BAB I PENDAHULUAN I.1. LATAR BELAKANG MASALAH Dalam istilah elektro, transformator adalah suatu alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi listrik dengan frekuensi yang sama. Perubahan energi listrik yang terjadi adalah perubahan tegangan dan arus. Pada transformator suplai tegangan dan arus yang dipakai adalah tegangan dan arus bolak-balik ( AC). Sedangkan tegangan dan arus searah (DC) tidak dapat dikonversikan oleh transformator. Jenis-jenis transformator sangat banyak, tetapi secara umum dapat diklasifikasikan atas tiga jenis, yaitu Transformator Daya, Transformator distribusi dan Transformator Pengukuran. Transformator Daya terletak pada stasiun daya untuk menaikan tegangan dan menangani daya yang besar. Jenis tegangannya adalah 400 kv, 220kV, 132KV, 66 kv, 33kV dll. Sedangkan Transformator Distribusi terletak pada sub stasiun jaringan distribusi dan menangani daya yang rendah. Jenis tegangannya adalah 11 KV, 6.6 KV, 3.3 KV, 440 V, 230 V. Dalam aplikasinya di lapangan, transformator yang paling banyak dipergunakan adalah Transformator Distribusi. Pada umumnya jenis transformator yang dipergunakan sebagai Transformator Daya dan Transformator Distribusi adalah transformator tiga fasa, karena suplai tegangan dan arus yang masuk dari pembangkit tenaga listrik adalah tegangan dan arus tiga fasa. Pada saat-saat tertentu transformator tiga fasa yang dipergunakan dapat mengalami kerusakan. Contoh kerusakan yang bisa terjadi adalah kerusakan pada salah satu belitan fasanya, sehingga menyebabkan penyaluran tegangan dan arus terputus. Hal ini akan mengakibatkan kerugian baik di pihak produsen listrik maupun konsumen yang memakai listrik. Oleh karena itu harus dilakukan suatu tindakan sementara agar transformator yang
rusak tersebut dapat terus bekerja melayani beban secara sementara sebelum dilakukan perbaikan atau pergantian transformator. Dengan demikian, perlu dilakukan pengujian terhadap transformator dalam keadaan terjadi kerusakan pada salah satu belitan fasanya dan hanya dua belitan fasa yang dapat bekerja untuk menyalurkan tegangan dan arus tiga fasa. Pengujian ini bertujuan untuk memperbandingkan efisiensi transformator dalam keadaan normal dengan keadaan ketika terjadi kerusakan seperti diatas. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian dengan metode-metode yang efektif dan efisien. I.2. TUJUAN PENULISAN Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Memberikan penjelasan tentang cara pemakaian transformator dalam keadaan darurat, ketika terjadi kerusakan pada salah satu fasanya dan hanya dua fasa yang dapat bekerja untuk menyalurkan tegangan dan arus tiga fasa. 2. Untuk menjelaskan perbandingan efisiensi antara transformator dalam keadaan normal hubungan Delta dengan transformator dalam keadaan terjadi kerusakan hubungan Open-Delta. I.3. BATASAN MASALAH Agar tujuan penulisan tugas akhir ini sesuai dengan yang diharapkan serta terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan di atas, maka penulis membatasi permasalahan yang akan dibahas pada : 1. Pengujian efisiensi transformator dalam keadaan normal hubungan Delta dan pengujian efisiensi transformator dalam keadaan darurat hubungan Open-Delta.
2. Transformator yang dipergunakan adalah transformator Step Up buatan Pabrik AEG-Jerman pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro FT-USU dengan rating sebagai berikut : Transformator tiga fasa Primer Sekunder : 2000 VA ; 50 Hz : 36,7-63,5 Volt ; 5,3 Ampere : 127-220 Volt ; 3,2 Ampere I.4. MANFAAT PENULISAN Laporan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk : 1. Mahasiswa Departemen Teknik Elektro yang ingin memperdalam pengetahuan tentang Transformator. 2. Penulis sendiri untuk memberikan pemahaman tentang pentingnya mengetahui cara pemakaian transformator dalam keadaan darurat untuk sementara ketika terjadi kerusakan agar dapat terus melayani penyaluran daya. 3. Penulis sendiri untuk mengetahui perbandingan efisiensi transformator hubungan Open-Delta dibandingkan dengan transformator hubungan Delta. 4. Bagi para pembaca, diharapkan dapat menjadi sumbangan dalam memperkaya pengetahuan sehingga dapat memunculkan ide-ide yang baru dalam menemukan suatu metode untuk mengetahui atau meningkatkan nilai efisiensi dari suatu transformator.
I.5. METODE DAN SISTEMATIKA PENULISAN A. Metode Penulisan Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode studi diantaranya : 1. Studi literatur yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain 2. Studi lapangan yaitu dengan melaksanakan percobaan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU 3. Studi bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak departemen Teknik Elektro USU, dengan dosen-dosen bidang Konversi Energi Listrik, asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik dan teman-teman sesama mahasiswa. B. Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut. BAB I. PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metode dan sistematika penulisan. BAB II. TRANSFORMATOR Bab ini menjelaskan tentang transformator secara umum, konstruksi, prinsip kerja, rangkaian ekivalen, operasi kerja paralel, keadaan tanpa beban dan keadaan berbeban serta rugi-rugi dan efisiensi.
BAB III. TRANSFORMATOR TIGA FASA Bab ini menjelaskan tentang transformator tiga fasa, jenis-jenis hubungan tiga fasa, tegangan dan arus pada berbagai hubungan transformator tiga fasa, daya pada transformator tiga fasa, rugi-rugi dan efisiensi pada transformator tiga fasa. BAB IV. TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN DELTA DAN TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA Bab ini menjelaskan tentang hubungan belitan transformator tiga fasa hubungan delta dan hubungan open delta, arus dan tegangan serta daya pada hubungan belitan transformator tiga fasa hubungan delta dan hubungan open delta, perbandingan rugi-rugi dan efisiensi transformator tiga fasa hubungan delta dan hubungan open delta. BAB V. PERBANDINGAN EFISIENSI TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN DELTA DAN TRANSFORMATOR TIGA FASA HUBUNGAN OPEN-DELTA Bab ini menjelaskan tentang penerapan perhitungan efisiensi transformator tiga fasa hubungan delta dan hubungan open-delta yaitu dengan melaksanakan percobaan pada transformator di Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro FT USU. BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil percobaan.