Jenis-Jenis Transformator (Trafo) Berdasarkan Fungsi, Konstruksi, Jumlah Fasa, dan Aplikasinya

Transformator atau trafo merupakan salah satu perangkat listrik yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, terutama dalam sistem distribusi tenaga listrik.

Fungsinya adalah untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya tanpa mengubah frekuensi.

Trafo bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, di mana perubahan arus pada kumparan primer menciptakan medan magnet yang akan menginduksi arus listrik di kumparan sekunder.

Dalam artikel ini, kita akan membahas berbagai jenis trafo berdasarkan fungsi, konstruksi, jumlah fasa, dan aplikasinya.

Jenis Trafo Berdasarkan Fungsi

Trafo dapat dibagi menjadi beberapa jenis tergantung pada fungsi atau peran spesifik yang dimainkannya dalam sistem listrik. Beberapa jenis trafo yang umum digunakan berdasarkan fungsinya adalah:

a. Trafo Step-Up (Penaik Tegangan)

Trafo step-up digunakan untuk menaikkan tegangan listrik. Biasanya, trafo ini digunakan di pembangkit listrik untuk menaikkan tegangan rendah dari generator ke tegangan yang lebih tinggi agar dapat disalurkan melalui jaringan transmisi jarak jauh.

Dengan tegangan yang lebih tinggi, kerugian daya akibat resistansi pada kabel transmisi dapat dikurangi. Contoh penerapannya adalah pada pembangkit listrik tenaga uap, air, atau nuklir yang menghasilkan tegangan rendah dan kemudian diubah menjadi tegangan tinggi untuk transmisi.

b. Trafo Step-Down (Penurun Tegangan)

Trafo step-down berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah agar aman digunakan pada peralatan listrik di rumah tangga atau industri. Trafo ini biasanya digunakan pada gardu distribusi atau dekat konsumen akhir.

Misalnya, tegangan listrik 20 kV dari jaringan distribusi akan diturunkan menjadi 220 V untuk keperluan rumah tangga.

c. Trafo Isolasi

Trafo isolasi memiliki fungsi untuk memisahkan dua rangkaian listrik tanpa mengubah tegangan. Tujuan utamanya adalah untuk melindungi perangkat dari lonjakan arus atau tegangan yang tiba-tiba serta mencegah terjadinya kontak langsung antara sumber listrik bertegangan tinggi dengan peralatan atau pengguna.

Trafo isolasi sering digunakan dalam peralatan medis, instrumen pengujian, dan aplikasi yang memerlukan perlindungan ekstra dari guncangan listrik.

d. Trafo Autotransformator

Autotransformator adalah jenis trafo di mana sebagian dari lilitan yang sama digunakan untuk sisi primer dan sekunder. Ini membuat autotransformator lebih efisien, lebih ringan, dan lebih murah dibandingkan trafo biasa.

Namun, autotransformator memiliki kekurangan dalam hal isolasi, karena sisi primer dan sekunder tidak sepenuhnya terpisah. Autotransformator biasanya digunakan pada alat-alat laboratorium, pengujian, atau pada sistem distribusi yang memerlukan penyesuaian tegangan.

Jenis Trafo Berdasarkan Konstruksi

Dari segi konstruksi, trafo dapat dibedakan menjadi dua jenis utama, yaitu trafo inti dan trafo cangkang. Perbedaan utama antara kedua jenis ini terletak pada cara kumparan dan inti besi diposisikan.

a. Trafo Inti (Core-Type Transformer)

Pada trafo inti, kumparan ditempatkan di sekitar dua inti besi, yang membentuk jalur untuk fluks magnetik. Inti trafo biasanya terbuat dari baja silikon yang dirangkai menjadi bentuk lapisan-lapisan tipis (laminasi) untuk mengurangi rugi-rugi histeresis dan arus eddy. Trafo inti umumnya lebih mudah untuk dibuat dan dirawat, serta sering digunakan dalam aplikasi daya tinggi.

b. Trafo Cangkang (Shell-Type Transformer)

Pada trafo cangkang, kumparan ditempatkan di dalam inti besi yang mengelilingi kumparan, memberikan jalur fluks magnetik yang lebih kompak dan efisien. Karena konfigurasi ini, trafo cangkang umumnya memiliki tingkat efisiensi yang lebih tinggi dan digunakan dalam aplikasi daya rendah hingga menengah, seperti dalam peralatan elektronik dan perangkat listrik rumah tangga.

Jenis Trafo Berdasarkan Jumlah Fasa

Trafo juga dapat dibedakan berdasarkan jumlah fasa yang digunakan dalam sistemnya. Ada dua jenis utama trafo berdasarkan jumlah fasanya, yaitu:

a. Trafo Satu Fasa (Single-Phase Transformer)

Trafo satu fasa digunakan dalam sistem listrik satu fasa, yang umumnya ditemukan di rumah tangga dan beberapa aplikasi komersial kecil.

Trafo satu fasa memiliki dua kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Jenis trafo ini biasanya digunakan dalam peralatan listrik rumah tangga seperti kulkas, mesin cuci, atau AC.

b. Trafo Tiga Fasa (Three-Phase Transformer)

Trafo tiga fasa digunakan dalam sistem tenaga listrik tiga fasa yang umum pada aplikasi industri, komersial, dan distribusi tenaga listrik skala besar.

