Spesifikasi Transforator distribusi dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Dalam beberapa artikel kami sebelumnya, kami telah membahas tentang dasar-dasar transformator dan berbagai jenisnya, Salah satu Trafo yang penting dan umum digunakan adalah Trafo Daya.

Transformator ini sangat banyak digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan dari pembangkit tenaga listrik dan transformator di gardu distribusi.

Sebagai contoh, perhatikan diagram blok yang ditunjukkan di atas, Di sini transformator daya digunakan dua kali saat menyalurkan daya listrik ke konsumen yang jauh dari pembangkit.

• Pertama kali adalah di pembangkit listrik untuk meningkatkan tegangan yang dihasilkan oleh generator angin.
• Kedua adalah di stasiun distribusi (atau gardu induk) untuk menurunkan tegangan yang diterima di ujung saluran transmisi.

Rugi Daya di Saluran Transmisi

Ada banyak alasan untuk menggunakan transformator daya dalam sistem tenaga listrik. Tetapi salah satu alasan terpenting dan sederhana untuk menggunakan transformator daya adalah untuk mengurangi rugi-rugi daya selama transmisi tenaga listrik.

Sekarang mari kita lihat bagaimana daya yang hilang berkurang secara signifikan dengan menggunakan transformator daya:

Pertama, persamaan Power loss P = I*I*R.

Di sini I = arus yang melalui konduktor dan R = Resistansi konduktor.

Jadi, rugi daya berbanding lurus dengan kuadrat arus yang mengalir melalui penghantar atau saluran transmisi. Jadi semakin rendah besarnya arus yang melalui konduktor, semakin kecil rugi-rugi dayanya.

Bagaimana kita akan memanfaatkan teori ini dijelaskan di bawah ini:

• Katakanlah tegangan awal = 100V dan penarikan beban = 5A & daya yang dikirim = 500watt, Kemudian saluran transmisi di sini harus membawa arus sebesar 5A dari sumber ke beban.
• Tetapi jika kita menaikkan tegangan pada tahap awal menjadi 1000V maka saluran transmisi hanya perlu membawa 0,5A untuk memberikan daya yang sama sebesar 500Watt.
• Jadi, kita akan menaikkan tegangan di awal saluran transmisi menggunakan transformator daya dan menggunakan transformator daya lain untuk menurunkan tegangan di ujung saluran transmisi.
• Dengan pengaturan ini, besarnya aliran arus melalui saluran transmisi 100+Kilometer berkurang secara signifikan sehingga mengurangi kehilangan daya selama transmisi.

Perbedaan antara Trafo Daya dan Trafo Distribusi

• Trafo daya biasanya dioperasikan pada beban penuh karena dirancang untuk memiliki efisiensi tinggi pada beban 100%. Di sisi lain, trafo Distribusi memiliki efisiensi tinggi ketika beban tetap antara 50% dan 70%. Jadi, trafo distribusi tidak cocok untuk dijalankan pada beban 100% terus menerus.
• Karena transformator daya menyebabkan tegangan tinggi selama step-up dan step-down, belitan memiliki insulasi yang tinggi jika dibandingkan dengan transformator distribusi dan transformator instrumen.
• Karena Trafo ini menggunakan insulasi tingkat tinggi, maka ukurannya sangat besar dan juga sangat berat.
• Karena transformator daya biasanya tidak terhubung ke rumah secara langsung, maka mengalami fluktuasi beban yang lebih sedikit, sementara di sisi lain transformator distribusi mengalami fluktuasi beban yang berat.
• Ini dimuat penuh selama 24 jam sehari, sehingga kehilangan tembaga dan besi terjadi sepanjang hari dan akan tetap sama sepanjang waktu.
• Kerapatan fluks pada Trafo Tenaga lebih tinggi dari pada Trafo Distribusi.

Prinsip Kerja Transformator Daya

Transformator daya bekerja berdasarkan prinsip 'hukum induksi elektromagnetik Faraday'. Ini adalah hukum dasar elektromagnetisme yang menjelaskan prinsip kerja induktor, motor, generator, dan transformator listrik.

Hukum menyatakan 'Ketika loop tertutup atau konduktor korsleting didekatkan dengan medan magnet yang bervariasi maka aliran arus dihasilkan dalam loop tertutup itu'.

Untuk memahami hukum lebih baik, mari kita bahas lebih detail. Pertama, mari kita pertimbangkan skenario di bawah ini.

Pertimbangkan magnet permanen dan konduktor didekatkan terlebih dahulu.

• Kemudian konduktor dihubung pendek di kedua ujungnya menggunakan kawat seperti yang ditunjukkan pada gambar.
• Dalam hal ini, tidak akan ada aliran arus dalam konduktor atau loop karena medan magnet yang memotong loop adalah stasioner dan seperti yang disebutkan dalam hukum, hanya medan magnet yang berubah atau berubah yang dapat memaksa arus dalam loop.
• Jadi dalam kasus pertama medan magnet stasioner, akan ada aliran nol di loop konduktor.

