Jenis Transformator
Ada berbagai jenis transformator yang digunakan dalam sistem tenaga listrik untuk tujuan yang berbeda, seperti pembangkitan, distribusi dan transmisi dan pemanfaatan tenaga listrik.
Jenis-jenis trafo yang berbeda adalah Trafo Step up dan Step down, Trafo Daya, Trafo Distribusi, Trafo Instrumen yang terdiri dari Trafo Arus dan Potensial, Trafo satu fasa dan Tiga fasa, Trafo otomatis, dll.
Berbagai jenis transformator yang kami sebutkat di atas akan kami dijelaskan secara rinci di bawah ini.
Step up dan Step down Transformer
Trafo jenis ini dikategorikan berdasarkan jumlah lilitan pada belitan primer dan sekunder serta ggl induksi.
Transformator step-up mengubah sistem AC tegangan rendah, arus tinggi menjadi sistem AC tegangan tinggi, arus rendah Pada transformator jenis ini jumlah belitan pada belitan sekunder lebih besar daripada jumlah belitan pada belitan primer. Jika (V2 > V1) tegangan dinaikkan pada sisi keluaran dan dikenal sebagai trafo step-up
Trafo step down mengubah tegangan primer tinggi yang terkait dengan arus rendah menjadi tegangan rendah, arus tinggi. Dengan transformator jenis ini, jumlah belitan pada belitan primer lebih besar dari pada jumlah belitan pada belitan sekunder. Jika (V2 < V1) level tegangan diturunkan pada sisi output dan dikenal sebagai Trafo step down
Transformator Daya
Trafo daya digunakan dalam jaringan transmisi tegangan tinggi. Peringkat transformator daya adalah sebagai berikut 400 KV, 200 KV, 110 KV, 66 KV, 33 KV. Mereka terutama dinilai di atas 200 MVA. Terutama dipasang di stasiun pembangkit dan gardu transmisi. Mereka dirancang untuk efisiensi maksimum 100%. Mereka lebih besar dalam ukuran dibandingkan dengan trafo distribusi.
Pada tegangan yang sangat tinggi, daya tidak dapat didistribusikan ke konsumen secara langsung, sehingga daya diturunkan ke tingkat yang diinginkan dengan bantuan transformator daya step-down. Trafo tidak dibebani penuh sehingga rugi-rugi inti berlangsung sepanjang hari, tetapi rugi-rugi tembaga didasarkan pada siklus beban jaringan distribusi.
Jika trafo daya disambungkan ke jaringan transmisi, fluktuasi beban akan sangat kecil karena trafo tidak terhubung di ujung konsumen secara langsung, tetapi jika disambungkan ke jaringan distribusi akan terjadi fluktuasi beban.
Trafo dibebani selama 24 jam di stasiun transmisi, sehingga rugi-rugi inti dan tembaga akan terjadi sepanjang hari. Trafo daya hemat biaya ketika daya dibangkitkan pada tingkat tegangan rendah. Jika level tegangan dinaikkan, maka arus transformator daya berkurang, mengakibatkan rugi-rugi I2R dan pengaturan tegangan juga meningkat.
Transformator Distribusi
Jenis transformator ini memiliki peringkat yang lebih rendah seperti 11 KV, 6,6 KV, 3,3 KV, 440 V dan 230 V. Mereka memiliki peringkat kurang dari 200 MVA dan digunakan dalam jaringan distribusi untuk memberikan transformasi tegangan dalam sistem tenaga dengan menurunkan level tegangan dimana energi listrik didistribusikan dan dimanfaatkan pada konsumen akhir.
Kumparan utama trafo distribusi dililit oleh kawat tembaga atau aluminium berlapis enamel. Pita tebal aluminium dan tembaga digunakan untuk membuat sekunder transformator yang merupakan belitan arus tinggi dan tegangan rendah. Kertas dan minyak yang diresapi resin digunakan untuk tujuan insulasi.
Minyak dalam trafo digunakan untuk
● Pendinginan
● Mengisolasi gulungan
● Melindungi dari kelembaban
Berbagai jenis trafo distribusi dikategorikan berdasarkan berikut:
● Lokasi pemasangan
● Jenis isolasi
● Sifat pasokanTrafo distribusi kurang dari 33 KV digunakan dalam industri dan 440, 220 V digunakan untuk keperluan rumah tangga. Ukurannya lebih kecil, mudah dipasang dan memiliki kerugian magnetis yang rendah dan tidak selalu terisi penuh.
Karena tidak bekerja untuk beban konstan selama 24 jam seperti pada siang hari bebannya mencapai puncaknya, dan pada malam hari bebannya sangat ringan sehingga efisiensinya tergantung pada siklus beban dan dihitung sebagai Efisiensi Sepanjang Hari. Trafo distribusi dirancang untuk efisiensi maksimum 60 hingga 70%
Penggunaan Trafo Distribusi
● Digunakan di stasiun pompa di mana level tegangan di bawah 33 KV
● Catu daya untuk kereta api kabel overhead yang dialiri listrik dengan AC
● Di daerah perkotaan, banyak rumah yang dipasangi trafo distribusi satu fasa dan di daerah pedesaan, mungkin saja satu rumah memerlukan satu trafo tunggal tergantung pada bebannya.
