TRANSFORMATOR 3 FASA 1 INTI.doc
-
Upload
gilang-rizky-l -
Category
Documents
-
view
304 -
download
6
description
Transcript of TRANSFORMATOR 3 FASA 1 INTI.doc
BAB III
PERCOBAAN 2
TRANSFORMATOR 3 FASA 1 INTI
Tujuan Percobaan1. Mengetahui karakteristik trafo 3 fasa 1 intimelalui percobaan :
a. Beban nol
b. Hubung Singkat
c. Berbeban
2. Mengetahui kurva karakteristik magnetisasi
3. Mengetahui regulasi dan efisiensi trafo dalam keadaan berbeban.
Dasar TeoriTransformator 3 fasa adalah suatu peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah
energi listrik bolak-balik AC dari suatu nilai kenilai tegangan yang lainnya. Dalam lingkup
system 3 fasa. Trafo 3 fasa bekerja berdasarkan hokum ampere dan hokum faraday. Yaitu
arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat
menimbulkan arus listrik, merupakan proses konversi energy electromagnet.
Pada salah satu sisi kumparan padaa trafo dialiri arus AC makaa akan timbul arus
gaya magnet yang berubah-ubah. Kumparan sekunder yang konstruksinya 1 inti dengan
kumparan primer akan dilalui garis-garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-
ubah pula, maka pada sekunder akan timbul beda potensial pada ujung-ujungnya.
Dalam konversi ini jumlah garis gaya yang masuk kumparan sekunder sama dengan
fluksi yang keluar dari kumparan primer
Dimana:
e = ggl induksi
N = jumlah lilitan
= Perubahan fluksi magnet per satuan waktu
Maka :
Berdasarkan hukum kekekalan energi, maka idealnya E1 = E2 tetapi pada
kenyataannya terdapat rugi-rugi arus pada lilitan, fluksi magnetic bocor, dan adanya arus
eddy.
Hubung trafo 3 fasa antara lain :
a. Trafo hubung bintang
(a) (b)
Gambar 3.1 (a) skema rangkaian kumparan
(b) vektor tegangan
Trafo 3 fasa hubung bintang mengalirkan aruis IA, IB dan IC yang disebut sebagai arus
saluran dan IAN, IBN, ICN disebut sebagai aarus fasa (IF) sedangkan VAN, VBN, VCN adalah
tegangan fasa masing-masing saling berbeda fasa 120 derajat.
Pada trafo hubung bimtang terdapat titik netral dan saluran netral yang akan
mengalirkan arus IN yang besarnya adalah IN = IA +IB+ IC. Dalam system yang seimbang IN =
0. Salurannya adalah
VAB = VAN + VNB = VAN – VBN
VBC = VBN – VCN
VCA = VCN – VAN
Pada hubungan bintang berlaku hubungan
IL = IP dan VAB =
Daya pada hubung bintang : S = 3 VP . IP karena :
VP =
S = 3 atau S =
(b) Transformator hubungan delta
Tegangan trafo 3 fasa dengan kumparan yang dihubungkan ditunjukaan pada gambar
di bawah:
VAB, VBC, VCA masing-masing berbeda 120
VAB + VBC + VCA = 0
Untuk beban yang tidak seimbang
IA = IAB – ICA = IAB + IAC
IB = IBC – IAB = IBA +IBC
IC = ICA – IBC = ICB +ICA
(a) (b)
Gambar 3.2 (a) skema rangkaan kumparan
(b) vektor tegangan
Dari diagram vektor diketahui arus IA adalah :
IA = IAB (arus fasa) atau IL = IP
Tegangan jala-jala VL = VP
Daya S = 3 VP IP = 3 VL = VL IL
Alat dan Bahan1. Transformator 3 fasa 1 inti
2. Sumber tegangan 3 fasa
3. clamp on meter hioki
4. Jumper
5. Saklar hubung singkat
6. beban (lampu pijar)
Gambar Rangkaian3.4.1 Percobaan Beban nol
Gambar 3.3 Rangkaian beban nol
3.4.2 Percobaan Hubung singkat
Gambar 3.4 rangkaian hubung singkat
3.4.3 Percobaan Berbeban
Gambar 3.5 rangkaian berbeban
Langkah kerja
1.5.1. Percobaan beban nol
1. membuat rangkaian seperti pada gambar rangkaian
2. menaikan sumber tegangan secara bertahap dari nol hingga mencapai tegangan nominal