Sekarang perhatikan jika magnet bergerak maju mundur seperti bandul maka medan magnet yang memotong loop terus berubah. Karena ada medan magnet yang bervariasi dalam kasus ini, hukum Faraday akan berperan dan dengan demikian kita dapat melihat aliran arus dalam loop konduktor.

Seperti yang Anda lihat pada gambar, setelah magnet bergerak maju mundur kita dapat melihat arus 'I' yang mengalir melalui konduktor dan loop tertutup.

Sekarang mari kita lepaskan baterai permanen untuk menggantinya dengan sumber medan magnet lain yang bervariasi seperti di bawah ini.

• Sekarang sumber tegangan bolak-balik dan konduktor digunakan untuk menghasilkan medan magnet yang bervariasi.
• Setelah loop konduktor didekatkan ke kisaran medan magnet, maka kita dapat melihat EMF yang dihasilkan melintasi konduktor. Karena EMF yang diinduksi ini, kita akan memiliki aliran arus 'I'.
• Besarnya tegangan induksi sebanding dengan kuat medan yang dialami oleh loop kedua, sehingga semakin tinggi kuat medan magnet maka semakin tinggi pula arus yang mengalir pada loop tertutup.

Meskipun dimungkinkan untuk menggunakan konduktor tunggal yang diatur untuk memahami hukum Faraday. Tetapi untuk kinerja praktis yang lebih baik menggunakan koil di kedua sisi lebih baik.

Di sini, arus bolak-balik mengalir melalui kumparan primer1 yang menghasilkan medan magnet yang bervariasi di sekitar kumparan konduktor. Dan ketika kumparan2 masuk dalam kisaran medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan1 maka tegangan EMF dihasilkan di kumparan2 karena hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik. Dan karena tegangan pada kumparan2 arus 'I' mengalir melalui rangkaian tertutup sekunder.

Sekarang Anda harus ingat bahwa kedua kumparan berada di udara sehingga media konduksi yang digunakan oleh medan magnet adalah udara. Dan udara memiliki hambatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan logam dalam hal konduksi medan magnet, jadi jika kita menggunakan inti logam atau ferit untuk bertindak sebagai media medan elektromagnetik maka kita dapat mengalami induksi elektromagnetik secara lebih menyeluruh.

Jadi sekarang mari kita ganti media udara dengan media besi untuk pemahaman lebih lanjut.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, kita dapat menggunakan inti besi atau ferit untuk mengurangi kehilangan fluks magnet selama transmisi daya dari satu kumparan ke kumparan lain. Selama waktu ini fluks magnet yang bocor ke atmosfer akan jauh lebih kecil daripada saat kita menggunakan media udara sebagai inti yang merupakan konduktor medan magnet yang sangat baik.

Setelah medan dibangkitkan oleh kumparan1 maka akan mengalir melalui inti besi mencapai kumparan2 dan dengan hukum faraday kumparan2 menghasilkan EMF yang akan dibaca oleh galvanometer yang terhubung melintasi kumparan2.

Sekarang jika Anda amati dengan cermat, Anda akan menemukan pengaturan ini mirip dengan transformator fase tunggal. Dan semua transformator memiliki kesamaan prinsip kerjanya, untuk mengetahui perbedaan dari trafo tunggal dan trafo tiga fasa silahkan baca Perbedaan transformator Tunggal dan Transformator 3 Fasa

Sekarang mari kita lihat konstruksi transformator tiga fase yang disederhanakan.

Transformator Tiga Fasa

• Kerangka transformator dirancang dengan memasang lembaran logam laminasi yang digunakan untuk membawa fluks magnet. Dalam diagram, Anda dapat melihat kerangka dicat abu-abu. Kerangka memiliki tiga kolom di mana belitan tiga fase dililit.
• Belitan tegangan rendah dililitkan terlebih dahulu dan dililitkan lebih dekat ke inti, sedangkan belitan tegangan lebih tinggi dililitkan di atas belitan tegangan rendah. Ingat, kedua gulungan dipisahkan oleh lapisan isolasi.
• Di sini setiap kolom mewakili satu fase, jadi untuk tiga kolom, kami memiliki belitan tiga fase.
• Seluruh susunan kerangka dan belitan ini direndam dalam tangki tertutup yang diisi dengan oli industri untuk konduktivitas dan isolasi panas yang lebih baik.
• Setelah lilitan, terminal ujung dari keenam kumparan dibawa keluar dari tangki tertutup melalui isolator HV.
• Terminal dipasang pada jarak yang cukup jauh dari satu sama lain untuk menghindari loncatan bunga api.

Fitur Transformator Daya

Aplikasi Transfer Daya

• Trafo daya terutama digunakan dalam pembangkit tenaga listrik dan di stasiun distribusi.
• Hal ini juga digunakan dalam transformator Isolasi, transformator pembumian, transformator pembangkit Solar cell, transformator pada pembangkit tenaga angin dan lain lain.
• Ini digunakan untuk mengurangi kerugian daya selama transmisi tenaga listrik.
• Ini digunakan untuk step-up tegangan tinggi dan step-down tegangan tinggi.
• Ini lebih disukai selama kasus konsumen jarak jauh.
• Dan lebih disukai dalam kasus di mana beban berjalan pada kapasitas penuh 24x7.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini