jurusan teknik elektro
advertisement
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012 RANCANG BANGUN SIMULATOR TAP CHANGER TRANSFORMATOR PENGATURAN TEGANGAN SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK SEBAGAI DESIGN AND BUILD TRANSFORMER TAP CHANGER AS VOLTAGE REGULATION OF POWER DISTRIBUTION SYSTEMS SIMULATOR MULYADI (091321023) Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung Jl. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Kotak pos 6468 BDCD, Bandung (022) 2012045 e-mail:[email protected] ABSTRAK adalah suatu alat untuk merubah perbandingan belitan transformator agar mendapatkan tegangan Tap changer operasi sekunder nominal dari tegangan jaringan atau tegangan primer yang sering berubah. Dewasa ini, mutu pelayanan tegangan harus sesuai dengan kualitas tegangan yang diinginkan untuk memenuhi kebutuhan konsumen agar peralatan listrik terhindar dari kerusakan akibat naik turunnya tegangan. Melihat sangat berpengaruh naik turunnya tegangan pada konsumen, maka tujuan proyek akhir ini adalah membuat simulator tap changer transformator sebagai pengaturan tegangan sistem distribusi tenaga listrik. Transformator yang memiliki 6 tap pada sisi primer dan 2 tap pada sisi sekunder mensimulasikan pengaturan tegangan dengan merubah posisi tap pada sisi primer. Analisis yang akan dilakukan adalah mengenai ratio transformator (a) dan sadapan dari tegangan nominal. Metodologi yang dilakukan adalah identifikasi masalah, perancangan dan pembuatan simulator, menguji dan menganalisa hasil pengujian. Maka didapatkan bahwa ratio dari tap 420V220V di sisi primer dengan sisi sekunder pada tap 220V adalah 1.89, 1.80, 1.71, 1.64, 1.55, dan 1.00. sedangkan sisi sekunder pada tap 127V adalah 3.32, 3.16, 3.00, 2.85, 2.67, dan 1.73. Sadapan pada tap 380 merupakan tegangan nominal yang diasumsikan 100%, tap 360 mempunyai tegangan 94.19% dari tegangan nominalnya, begitu juga dengan tap 340 yang memiliki tegangan 89.75% dari tegangan nominal dan untuk tap 220 memiliki tegangan 57.63% dari tegangan nominal. Kata kunci : Tap Changer,Ratio Transformator, sadapan. 1. PENDAHULUAN Pada sisi distribusi, peningkatan efisiensi dapat dilakukan dengan cara mengurangi terjadinya jatuh tegangan pada saluran dan memberikan tingkat tegangan yang aman bagi peralatan pelanggan. Dengan pemasangan tap changer pada sistem maka tegangan pengirim dapat dinaikkan maupun diturunkan sesuai dengan keadaan beban. Untuk menunjang pemahaman dari teori-teori yang telah ada, maka dibutuhkan perlengkapan yang menunjang proses praktikum, salah satunya dengan mengamati cara kerja dari simulator yang dibuat berdasarkan dengan teori-teori yang ada. Berangkat dari sedikit pengetahuan dan ilmu yang penulis miliki dan kesadaran bahwa simulator tap changer transformator adalah suatu simulator yang sangat diperlukan untuk menunjang perkuliahan. Dengan didasari alasan-alasan tersebut penulis mencoba untuk menyusun proyek akhir ini dengan judul “RANCANG BANGUN SIMULATOR TAP CHANGER TRANSFORMATOR SEBAGAI PENGATURAN TEGANGAN SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK”. Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah : 1. Merancang dan membuat simulator tap changer transformator pada sistem distribusi tenaga listrik, sehingga dapat menjadi salah satu sarana 1 penunjang kegiatan praktikum mahasiswa di laboratorium sistem distribusi tenaga listrik (SDTL). 2. Membuat jobsheet praktikum agar mahasiswa yang akan melaksanakan praktikum pada simulator tersebut dapat memahami tujuan dari praktikum yang akan dilakukan. 2. LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Tenaga Listrik Pusat pembangkit berfungsi untuk menghasilkan tenaga listrik, yang kemudian disalurkan ke gardu induk (GI) oleh saluran transmisi, sedangkan saluran distribusi berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari GI sampai ke gardu-gardu tiang dan konsumen. Penjelasan mengenai sistem tenaga listrik tersebut secara skematis dapat digambarkan seperti di bawah ini. Gambar 1 Jaringan Tenaga Listrik JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012 ο· Klasifikasi Saluran Berdasarkan Tegangan Berikut ini adalah jenis penyaluran tenaga listrik ditinjau dari klasifikasi tegangannya: 1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200 KV – 500 KV 2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30 KV – 150 KV 3. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30 KV – 150 KV 4. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 6 KV – 30 KV 5. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 6 KV – 30 KV 6. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) 40 V – 1000 V 7. Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) 40 V – 1000 V 2.2 Transformator Transformator merupakan suatu alat listrik yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksielektromagnet. ο· Transformator Tanpa Beban Sebuah transformator dikatakan tanpa beban, apabila dalam pengujian ketika sisi primer diberi sumber tegangan sinusoidal dan sisi sekunder dibiarkan terbuka (open circuit). sesaat maksimumnya, maka harga efektif dari tegangan induksi adalah : 1 1 E1 = √2 .e1 = √2 . 2πf N1 ∅maks Volt E1 = 4,44 f N1∅maks Volt 1 1 E2 = √2 .e2 = √2 . 2πf N2 ∅maks Volt E2 = 4,44 f N2∅maks Volt Dari persamaan di atas, dapat dituliskan : πΈ1 π = π1 πΈ 2 2 Dengan mengabaikan jatuh tegangan akibat adanya resistansi dan reaktansi pada inti dan kumparan transformator, dengan kata lain bila transformator ideal maka : π π πΈ1 = π1 = π1 = a πΈ2 2 2 Apabila : a > 1, transformator berfungsi menurunkan tegangan a < 1, transformator berfungsi menaikkan tegangan. ο· Transformator Berbeban Apabila transformator diberi beban maka pada sisi sekunder terdapat arus (I2) yang mengalir. I2 yang mengalir akan menyebabkan adanya perubahan pada arus yang mengalir di sisi primer. Gambar 3 Transformator Berbeban Gambar 2 Transformator Tanpa Beban Jika belitan primer (N1) dihubungkan ke sumber tegangan V1 yang sinusoidal, maka arus primer (I0) akan mengalir yang juga mempunyai bentuk gelombang sinusoidal. Bila diasumsikan belitan N1 merupakan reaktif murni, maka I0 akan tertinggal 900 dari V1. Fluksi (ο) ini sendiri mengimbas bagian tengah sekunder. Fluks ini menginduksikan tegangan sesaat dalam kumparan primer (e1), dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder (e2). Tegangan induksi yang terjadi menurut hukum Faraday : π∅ e1 = - N1 ππ‘ Volt e1 = - N1 e2 = - N2 π ∅ππππ sin ωt = - N1 ω∅maks Cos ωt Volt ππ‘ e1 = 2πf N1 ∅maks Volt π∅ Volt ππ‘ π ∅ππππ sin ωt e2 = - N2 = - N2 ω∅maks Cos ωt Volt ππ‘ e2 = 2πf N2 ∅maks Volt Harga tegangan induksi di atas adalah harga sesaat, untuk mendapatkan harga efektif suatu 1 gelombang sinus adalah : √2 kali tegangan induksi 2 Transformator dikatakan berbeban apabila kumparan primer (N1) dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik dan kumparan sekunder (N2) dihubungkan dengan beban (ZL), seperti terlihat pada gambar di atas. Arus I1 ini akan menimbulkan gaya magnet di sekunder sebesar N2I2 yang cenderung menentang terhadap fluks magnet bersama N1Im yang telah ada akibat arus magnetisasi. Agar fluks magnet bersama tidak berubah nilainya maka pada kumparan primer harus mengalir arus sebesar I2’. Sehingga arus yang mengalir pada sisi kumparan primer menjadi : I1 = I0 + I2 Apabila Ic (rugi besi) diabaikan, maka nilai I0 = Im Dengan demikian persamaan di atas menjadi : I1 = Im + I2’ Untuk menjaga agar fluks bersama yang ada pada inti transformator tetap nilainya, maka berlaku hubungan : N1Im = N1I1 – N2I2 N1Im = N1 (Im + I2’) – N2I2 N1 I2’ = N2I2 Karena nilai Im dianggap kecil, maka I2’ = I1 Sehingga : πΌ1 πΌ2 = π2 π1 2.3 Transformator Tiga Fasa Sebuah Transformator tiga fasa secara prinsip sama dengan transformator satu fasa, perbedaan JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012 yang paling mendasar adalah pada system kelistrikkannya yaitu system satu fasa dan tiga fasa. Gambar 6 Transformator Hubungan Segitiga-Bintang Gambar 4 Transformator 3 Fasa ο· Jenis Hubungan Transformator Tiga Fasa Dalam pelaksanaanya, tiga buah lilitan fasa pada sisi primer dan sisi sekunder