transformator dan catat hasil pengukuran pada clamp
3. menurunkan sumber tegangan V secara bertahap dari tegangan nominal trafo dan mencatat
hasil pengukuran pada clam
4. menentukan konstanta R0 dan X0
5. memberikan koreksi pada R0 dan X0
6. menghitung arus yang melalui konstanta inti dan reaktansi kemagnetan ( Ic dan Im)
7. membuat diagram vector trafo tidak berbebaan
8. membuat rangkaian ekuivalen trafo tidak berbeban
1.5.2. Percobaan hubung singkat
1. membuat rangkaian seperti pada gambar rangkaian percobaaan
2. menaikan sumber tegangan dengan harga tertentu dan lakukan hubung singkat pada sisi
sekunder
3. setiap melakukan hubung singkat ukur nilai tegangan (V), arus ( A1 dan A2) dan daya (w)
kemudian isikan nilai pada tabel yang telah tersedia
4. menentukan Rek dan Xek
1.5.3. Percobaan Berbeban
1. membuat rangkaian seperti pada gambar
2. menaikan sumber tegangan hingga mencapai tegangan nominal
3. memasukan beban secara bertahap hingga mencapai beban maximum
4. mencatat penunjukan tegangan, arus dan daya setiap kenaikan beban
5. melakukan percobaan untuk bebaan resistif, induktif dan kapasitif
Data Percobaan3.6.1. Data Percobaan Beban Nol
Tabel 3.1 Data percobaan beban nol
VLL VLN ILNprimer sekunder primer sekunder27,2 47,7 15,6 28 0,0953,9 91,3 30,2 54 0,283 142,7 47,3 80,4 0,19
3.6.2. Data percobaan hubung singkat
Tabel 3.2 Data percobaan hubung singkat
Vsblm (v)
Vssdh (v) I1 (A) I2 (A) PHS
9,8 8 0,07 8,52 2223,3 20,1 0,07 24,4 18035,8 31,5 0,08 33,8 470
3.6.3. Data percobaan berbeban
Tabel 3.3 Data percobaan berbeban sisi primer
V beban VRS VTS VTR IR IS IT PR PS PT COS QR COSQ S COSQ T
100
40 104 102,3 104 0,23 0,29 0,24 23 13 14 0,95 0,43 0,95
60 101,5 99,2 101,3 0,35 0,38 0,29 29 26 27 0,79 0,704 0,94
125
40 124,4 123 124 0,23 0,34 0,21 29 17 20 1 0,42 0,77
60 124 123 124 0,31 0,46 0,43 37 29 45 0,97 0,5 0,8
Tabel 3.4 Data percobaan berbeban sisi sekunder
V beban VRS VTS VTR IR IS IT PR PS PT COS QR COSQ S COSQ T
100
40 180 180 180 0,11 0,11 0,11 19 19 10 0,87 1 0,5
60 176 176 176 0,17 0,16 0,16 27 28 14 0,87 1 0,5
125
40 214 216 214 0,12 0,12 0,12 25 25 13 0,88 1 0,52
60 215 216 213 0,19 0,18 0,18 37 38 19 0,87 1 0,5
ANALISA DAN PEMBAHASAN3.7.1. Percobaan Beban Nol
PLN = VL IL COS Q COS Q = 0,8
= 27,2. 0,09. 0,8 SIN Q = 0,6
=3,392 WATT`
SLN = VLL ILL IC = I SIN Q
= 27,2. 0,09 = 0,09
= 4,24
R0 = = = 216,67 Ω
IM = I SIN Q XO =
= 0,09. 0,6
= 0.054
Dari persamaan diatas maka didapatkan hasil sebagai berikut
Tabel 3.5 Hasil perhitungan beban nol
VLL VLN I COS Q SIN Q PLN SLN IC IM R0 X0
27,2 15,6 0,09 0,8 0,6 3,392 4,24 0,074 0,054 216,67 280,89
53,9 30,2 0,2 0,8 0,6 15,879 19,85 0,16 0,12 188,75 251,67
83 47,3 0,19 0,8 0,6 21,852 27,31 0,152 0,114 311,184 414,9
Dari tabel diatas maka di dapat rangkaian ekuivalen trafo tanpa beban sebagai berikut:
Gambar 3.6 Rangkaian ekuivalen trafo tanpa beban
3.7.2. Percobaan hubung singkat
Contoh perhitungan :
COS =
= 0,186
Zek =
Rek =
Xek = =
Dari persamaan diatas maka didapatkan data sebagai berikut :
Tabel 3.6 Hasil perhitungan Rek, Zek dan daya pada saat hubung singkat
v sblm v ssdh I1 I2 P ukur COS Q Rek Xek Zek
9,8 8 0,07 8,52 22 0,186 0,303 0,94 0,889
23,3 20,1 0,07 24,4 180 0,212 0,3 0,82 0,76
35,8 31,5 0,08 33,8 470 0,255 0,41 0,93 0,835
Dari tabel di atas terlihat bahwa terdapat perbedaan.
Berikut adalah rangkaian ekuivalen trafo huibung singkat
Gambar 3.7 rangkaian ekuivalen trafo hubung singkat
Gambar 3.8 kurva Vsc – Isc hasil pengukuran
Gambar 3.9 Kurva ideal hubungan Vsc – Isc
Berdasarkan kurva diatas dapat diketahui bahwa hubungan antara arus dan daya yang
diperoleh dari pengukuran dan teori sama, yakni menyatakan hubungan yang berbanding
lurus.
Gambar 3.10 Kurva hubungan Isc – P ukur
Gambar 3.11 Kurva ideal hubungan Isc – P
Berdasarkan kurva diatas dapat diketahui bahwa hubungan antara arus dan daya yang
diperoleh dari pengukuran dan teori sama, yakni menyatakan hubungan yang berbanding
lurus.
Gambar 3.12 kurva hubungan cos Isc
Gambar 3.13 Kurva ideal hubungan cos Isc
Berdasarrrkan kurva diatas dapat diketahui bahwa pada percobaan untuk cos yang
tetap diperoleh arus yang semakin naik. Padahal berdasarkan teori hubungan cos dan arus
berbanding terbalik. Perbedaan ini dikarenakan adanya kesalahan dalam pengukuran
sehingga diperoleh data yang kurang valid
3.7.3. Percobaan berbeban
Contoh perhitungan fasa R
x 100%
=
=
= 68,91 %
V no load =
Dengan cara yang sama maka didapat data pada fasa R,S,T sebagai berikut
Tabel 3.7 Hasil perhitungan regulasi dan efisiensi fasa R
V beban Primer Sekunder
VNL efisiensi regulasi VRS IR PR COS QR VRS IR PR COS QR
100
40 104 0,23 23 0,95 180 0,11 19 0,87 179.63 68.91 -0,2
60 101,5 0,35 29 0,79 176 0,17 27 0,87 175.31 92.75 -0,39
125
40 124,4 0,23 29 1 214 0,12 25 0,88 214.87 78.98 -0,4
60 124 0,31 37 0,97 215 0,19 37 0,87 214.18 95.31 -0,38
Tabel 3.8 Hasil perhitungan regulasi dan efisiensi fasa S
V beban Primer Sekunder
VNL efisiensi regulasi VTS IS PS COSQ S VTS IS PS COSQ S
100
40 102,3 0,29 13 0,43 180 0,11 19 1 176,7 155,21 -1,83
60 99,2 0,38 26 0,704 176 0,16 28 1 171,34 106,11 -2,64
125
40 123 0,34 17 0,42 216 0,12 25 1 212,45 147,57 -1,62
60 123 0,46 29 0,5 216 0,18 38 1 212,45 42,44 -1,64
Tabel 3.9 hasil perhitungan regulasi dan efisiensi fasa T
V beban Primer Sekunder
VNL efisiensi regulasi VTR IT PT COSQ T VTR IT PT COSQ T
100
40 104 0,24 14 0,95 180 0,11 10 0,5 179,63 41,15 1,25
60 101,3 0,29 27 0,94 176 0,16 14 0,5 174,97 50,03 1,31
125
40 124 0,21 20 0,77 214 0,12 13 0,52 214,18 66,59 0,08
60 124 0,43 45 0,8 213 0,18 19 0,5 214,18 42,44 0,55
dari ketiga tabel perhitungan diatas dapat dilihat bahwa :
Pada tabel fasa R data hasil perhitungan efisiensi menunjukan nilai yang bagus
(mendekati 100 %) regulasi yang didapat menunjukan nilai yang negative yang
menunjukan bahwa tegangan dengan beban lebih besar dari tegangan no load
Pada tabel fasa S data hasil perhitungan efisiensi menunjukan nilai yang lebih besar
dari 100 %. Hal ini dikarenakan Pout lebih besar dari Pin. regulasi yang didapat
menunjukan nilai yang negative yang menunjukan bahwa tegangan dengan beban
lebih besar dari tegangan no load
Pada tabel fasa T data hasil perhitungan efisiensi menunjukan nilai yang kecil (di
bawah 100 %), hal ini karena Pout lebih kecil daari Pin regulasi yang didapat
menunjukan nilai yang ositif sebab tegangan pada kondisi full load lebih kecil
daripada V saat no load
Perhitungan Daya
Contoh perhitungan daya fasa R primer
Pr primer = VRS. IR. Cos
= 104. 0,23. 0,95
= 22,724 watt
Daya pada fasa R sekunder
Pr sekunder = VRS. IR. Cos
= 180. 0,1. 0,87
= 15,66 watt
Dengan cara yang sama maka didapatkan daya pada fasaR, S dan T sebagai berikut
Tabel 3.10 perbandingan daya fasa R
V beban Primer Sekunder
VRS IR COS QR PR P hitung VRS IR COS QR PR P hitung
100
40 104 0,23 0,95 23 22,72 180 0,11 0,87 19 15,66
60 101,5 0,35 0,79 29 28,06 176 0,17 0,87 27 26,03
125
40 124,4 0,23 1 29 28,61 214 0,12 0,88 25 22,59
60 124 0,31 0,97 37 37,28 215 0,19 0,87 37 35,54
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa daya pada pengukuran dan perhitungan
menunjukan nilai yang hampir sama, walaupun masih terdapat selisih. Hal ini diakibatkan
karena adanya rugi-rugi dan kekurangpresisian alat saat pengambilan data. Namun, secara
keseluruhan, perbandingan diatas telah sesuai dengan teori yang ada
Tabel 3.11 Perbandingan daya fasa S
V beban Primer Sekunder
VTS IS COSQ S PS P hitung VTS IS COSQ S PS P hitung
100
40 102,3 0,29 0,43 13 12,75 180 0,11 1 19 19,8
60 99,2 0,38 0,704 26 26,54 176 0,16 1 28 28,16
125
40 123 0,34 0,42 17 17,56 216 0,12 1 25 25,92
60 123 0,46 0,5 29 28,29 216 0,18 1 38 38,88
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa daya pada pengukuran dan perhitungan
menunjukan nilai yang hampir sama, walaupun masih terdapat selisih. Hal ini diakibatkan
karena adanya rugi-rugi dan kekurangpresisian alat saat pengambilan data. Namun secara
keseluruhan, perbandingan di atas telah sesuai dengan teori yang ada
Tabel 3.12 Perbandingan daya fasa T
V beban Primer Sekunder
VTR IT COSQ T PT P hitung VTR IT COSQ T PT P hitung
100
40 104 0,24 0,95 14 23,7 180 0,11 0,5 10 9,75
60 101,3 0,29 0,94 27 27,6 176 0,16 0,5 14 13,81
125
40 124 0,21 0,77 20 20,05 214 0,12 0,52 13 13,35
60 124 0,43 0,8 45 42,65 213 0,18 0,5 19 18,1
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa daya pada pengukuran dan perhitungan
menunjukan nilai yang hampir sama, terutama pada daya sekundernya. walaupun masih
terdapat selisih. Hal ini diakibatkan karena adanya rugi-rugi dan kekurangpresisian alat saat
pengambilan data. Namun secara keseluruhan, perbandingan diatas telah sesuai dengan teori
yang ada.
KESIMPULAN 1. pada percobaan transformator 3 fasa 1 inti digunakan trafo step up hubung bintang
2. pada percobaan beban nol didapatkan rangkaian ekuivalen trafo sebagai berikut
3. pada percobaan hubung singkat terdapat perbedaan antara p hitung dan p ukur dimana p hitung
lebih besar daripada p ukur haal ini disebabkan karena adanya kesalahan dalam pengambilan
data
4. pada percobaan berbeban didapatkan efisiensi untuk fasa R terbaik yaitu pada saat regangan
125 v dengan efisiensi 95,31 %
5. Untuk fasa s efisiensi terbaikyaitu pada saat tegangan 100 v yaitu sebesar 155,21 %
6. Untuk fasa r efisiensi terbaik yaitu pada saat tegangan 125 v yaitu sebesar 66,59 %