Mendapatkan Rangkaian Ekivalen Trafo

Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level tegangan ke level tegangan yang lain. Dapat menaikkan, menurunkan atau hanya untuk mengisolasi sistem satu dengan yang lainnya. Transformator terdiri atas sisi primer dan sisi sekunder. Keduanya terhubung dengan inti besi. Dalam kondisi ideal, tanpa rugi-rugi, perbandingan lilitan antara keduanya merupakan perbandingan tegangan antara kedua sisinya.

Namun pada kenyataannya, daya masukkan tidak pernah sama dengan daya keluaran. Terdapat rugi-rugi yang terjadi di inti besi dan lilitan. Rugi-rugi tersebut terjadi akibat histerisis, arus eddy, resistansi belitan dan fluks bocor. Dari pengetahuan tersebut, transformator dapat dimodelkan dengan rangkaian elektrik seperti di bawah ini:

ekiv-circuitDisimplisikafi menjadi,

ekiv-circuit-2

Dimana,

Req = Rp + (Np/Ns)^2 . Rs

Xeq = Xp + (Np/Ns)^2 . Xs

Setelah kita memahami, rangkaian pengganti ini, kita dapat menentukan nilai Req, Xeq, Rc dan Xm dengan pengujian rangkaian tanpa beban dan hubung singkat. Yang diukur adalah daya (Watt), tegangan (V) dan arus (I) di sisi primer.

___________________________________________

Uji Rangkaian Terbuka l Uji Hubung Singkat

___________________________________________

Voc l Vsc

Ioc l Isc

Poc l Psc

  • Uji Rangkaian Tanpa Beban

Dari pengujian ini, kita mendapatkan nilai Rc dan Xm. Nilai Rc dan Xm jauh lebih besar dibandingkan Req dan Xeq. Karena drop tegangan lebih signifikan terjadi di Rc dan Xm. Sehingga didapat rangkaian untuk tanpa bebean,

open-circuit Yang pertama kali kita hitung adalah lYcml dan Power Factor dari data yang diambil.

lYcml = Ioc / Voc

PF = cos(pi) = Poc / (Voc . Ioc)

Dimana,

Ycm = (1 / Rc) + j (1 / Xm)

= lYcml cos(pi) + j lYcml sin (pi)

Sehingga didapat,

Rc = 1 / ( lYcml cos(pi) )

Xm = 1 / ( lYcml sin(pi) )

  • Uji Hubung Singkat

Tegangan di sisi sekunder pada hubung singkat relatif kecil. Sehingga drop tegangan di Rc dan atau Xm sangatlah kecil, dapat diabaikan. Oleh karenanya, tegangan yang didapat merupakan tegangan di Zeq. Dapat dijelaskan melalui rangkaian saat hubung singkat sebagai berikut,

short-circuit

Pertama-tama kita hitung terlebih dahulu lZeql dan PF.

Zeq = Vsc / Isc

PF = cos(pi) = Psc / (Vsc . Isc)

Dimana,

Zeq = Req + j Xeq

= lZeql cos(pi) + j lZeql sin(pi)

Sehingga didapat,

Req = lZeql cos(pi)

Xeq = lZeql sin(pi)

Sekian. Semoga tulisan sederhana ini bermanfaat.

Salam hangat,

Adinda Ihsani Putri

Referensi:

[1] Chapman, Stephen J. 1991. Second Edition Electric Machinery Fundamentals. Singapore: McGraw-Hill Book Co.

[2] http://content.answers.com/main/content/wp/en-commons/thumb/e/e4/750px-Transformer_equivalent_circuit.svg.png

About these ads
This entry was posted in Electrical Machines. Bookmark the permalink.

32 Responses to Mendapatkan Rangkaian Ekivalen Trafo

  1. Pingback: Menentukan Rangkaian Ekivalen Trafo « Delapan Delapan

  2. auliafeizal says:

    weis hebat, udah nulis di konversi aja

  3. Pingback: Apalah Saya « Fela Rizki Wardana

  4. asyarief says:

    ringkasan MME nih ceritanya?

    yah, baru bisa segitu aja rip…
    punya lebih kau rip? ayo atuh sharing kaka’…

  5. fendy says:

    iyaaa tuh…
    ada anak 2005 atau lainnya yang mau berkontribusi lagi kah di blog ini??
    semua pasti ada manfaatnya.. =)

  6. Rio says:

    Untuk Voc, Ioc, Vsc, dan Isc diukur pada nilai maksimumnya sepertinya. Tolong dikoreksi jika saya salah.

  7. Jusmin says:

    Mau tanya nih sama authornya … kalau memisahkan Xp dan Xs dari Xeq gimana dong … belum dibahas tuh …. ?

