Pengertian, Cara Kerja dan Jenis Transformator

    Arti Definisi Transformer

    Jadi apa itu trafo? Definisi transformator yang sederhana adalah bahwa itu adalah perangkat listrik statis yang mengubah energi listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya tanpa adanya perubahan frekuensi melalui proses induksi elektromagnetik.

    Menarik untuk dicatat bahwa transfer energi dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya terjadi dengan bantuan induksi timbal balik yaitu fluks yang diinduksi pada belitan primer dihubungkan dengan belitan sekunder yang akan kami jelaskan sebentar lagi.

    Kegagalan Transformator juga dapat terjadi jika pengoperasiannya tidak ditangani dengan benar. 

    Peran utama transformator adalah menaikkan atau menurunkan tegangan tergantung pada situasi di mana ia dipasang.

    apa cara kerja trafo

    Jadi pada umumnya kumparan primer transformator menerima tegangan yang sifatnya bolak-balik. Arus bolak - balik yang mengikuti kumparan menghasilkan fluks yang terus berubah dan bolak-balik yang dihasilkan di sekitar belitan primer.

    Kemudian kita memiliki kumparan lain atau kumparan sekunder yang dekat dengan kumparan primer yang dihubungkan ke kumparan primer karena beberapa fluks bolak-balik terhubung.

    Saat fluks berubah terus menerus, ia menginduksi EMF yang diinduksi pada kumparan sekunder sesuai dengan hukum induksi elektromagnetik Faraday.

    Jika rangkaian sisi sekunder ditutup, arus akan mengalir dan ini adalah kerja transformator yang paling dasar.

    Konstruksi trafo 3 fasa

    Tiga bagian utama dari setiap transformator adalah belitan primer, belitan sekunder dan inti magnet. Sekarang kita akan membahas masing-masing komponen ini secara rinci.

    Gulungan Utama

    Ini adalah belitan utama tempat diharapkan arus bolak-balik yang masuk. Bergantung pada fakta bahwa trafo adalah trafo step up atau step down, konstruksi belitan berubah sesuai.

    Gulungan Sekunder

    Ini adalah belitan di mana fluks yang dihasilkan oleh belitan primer dihubungkan. Dalam hal ini juga tergantung pada fakta bahwa trafo adalah trafo step up atau step down, konstruksi belitan berubah sesuai. 

    Inti Magnetik

    Ini diperlukan untuk menyediakan jalur keengganan rendah agar fluks magnet mengalir dari belitan primer ke belitan sekunder untuk membentuk rangkaian magnet tertutup. Biasanya terbuat dari CRGOS (Cold Rolled Grain Oriented Silicon Steel).

    Persamaan Transformer

    Jadi sekarang mari kita lihat aspek teoritis dari transformator untuk ini penting bagi kita untuk memahami persamaan transformator dan bagaimana ia diturunkan dan berbagai hubungan yang kita miliki berkaitan dengan tegangan, belitan dan fluks.

    Jadi ayo mulai…

    Ggl yang diinduksi pada setiap belitan transformator dapat dihitung dari persamaan ggl-nya.

    Persamaan transformator 1

    Hubungan fluks diwakili oleh hukum Faraday induksi elektromagnetik. Ini dinyatakan sebagai,

    Persamaan transformator

    Persamaan di atas dapat ditulis sebagai,

    Persamaan transformator

    dimana E m = 4.44ωΦ m = nilai maksimum e. Untuk gelombang sinus, nilai rms dari ggl diberikan oleh

    Persamaan transformator

    Ggl yang diinduksi dalam belitan primer dan sekundernya dinyatakan sebagai,

    Persamaan transformator

    Tegangan RMS sekunder adalah

    Persamaan transformator

    Dimana φ m adalah nilai fluks maksimum dalam Weber (Wb), f adalah frekuensi dalam hertz (Hz) dan E 1 dan E 2 dalam volt.

    Jika, B m = rapat fluks maksimum di sirkuit magnet dalam Tesla (T)

    Sebuah wilayah = dari penampang inti dalam meter persegi (m 2 )

    Persamaan transformator

    Belitan yang memiliki nilai tegangan lebih tinggi memiliki tegangan tinggi sedangkan belitan primer bertegangan rendah.

    Rasio Tegangan dan Rasio Putaran

    Rasio E / T disebut volt per putaran. Volt primer dan sekunder per putaran diberikan oleh rumus

    Persamaan transformator
    Persamaan transformator

    Persamaan (1) dan (2) menunjukkan bahwa tegangan per lilitan pada kedua lilitan adalah sama, yaitu

    Persamaan transformator

    Rasio T 1 / T 2 disebut rasio giliran. Rasio giliran dinyatakan sebagai

    Persamaan transformator

    Rasio putaran primer ke sekunder yang sama dengan tegangan induksi primer ke sekunder menunjukkan seberapa besar tegangan primer diturunkan atau dinaikkan.