Trafo tiga fasa dapat berupa gabungan tiga trafo satu fasa yang digabungkan atau satu unit trafo tiga fasa yang memiliki tiga pasang kumparan primer dan sekunder. Keuntungan utama dari trafo tiga fasa adalah efisiensinya yang lebih tinggi dalam mentransmisikan daya listrik dalam jumlah besar.

Jenis Trafo Berdasarkan Aplikasi

Berdasarkan aplikasi atau penggunaannya, trafo dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, antara lain:

a. Trafo Distribusi

Trafo distribusi adalah trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan distribusi ke tegangan yang dapat digunakan oleh konsumen akhir, seperti rumah tangga, industri, atau bisnis komersial.

Trafo ini biasanya ditempatkan pada tiang-tiang listrik atau di gardu distribusi lokal dan beroperasi pada tegangan menengah hingga rendah.

b. Trafo Daya

Trafo daya adalah jenis trafo yang digunakan untuk mentransfer daya dalam jumlah besar pada sistem transmisi.

Trafo daya biasanya ditemukan di pembangkit listrik atau stasiun induk. Mereka mampu menangani tegangan sangat tinggi, misalnya pada kisaran 110 kV hingga 765 kV, dan memainkan peran penting dalam mentransmisikan tenaga listrik jarak jauh.

c. Trafo Instrumen

Trafo instrumen digunakan untuk mengukur parameter listrik seperti tegangan dan arus dalam suatu sistem listrik. Jenis trafo ini digunakan untuk melindungi peralatan ukur dari tegangan tinggi dan arus besar, serta memastikan akurasi pengukuran. Trafo instrumen terdiri dari dua jenis utama:

Trafo Arus (Current Transformer / CT): Digunakan untuk mengukur arus dalam suatu rangkaian. Trafo ini bekerja dengan menurunkan arus tinggi ke tingkat yang lebih rendah sehingga dapat diukur oleh alat ukur.

Trafo Tegangan (Potential Transformer / PT): Digunakan untuk mengukur tegangan dalam suatu sistem listrik. Sama seperti trafo arus, trafo tegangan bekerja dengan menurunkan tegangan tinggi ke tingkat yang lebih rendah untuk keperluan pengukuran.

d. Trafo Furnace

Trafo furnace atau trafo tungku adalah jenis trafo yang dirancang khusus untuk memasok listrik ke tungku listrik yang digunakan dalam proses peleburan logam, seperti baja atau aluminium.

Trafo furnace biasanya bekerja pada tegangan rendah dan arus sangat tinggi untuk menghasilkan panas yang cukup besar dalam tungku.

e. Trafo Las

Trafo las digunakan dalam mesin las listrik untuk menurunkan tegangan dari sumber listrik ke tingkat yang diperlukan untuk proses pengelasan.

Trafo ini menghasilkan arus besar pada tegangan rendah yang cocok untuk melelehkan logam selama pengelasan. Dalam dunia industri, trafo las sangat penting untuk menyuplai daya yang dibutuhkan oleh mesin las.

f. Trafo Flyback

Trafo flyback biasanya digunakan dalam perangkat elektronik seperti televisi CRT (Cathode Ray Tube) atau monitor komputer.

Fungsi utama trafo ini adalah untuk menghasilkan tegangan tinggi yang diperlukan untuk memproyeksikan gambar di layar CRT. Dalam aplikasinya, trafo flyback mampu bekerja pada frekuensi tinggi dan menghasilkan tegangan output yang jauh lebih besar dari tegangan input.

Jenis Trafo Berdasarkan Media Pendingin

Trafo juga dapat dibedakan berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan untuk menjaga suhu trafo tetap dalam batas aman selama operasi. Dua jenis utama berdasarkan media pendingin adalah:

a. Trafo Pendingin Udara

Trafo pendingin udara menggunakan udara sebagai media untuk mendinginkan panas yang dihasilkan selama operasi. Jenis trafo ini biasanya digunakan untuk aplikasi daya rendah hingga menengah, di mana panas yang dihasilkan tidak terlalu besar. Trafo pendingin udara umumnya lebih sederhana dalam perawatan dan lebih murah.

b. Trafo Pendingin Minyak

Trafo pendingin minyak menggunakan minyak isolasi khusus untuk mendinginkan trafo dan juga berfungsi sebagai media isolasi antara kumparan dan inti besi.

Trafo pendingin minyak sering digunakan pada aplikasi daya besar seperti trafo daya di stasiun pembangkit dan gardu induk. Minyak ini menyerap panas dari kumparan dan inti besi, kemudian melepaskannya melalui radiator atau sirip pendingin yang ada pada trafo.

Kesimpulan

Trafo memainkan peran penting dalam sistem tenaga listrik modern. Jenis-jenis trafo yang ada dirancang untuk memenuhi berbagai kebutuhan, mulai dari distribusi daya listrik rumah tangga hingga aplikasi industri berat.

Memahami perbedaan antara jenis trafo, fungsinya, serta aplikasinya, membantu dalam pemilihan trafo yang tepat untuk setiap keperluan. Pemilihan jenis trafo yang sesuai akan memastikan efisiensi dan keandalan sistem tenaga listrik secara keseluruhan.

Ajif Tutorial

Seorang dari kampung memiliki impian yang tinggi