  8. coxon3011 says:

    Rio: itu kan merepresentasikan S ya kalau saya tidak keliru. dan S = Vrms Irms

    coba anda buka link di bawah untuk lebih jelasnya.
    http://www.astro-med.com/knowledge/rmspower.html (Inggris)
    http://72.14.235.132/search?q=cache:cQaWQizSSOkJ:elearning.unej.ac.id/courses/ESN325/document/RLII-1_daya_dan_faktor_daya.doc%3FcidReq%3DESN325+S+%3D+Vrms+Irms&hl=id&ct=clnk&cd=1&gl=id (indonesia)

    mohon dikoreksi jika saya salah. terimakasih

  9. coxon3011 says:

    Jusmin:
    Saya sebenarnya tidak menemukan referensi yang tepat untuk menjawab pertanyaan anda. Saya jadi penasaran juga, kalau mau sama-sama berdiskusi, ym: coxon_3011.
    thanks

  10. P. A. Dahono says:

    Voc biasanya diukur pada beberapa nilai, kalau bisa sampai beberapa persen diatas nominal. Tujuannya supaya tahu seberapa jauh kejenuhan inti berpengaruh pada parameter Rc dan Xm.
    Dari uji hubungsingkat saja, kita tidak bisa menentukan Xp dan Xs secara terpisah, karena yang terukur adalah Xeq.
    Pada pengukuran Xm, sebenarnya yang terukur adalah (Xm+Xp) kalau diukur dari sisi primer dan (Xm+Xs) jika diukur dari sisi sekunder. Jika kedua nilai ini sama maka Xp dan Xs. Jika tidak sama, maka urusannya jadi agak complicated. Tetapi masih ada cara, kalau mau:
    Pada pengukuran beban nol (misal dari sisi primer), terukur tegangan primer Voc dan arus primer Ioc serta tegangan sekunder Vs. Tegangan sekunder nilainya sama dengan Vs=XmIoc. Tegangan primer sama dengan Voc=(Rs+j(Xp+Xm))Ioc. Dari sini kita bisa menentukan Xp. Akan tetapi karena nilai Xp biasanya jauh lebih kecil dari Xm, untuk pengukuran ini kita perlu alat ukur yang akurat.

  11. Jusmin says:

    Thanks Pak Pekik. Sebetulnya saya cuma mau menggelitik mahasiswa, mumpung masih pada semangat :D
    Dalam kebanyakan aplikasi power system, apalagi dalam kondisi steady state tanpa harmonik toh yang paling diperhitungkan hanya Zek atau Xek saja. Itupun masih dengan toleransi bergantung kenaikan temperatur dan berapa kipas yang hidup.

    Yang saya masih bingung, dalam operasi transformer berbeban nonlinear, bagaimana menentukan winding eddy-current loss under rated condtions (PEC-R) pada point of maximum loss density berdasarkan IEEE Std. C57.110-1998.

    Regards

  12. adin says:

    fiuh! :D
    makasih mas.
    makasih pak pekik.

  13. P. A. Dahono says:

    Untuk menentukan eddy current losses karena harmonics, diperlukan data frequency response dari trafo yang bersangkutan. Data ini biasa didapat dengan menggunakan frequency response test mirip seperti standstill frequency response generator sinkron.

  14. satria says:

    gw senang bgt dg bahan ini. cz waktu itu gw lagi buat tugas eh ternyata gw nemukan bhan lo. tanks ya….

  15. nanda says:

    Permisi, saya mau tanya..

    Saya masih blum mengerti..
    Pada rangkaian ekivalen trafo disitu dapat dilihat bahwa Rc dan Xm diparalel. Setelah itu, hasil impedansi dari keduanya diparalel dengan inti trafo. Alasannya didapat susunan sepeti itu apa? Didapat dari mana?

  16. Adin says:

    maaf nanda,
    saya kurang begitu paham. Rc dan Xm itu kan merepresentasikan rugi-rugi inti trafo. jadi yang anda maksud diparalel dengan inti trafo itu yang mana yah?

  17. angin165 says:

    untuk nanda, pada rangkaian ekivalen trafo diatas, Rc dan Xm paralel bukan diparalel dengan inti trafo, tapi lambang trafo disitu merepresentasikan perbandingan jumlah belitan antara sisi primer dengan sekunder. sehingga kalau Rs dan Xs sudah dinormalisasi dengan perbandingan belitan primer dan sekunder, maka bisa dialihkan ke bagian primer trafo. pada tulisan diatas, rangkaian pengganti yg dijelaskan merupakan rangkaian pengganti yg dilihat dari sisi primer trafo. rangkaian pengganti juga bisa dibuat dilihat dari sisi sekunder trafo.

    untuk dinda, setau saya, yg merepresentasikan rugi inti hanya bagian Rc saja, sedangkan bagian Xm merepresentasikan magnetisasi yg terjadi pada inti trafo.

  18. fendy sutrisna says:

    Sekedar menambahkan aja untuk mengurangi rasa kangen saya ama Lab Konversi,
    udah lama nih gk diskusi tentang trafo.. ^^

    Untuk mempelajari materi ini pertama-tama :
    1. definisi dulu dengan jelas masing2 lambang pada rangkaian pengganti, apa itu Rp, Xp, Rs, Xs, Rc dan Xs. (Baca buku MME nya Chapman atau Fitzgerald).

    2. Sama sepertinya katanya mas windra kalo rangkaian pengganti trafo pada gambar 1 bisa diubah menjadi rangkaian trafo seperti pada gambar 2. (Penjelasan tentang ini ada di chapman) : Tujuannya untuk memudahkan saat menganalisis uji trafo.

    3. Pelajari gmana cara mendapatkan nilai masing2 parameter (uji open circuit dan uji hubung singkat). Dari kedua uji ini seperti yang dibahas oleh Adin akan di dapat nilai Req(Rp + Rs), Xeq(Xp + Xs), Rc dan Xm. Biasanya nilai Xp dan Xs dianggap sama dan jauh lebih kecil daripada Xm.

    4. Setelah itu pelajari eddy current dan histerisis.

    5. Kalo bisa baca juga pembahasan tentang arus magnetisasi, trafo dua fasa(delta terbuka, scoot T), tiga fasa, Dy5, Yy6 dan lain2nya (Tanya asisten MME di lab konversi).. Paling mudah untuk dimengerti sih bukunya Zuhal.. ^^

    Selamat mencoba yaa nanda.. ^^

    Nb : Btw keterangannya Pak Pekik dan Adin diatas juga udah sangat jelas kok.. Coba lahh untuk memahami apa yang mereka katakan.. ^^

  19. P. A. Dahono says:

    Rc dan Xm diparalel karena besarnya rugi-rugi inti dan arus magnetisasi berubah sebagai fungsi tegangan, bukan fungsi arus. Kalau fungsi arus maka rangkaiannya akan diseri.

  20. Kiki Wahyu Komara says:

    Wah, mas kalo blh tanya tapi ada sdkit berbeda bahasannya tapi msh nyambung. Saya membuat sebuah rangkaian tapi saya tidak tahu spesifikasi dari transformator yg akan digunakan,,, kira2 bagaimana saya bisa mengetahui spesifikasi transformator tersebut dari rangkaian sehingga saya bisa mencari persamaan untuk transformator tersebut di pasaran….terimakasih

  21. pekik says:

    wah nggak bisa dibalik ceritanya. rangkaian ekivalen itu hanyalah model. model yang sama bisa merepresentasikan bermacam trafo, apalagi kalau nilainya diberikan dalam per unit

  22. JBD says:

    Numpang Tanya :
    1. apakah silicon-steel utk xformer core juga sudah dibuat di dalam negeri.
    2. apakah sudah ada yang membuat toroidal core xformer di dalam negeri.
    3. apa ada industri kecil lokal (bukan big company) yang membuat toroid xformer.

    Terimakasih sebelumnya.

    salam,
    jbd/ el74

  23. pekik says:

    Belum ada. Bukan karena teknologinya tetapi lebih pada alasan bisnis.

  24. ninasuhari says:

    Fungsi uji hubungan singkat sama tanpa beban itu untuk mengetahui apa nya sih? Kenapa harus di uji kan??? Thx :)

    • dahono says:

      sering sekali kita tidak mungkin mengukur kinerja trafo secara langsung, misal trafo 100 MVA. Nah untuk prediksi trafo sebesar ini kita bisa melakukannya dengan bantuan rangkaian ekivalen.

  25. dahono says:

    test

  26. gimana caranya buat rangkaian ekivalen trafo dari data pengujian trafo 3 fasa, untukpengujian tanpa beban dan hubung singkat….mohon pencerahannya……..tolong bantu

  27. dahono says:

    Roky: BUkannya sudah clear dari artikel di atas. Untuk trafo 3 fasa, kalau kita anggap seimbang, maka kita bisa menggunakan rangkaian ekivalen per fasa seperti yang dijelaskan di artikel

  28. prama says:

    numapang nanya dong saya pengen tau tenteng rangkaian pengganti trafo dari primer ke sekunder ….tolong di kais info dong ?

  29. Pekik Dahono says:

    gambar pertama di artikel di atas adalah rangkaian ekivalen trafo dilihat dari sisi primer (semua besaran sekunder dibawa ke sisi primer)

  30. mau bertanya nih lYcml tu pa ya? sma ndak sma Ycml? dan juga lZeql tu pa? sma gk dgn Zeq? maap sya msh bru belajar, terima kasih

  31. dahono says:

    maksudnya harga mutlak

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s