat lebih lama dipergunakan untuk menyalurkan energi listrik. Beberapa faktor terjadinya berkurangnya umur atau kerusakan transformator yaitu pada isolasinya karena pengaruh thermal atau suhu sekitar (ambient temperatur ), suhu minyak transformator dan pembebanan terhadap transformator tersebut.Dengan alasan ekonomis, kadang-kadang diizinkan pembebanan transformator melebihi kemampuan nominalnya, dengan demikian akan mempengaruhi umur transformator tersebut. Adanya pembebanan yang melebihi kemampuan nominal sebuah transformator itu, tentu akan sangat mempengaruhi isolasi lilitannya akibat timbulnya panas yang berlebihan di dalam transformator tersebut. Panas tersebut diakibatkan oleh bertambahnya beban transformator yang mengakibatkan terjadinya rugi-rugi pada suatu transformator, yang akan mengakibatkan menurunya kinerja efisiensi transformator itu sendiri. Oleh karena itulah diperlukan suatu studi tentang analisis pengaruh pembebanan terhadap efisiensi tranformator agar dapat diketahui seberapa besar efisiensi pada transormator tersebut dengan adanya perubahan pembebanan yang terjadi pada suatu transformator.

1.2 Perumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang dikemukakan di atas, maka dapat dirumuskan sebagai sebagai berikut:1. Bagaimana pengaruh beban terhadap rugi-rugi transformator.2. Bagaiman pengaruh beban terhadap efisiensi transformator.

1.3 Tujuan PenelitianTujuan pembuatan tugas akhir ini adalah:1. Untuk mengetahui pengaruh beban terhadp efisiensi kerja transformator.2. Untuk menganalisis pengaruh pembebanan terhadap efisiensi transformator.1.4 Batasan MasalahPada penulisan skripsi nanti penulis akan membatasi hanya pada permasalahan bagaimana pengaruh pembebanan terhadap efisiensi transformator, perhitungan rugi-rugi dan efisiensi dibantu dengan menggunakan software Matlab.

1.5 Landasan Teoria. Pengertian TransformatorTransformator merupakan peralatan mesin listrik statis yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik sehingga dapat memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain tanpa merubah frekuensi. Penggunaan yang sangat sederhana dan andal itu merupakan salah satu sebab penting bahwa arus bolak-balik sangat banyak dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik. Transformator dapat dibagi menurut fungsi / pemakaian seperti:- Transformator Mesin (Pembangkit)- Transformator Gardu Induk- Transformator DistribusiPenggunaan transformator pada sistem penyaluran tenaga listrik dapat dibagi :a. Trafo penaik tegangan (Step up) atau disebut trafo daya, untuk menaikkan tegangan pembangkit menjadi tegangan transmisi.b. Trafo penurun tegangan (Step down), dapat disebut trafo distribusi, untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi.c. Trafo instrumen, untuk pengukuran yang terdiri dari trafo tegangan dan trafo arus, dipakai menurunkan tegangan dan arus agar dapat masuk ke meter-meterpengukuran.Transformator terdiri dari :a. Bagian Utama.- Inti besi- Kumparan Transformator- Minyak Transformator- Bushing- Tangki Konservatorb. Peralatan Bantu.- Pendingin- Tap Changer- Alat pernapasan (Dehydrating Breather)- Indikator-indikator : Thermometer, permukaanminyakc. Peralatan Proteksi.- Rele Bucholz- Pengaman tekanan lebih (ExplosiveMembrane) / Bursting Plate- Rele tekanan lebih (Sudden Pressure Relay)- Rele pengaman tangkid. Peralatan Tambahan untuk PengamanTransformator.- Pemadam kebakaran (transformator -transformator besar)- Rele Differensial (Differential Relay)- Rele arus lebih (Over current Relay)- Rele hubung tanah (Ground Fault Relay)- Rele thermis (Thermal Relay)- Arrester

b. Prinsip Kerja Kerja Transformator1. Hukum InduksiBerdasarkan Hukum Faraday yang menyatakan bahwa integral garis suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup adalah berbanding lurus dengan perubahan persatuan waktu daripada arus induksi (flux) yang dilingkari oleh garis lengkung itu.

2. Rugi-Rugi Pada TrafoRugi-rugi transformator beban kosong terdiri atas rugi-rugi besi yang ditimbulkan dari daya magnetisasi yang berganti arah setiap saat pada besi inti, rugi besi yang nilainya kecil juga ditimbulkan oleh adanya arus beban kosong yang mengalir pada belitan sisi primer, demikian pula terdapat rugi besi yang dapat diabaikan yang muncul pada bagian logam tidak aktif lainnya, yang disebabkan oleh adanya fluks bocor pada inti transformator3. Rugi-rugi arus EddyRugi-rugi arus Eddy dan histerisis timbul pada inti trafo disebabkan oleh arah bolak balik dari magnetisasi trafo, rugi arus Eddy disebabkan oleh karena arus Eddy yang diinduksikan pada laminasi inti, nilainya adalah:

= . . Bmaks............................pers ( 1 )

Dengan = rugi-rugi arus Eddy (Watt) = frequensi(Hertz)Bmaks = kepadatan fluks maksimum (Tesla)Ke = konstanta eddy current

Untuk rugi-rugi histerisis:

= . ..............................pers ( 2 )Dengan = rugi-rugi histerisis (Watt) = frekuensi (Hertz)Bmaks = kepadatan fluks maksimum (Tesla) = konstanta histerisisDari persamaan rugi-rugi transformator tanpa beban dapat diketahui besarnya total rugi inti (besi):Pinti total = + = (. .+(. . Bmaks)

Rugi-rugi dalam keadaan berbebanRugi-rugi yang terjadi pad transformator berbebn dasarnya selalu berubah ubah,hal ini tergantung pada arus beban yang mengalir pada tahanan transformator. Sehingga rugi trnsformator dalam keadaan berbeban merupakan perkalian kwadrat arus dengan tahanan transformator.Yang dikenal sebagai rugi tembaga(Pcu).Pcu1 = Pcu2 = Prugi total = Rugi-rugi Cu + Rugi intiKarena arus berubah rubah,maka rugi tembaga tidak konstan tergantung pada beban.Besarnya rugi-rugi tembaga pada setiap perubahan beban dapat di tentukan dengan persamaan : = P = Rugi-rugi tembaga pada saat pembebanan tertentu. = Rugi-rugi tembag beban penuh = Beban yang dioperasikan = Nilai pengenal transformatorEfisiensi TransformatorEfisiensi Transformtor adalah pebandingan daya output dengan daya input.Secara sistemtis dapat ditulis : = 100% = + = 100%4. Efisiensi terhadap perubahan beban :

= Agar maksimum,( + ) = 0Jadi,= = = Untuk menetukan besarnya beban yang dioperasikan pada saat efisiensi maksimum, berlaku rumus : = beban penuh

1.6 MetodologiPenelitian tentang analisis pengaruh pembebanan terhadap efisiensi transformator distribusi dilakukan secara bertahap melalui beberapa tahapan,dimulai dengan pengumpulan studi pustaka yang digunakan sebagai bahan perhitungan alalisis, selanjutnya dilakukan pengumpulan data sekunder dimana data yang sudah ada dalam betuk dokumen atau data tertulis yang sudah diambil dari data hasil pengukuran dari beberapa transformator distribusi pada salah satu feeder,dari data sekunder tersebut akan dilakukan analisis perhitungan menggunakan bantuan software Matlab dengan memasukkan rumus-rumus persamaan perhitungan rugi-rugi transformator yang diambil melalui studi pustaka yang telah dilakukan sebelumnya pada tahapan pertama. Dari hasil analisis perhitungan akan diambil kesimpulan tentang hasil efisiensi transformator distribusi tersebut.

1.7 Flow Cart Kegiatan

START

Pengumpulan literatur atau studi pustaka

Proses pengumpulan data transformator distribusi

Analisis perhitungan efisiensi transformator

Penyusunan skripsi dan Kesimpulan

SELESAI

1.8 Alat dan Bahan1. Data beban transformator distribusi 1phase 50Kva2. Komputer dan software Matlab

1.9 Jadwal PelaksanaanJENIS KEGIATANBULAN 1BULAN 2BULAN 3

MINGGU KEMINGGU KEMINGGU KE

123412341234

Pengumpulan studi pustaka

Pengambilan data sekunder beban transformator

Analisis Data

Penyusunan skripsi dan kesimpulan

1.10 DAFTAR PUSTAKAKadir, Abdul, Transformator, Jakarta : Pradnya Paramita, 1979.PLN, Pedoman Pembebanan Transformator Terendam Minyak, SPLN 17, 1979.Zuhal.1995.Dasar Tenaga Listrik.Jakarta:PT.Gramedia Pustaka UtamaRijon,Yon.1997,Dasar Teknik Tenaga Listrik,Yogyakarta,penerbit Andi Purnama Sigit,Analisa Pengaruh Pembebanan Terhapad Susut Umur Transformator Tenaga. Teknik Elektro Universitas Diponegoro SemarangWarman, Eddy (2010). Pemilihan dan Peningkatan Penggunaan/Pemakaian Serta Manajemen Trafo Distribusi, Universitas Sumatera Utara. Science direct pp:1271 -1278