● Trafo distribusi ganda digunakan untuk area industri dan komersial.
● Digunakan di ladang angin di mana energi listrik dihasilkan oleh kincir angin. Di sana digunakan sebagai pengumpul daya untuk menghubungkan gardu induk yang jauh dari sistem pembangkit energi angin.
Transformator Instrumen
Mereka umumnya dikenal sebagai transformator isolasi. Transformator instrumen adalah perangkat listrik yang digunakan untuk mengubah arus serta level tegangan. Penggunaan paling umum dari transformator instrumen adalah untuk mengisolasi gulungan sekunder dengan aman ketika primer memiliki tegangan tinggi dan suplai arus tinggi sehingga alat ukur, meter energi atau relai yang terhubung ke sisi sekunder transformator tidak akan rusak. Trafo instrumen selanjutnya dibagi menjadi dua jenis:
● Transformator Arus (CT)
● Potensi Transformator (PT)
Transformator arus dan potensial dijelaskan di bawah ini secara rinci
Transformator Arus
Trafo arus digunakan untuk mengukur dan juga untuk proteksi. Ketika arus dalam rangkaian tinggi untuk diterapkan langsung ke alat ukur, transformator arus digunakan untuk mengubah arus tinggi menjadi nilai arus yang diinginkan yang dibutuhkan dalam rangkaian.
Gulungan utama transformator arus dihubungkan secara seri ke suplai utama dan berbagai alat ukur seperti ammeter, voltmeter, wattmeter atau koil relai pelindung. Mereka memiliki rasio arus dan hubungan fase yang akurat untuk memungkinkan meteran secara akurat di sisi sekunder. Istilah rasio memiliki arti penting dalam CT.
Misalnya, jika rasionya adalah 2000:5, itu berarti CT memiliki output 5 Ampere ketika arus input 2000 amp di sisi primer. Keakuratan Transformator Arus tergantung pada banyak faktor seperti Beban, beban, suhu, perubahan fasa, peringkat, saturasi, dll.
Pada trafo arus, arus primer total adalah penjumlahan vektor arus eksitasi dan arus sama dengan pembalikan arus sekunder dikalikan rasio putaran.
Di mana,
Ip – arus primer
Is – arus sekunder atau arus balik
I0 – arus eksitasi
KT – rasio putaran
Transformator Potensial
Trafo potensial disebut juga trafo tegangan. Gulungan primer dihubungkan melalui saluran tegangan tinggi yang tegangannya akan diukur, dan semua alat ukur dan meter dihubungkan ke sisi sekunder transformator.
Fungsi utama dari Trafo Potensial adalah untuk menurunkan level tegangan ke batas atau nilai yang aman. Gulungan utama transformator potensial dibumikan atau diarde sebagai titik pengaman.
Misalnya, rasio tegangan primer ke sekunder diberikan sebagai 500:120, itu berarti tegangan output 120 V ketika 500 V diterapkan ke primer. Berbagai jenis transformator potensial ditunjukkan di bawah ini pada gambar:
● Elektromagnetik (ini adalah transformator lilitan kawat)
● Kapasitor (transformator tegangan kapasitor CVT menggunakan kapasitor pembagi tegangan)
● Optik (bekerja pada properti listrik jika bahan optik)
Persentase kesalahan tegangan diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini
Transformator Fase Tunggal
Transformator fase tunggal adalah perangkat statis, bekerja berdasarkan prinsip hukum Faraday tentang induksi bersama. Pada tingkat frekuensi yang konstan dan variasi tingkat tegangan, transformator mentransfer daya AC dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya. Ada dua jenis belitan pada trafo. Gulungan yang diberikan suplai AC disebut sebagai belitan primer dan pada belitan sekunder, beban dihubungkan.
Transformator Tiga Fasa
Jika tiga trafo satu fasa diambil dan dihubungkan bersama dengan ketiga belitan primernya dihubungkan satu sama lain sebagai satu dan ketiga belitan sekunder satu sama lain, membentuk satu belitan sekunder, transformator dikatakan berperilaku tiga trafo fase, yang berarti kumpulan tiga trafo satu fase yang dihubungkan bersama yang bertindak sebagai trafo tiga fase.
Pasokan tiga fase terutama digunakan untuk pembangkit tenaga listrik, transmisi dan distribusi untuk keperluan industri. Lebih murah untuk merakit tiga transformator fase tunggal untuk membentuk transformator tiga fase daripada membeli satu transformator tiga fase tunggal. Penyambungan trafo tiga fasa dapat dilakukan dengan tipe Star (Wye) dan Delta (Mesh).
Sambungan belitan primer dan sekunder dapat dilakukan dengan berbagai kombinasi yang ditunjukkan di bawah ini:
Kombinasi belitan primer dan belitan sekunder dilakukan sebagai bintang-bintang, delta-delta, bintang-delta dan bintang-delta.