    Rasio putar atau rasio tegangan induksi disebut rasio transformasi, dan ini dilambangkan dengan simbol a. Jadi,

    Persamaan transformator

    Rasio tegangan yang diinginkan dapat diperoleh denga

    Karena trafo digunakan mungkin di setiap bidang, mereka adalah berbagai jenis trafo yang berbeda tergantung pada beberapa faktor seperti konstruksi trafo, aplikasi, area di mana ia digunakan, tujuan akhir dari trafo dll. Dll.

     Sekarang kita akan melihat masing-masing dengan sangat rinci:

    Klasifikasi trafo berdasarkan Tingkat Tegangan

    Ini mungkin adalah bentuk klasifikasi paling dasar dalam hal transformator, apakah itu transformator step up atau step down.

    Transformator Step-Up
    Transformer di stasiun pembangkit

    Seperti namanya trafo step up digunakan untuk meningkatkan tegangan pada sisi sekunder trafo.

    Ini dicapai dengan memiliki lebih banyak jumlah lilitan di sisi sekunder transformator dibandingkan dengan sisi primer transformator.

    Jenis trafo seperti ini umumnya digunakan di stasiun pembangkit dimana tegangan generator biasanya pada 23.5kV ditingkatkan hingga 132kV atau lebih.

    Step- Down Transformer

    Seperti namanya trafo step down digunakan untuk menurunkan tegangan pada sisi sekunder trafo.

    Hal ini dicapai dengan memiliki jumlah lilitan yang lebih sedikit pada sisi sekunder transformator dibandingkan dengan sisi primer transformator.

    Jenis trafo seperti itu umumnya digunakan dalam jaringan distribusi di mana tegangan jaringan 11kV diturunkan menjadi 415V untuk penggunaan domestik atau komersial.

    Klasifikasi trafo berdasarkan Core Medium

    Sekarang tergantung pada inti antara belitan primer dan sekunder dari belitan transformator, transformator diklasifikasikan sebagai Inti Udara atau Inti Besi.

    Transformer Inti Udara

    Gulungan primer dan sekunder transformator dililitkan pada strip magnet dan hubungan fluks di antara keduanya melalui udara.

    Trafo jenis ini umumnya tidak disukai karena induktansi timbal balik lebih sedikit dibandingkan dengan inti karena keengganan yang ditawarkan oleh inti udara sangat tinggi.

    Tetapi menarik untuk dicatat bahwa kerugian histeresis dan arus pusar benar-benar dihilangkan.

    Inti besi

    Belitan primer dan belitan sekunder ditempatkan pada inti besi yang memberikan hubungan fluks yang sempurna antara keduanya.

    Jenis trafo ini umumnya lebih disukai karena menawarkan keengganan yang sangat sedikit ke fluks linkage karena sifat magnetnya yang sangat baik membuat efisiensi keseluruhan trafo jauh lebih tinggi dibandingkan dengan trafo inti udara.

    Klasifikasi Trafo berdasarkan Pemakaian

    Trafo diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan aplikasi; kita akan melihat masing-masing secara rinci:

    Transformator Daya
    penerapan transformator daya

    Apakah trafo yang digunakan dalam jaringan transmisi bekerja pada level tegangan yang sangat tinggi dan digunakan untuk aplikasi stepping up atau stepping down.

    Kelas tegangan mencakup 400kV, 200kV, 110kV, 66kV, 33kV dan umumnya diberi nilai di atas 200MVA.

    Karena mereka digunakan untuk tujuan transmisi pada beban berat dan pada tegangan lebih dari 33kV, ukurannya besar karena insulasi yang diperlukan tinggi.

    Mereka juga dimaksudkan untuk bekerja dengan efisiensi 100% untuk menghindari kehilangan transmisi.

    Bagi mereka untuk menghindari kehilangan transmisi atau kehilangan I2r, mereka berkenan sedemikian rupa sehingga inti digunakan secara maksimal dan akan memiliki kerugian besi yang sama dengan kerugian tembaga pada beban bocor untuk mencapai efisiensi maksimum.

    Transformator Distribusi
    apa gunanya trafo distribusi

    Seperti namanya, jenis trafo semacam itu digunakan untuk jaringan distribusi tegangan rendah sebagai sarana untuk memberikan daya kepada pengguna akhir.

    Kelas tegangan untuk trafo distribusi adalah 11kV, 6.6kV, 3.3kV, 440V dan 230V dan umumnya diberi nilai kurang dari 200MVA.

    Trafo jenis ini digunakan untuk memasok daya ke industri pada 33kV atau untuk keperluan rumah tangga pada 415V.

    Mereka bekerja pada efisiensi yang lebih rendah dari 50-70% dan berukuran kecil karena insulasi yang diperlukan lebih sedikit dibandingkan dengan transformator daya.

    Trafo distribusi dapat diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan jenis insulasinya: Liquid Immersed Transformer atau Dry Type Transformer

    Liquid Immersed Transformer

    Trafo distribusi jenis ini menggunakan oli sebagai pendingin di dalam badan trafo. Gulungan direndam dalam trafo dan minyak isolasi membantu menjaga suhu di dalam.

    Perlu dicatat bahwa minyak isolasi mengalami penurunan kualitas dari waktu ke waktu dan perlu dirawat setelah beberapa waktu karena nilai BDV (Break Down Voltage) turun karena pembentukan lumpur dalam minyak.

    Selain itu, mereka harus disimpan di bawah siklus perawatan yang ketat dan harus diperiksa untuk setiap kebocoran selama bertahun-tahun beroperasi.

    Mereka selanjutnya dibagi berdasarkan pengaturan pendinginan:
  1. Minyak Natural Air Natural (ONAN)
  2. Minyak Alami Udara Paksa (ONAF)
  3. Minyak Paksa Udara Paksa (OFAF)
  4. Minyak Paksa Air (OFWF)
  5. Transformator Tipe Kering
    keunggulan trafo tipe kering

    Seperti namanya, jenis transformator ini memang menggunakan oli sebagai media isolasi di dalamnya melainkan transformator berpendingin udara dan belitannya terbuat dari isolasi kelas F dan H.

    Mereka umumnya lebih menyukai pilihan trafo ketika aplikasi berada di dalam gedung atau di tempat di mana keselamatan menjadi prioritas utama.

    Mereka juga sangat kompak dibandingkan dengan trafo terendam oli karena mereka tidak memiliki radiator yang terpasang padanya untuk tujuan pendinginan.

    Bergantung pada bagaimana mereka didinginkan mereka diklasifikasikan menjadi dua jenis:

  6. Udara Alami (AN)
  7. Ledakan udara
  8. Transformator Instrumen

    Trafo jenis ini digunakan untuk mencatat tegangan dan arus di tempat di mana pengukuran langsung tidak mungkin dilakukan karena nilainya yang sangat tinggi.

    Oleh karena itu, trafo instrumen digunakan untuk menurunkan arus / tegangan ini untuk tujuan pengukuran. Ada dua jenis:

    Transformer Saat Ini
    untuk apa trafo arus digunakan

    Trafo jenis ini digunakan agar amperemeter kumparan instrumen lain tidak langsung terhubung ke jalur arus tinggi atau dengan kata lain trafo arus menurunkan nilai dengan rasio yang diketahui sehingga dapat terekam dengan aman oleh alat ukur. .

    Potensi Transformer

    Mereka bekerja kurang lebih dengan prinsip yang sama dengan trafo daya atau distribusi. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa kapasitasnya kecil dan berkisar antara 100 hingga 500VA dan sisi tegangan rendah umumnya dililitkan untuk 115V - 120V

    kesimpulan

    Mengapa kita mendengar suara senandung di dekat trafo?

    Hal ini terjadi karena fenomena yang secara ilmiah disebut sebagai magnetostriksi di mana baja magnet yang digunakan dalam inti mengembang saat dimagnetisasi dan berkontraksi saat mengalami kerusakan magnet selama siklus penuh magnetisasi.

    Meskipun mereka sangat kecil secara proporsional dan oleh karena itu biasanya tidak terlihat dengan mata telanjang tetapi cukup untuk menyebabkan getaran dan oleh karena itu menimbulkan suara.

    Dapatkah transformator dioperasikan pada tegangan selain tegangan pengenal?

    Ans. Mereka dapat dioperasikan di bawah tegangan pengenal tetapi pasti tidak di atas tegangan pengenal dalam hal apa pun sampai dan kecuali jika dilengkapi dengan pengubah keran.

    Perlu diperhatikan jika transformator dioperasikan di bawah nilai tegangan pengenal maka kapasitas LVA juga akan berkurang.

    Dapatkah trafo dengan nilai 60Hz dioperasikan pada frekuensi 50Hz?

    Ans. Trafo yang dirancang untuk 60Hz tidak dapat dioperasikan pada layanan 50Hz karena akan terjadi lebih banyak kerugian dan juga akan menyebabkan kenaikan suhu yang lebih tinggi dan masa pakai yang lebih pendek. Tetapi di sisi lain trafo dengan nilai 50Hz dapat dioperasikan pada 60Hz.

    Mengapa trafo dinilai dalam kVA bukan kW?

    Ketika kita berbicara tentang transformator, kita memiliki dua jenis kerugian, rugi besi dan rugi tembaga.

    Sekarang karena rugi-rugi besi bergantung pada tegangan dan rugi-rugi tembaga pada arus, rugi-rugi total bergantung pada tegangan dan arus, dan tidak ada faktor daya yang terlibat.

    Transformer dinilai dalam kVA karena kW akan menyertakan faktor daya.

    Dapatkah trafo 3 fasa dioperasikan secara paralel?

    Ya, mereka dapat dioperasikan secara paralel asalkan mereka memiliki impedansi yang sama, peringkat tegangan dan polaritas yang sama. 

    LihatTutupKomentar