dapat dihubungkan dalam bermacam-macam hubungan, seperti bintang dan segitiga, dengan kombinasi Y-Y, Y-Δ, Δ-Y, ΔΔ, bahkan untuk kasus tertentu lilitan sekunder dapat dihubungkan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi Δ-Z, dan Y-Z. Di bawah ini pembahasan hubungan transformator tiga fasa secara umum. 1. Hubungan Bintang-Bintang Hubungan transformator bintang-bintang adalah hubungan setiap kumparan primer dan sekunder dihubungkan secara bintang. Gambar 5 Transformator Hubung Bintang-Bintang Persamaan pada hubungan bintang-bintang adalah : Primer : π Vph1 = πΏ1 Volt dan IL1 = Iph1 Amp √3 Sekunder π Vph2 = πΏ2 Volt dan IL2 = Iph2 Amp 3 √ 2. Hubungan Bintang-Segitiga (Y-Δ) Transformator hubungan Y-Δ, digunakan pada saluran transmisi sebagai penaik tegangan. Rasio antara sekunder dan primer tegangan fasa-fasa adalah 1/ √3 kali rasio setiap transformator. Hubungan transformator Y-Δ dapat dilihat pada gambar 8. Gambar 8 Transformator Hubungan Bintang Segitiga 3. Hubungan Segitiga-Bintang (Δ-Y) Transformator hubungan Δ-Y, digunakan untuk menurunkan tegangan dari tegangan transmisi ke tegangan rendah. Transformator hubungan Δ-Y dapat dilihat pada gambar 6. 3 4. Hubungan Segitiga-Segitiga Hubungan ini umumnya digunakan dalam sistem yang menyalurkan arus besar pada tegangan rendah. Gambar 7 Transformator Hubungan Segitiga-segitiga Persamaan pada hubungan segitiga-segitiga adalah : Primer : VL1 = Vph1 Volt dan IL1 = √3 Iph1 Sekunder : VL2 = Vph2 Volt dan IL2 = √3 Iph2 2.4 Tap Changer Tap changer adalah suatu alat untuk merubah perbandingan belitan transformator agar mendapatkan tegangan operasi sekunder nominal atau tegangan yang diinginkan dari tegangan jaringan atau tegangan primer yang sering berubah. Gambar 8 Transformator Yang Memiliki Tap ο· Prinsip Kerja Tap Changer Biasanya transformator yang terpasang di gardu induk pada umumnya menggunakan tap changer yang dapat dioperasikan dalam keadaan berbeban (On Load Tap Changer) dan dipasang di sisi primer. Sedangkan transformator penaik tegangan di pembangkit atau pada transformator kapasitas kecil, umumnya menggunakan tap changer yang dioperasikan hanya pada saat transformator tanpa beban (Off Load Tap Changer). 2.5 Sistem Pengaturan Persoalan naik turunnya tegangan atau berkedip sangat penting, dan biasanya berhubungan dengan beban atau sumber yang tidak normal pada system daya. Harga pengaturan untuk tiap-tiap beban dengan bermacam-macam factor daya dapat diperoleh dengan rumus pengaturan di bawah ini: ππ .ππΏ − |ππ .πΉπΏ | Persen Regulasi = X 100 |ππ .πΉπΏ | 2012 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK Dimana ππ .ππΏ adalah besarnya tegangan pada ujung penerima dalam keadaan tanpa beban dan |ππ .πΉπΏ | adalah besarnya tegangan pada ujung penerima dengan beban penuh. 3. PERANCANGAN DAN REALISASI SIMULATOR 3.1 Perancangan Proses perancangan ini bertujuan untuk menuangkan pemikiran dan gagasan berdasarkan teori-teori dasar yang mendukung pembuatan simulator tap changer transformator. ο· Tujuan Perancangan Tujuan dilakukannya perancangan adalah sebagai berikut: 1. Mempersiapkan segala sesuatu yang diperlukan. 2. Menentukan langkah-langkah yang akan dalam pengerjaan. dilakukan 3. Mengetahui dan menentukan material dan komponen yang diperlukan. 4. Mendeteksi hambatan yang akan ditemui. 5. Memberi gambaran menyeluruh yang jelas dan lengkap. ο· Langkah Perancangan Dalam proses perancangan simulator diperlukan langkah-langkah perancangan yang terbagi dalam beberapa bagian, yaitu : 1. Perancangan Fungsional Tahap perancangan fungsional menjabarkan semua fungsi operasional sistem yaitu semua fungsi yang dijalankan oleh setiap komponen system yang dioperasikan. Fungsi setiap komponen sistem adalah sebagai berikut : ο Power supply berfungsi untuk mensimulasikan naik turunnya tegangan. ο Transformator yang mempunyai tap berfungsi untuk mensimulasikan tap changer, agar tegangan output atau sekunder bisa diatur sesuai tegangan yang diinginkan. ο MCB berfungsi sebagai alat pengaman arus lebih. ο Penyulang berfungsi untuk mensimulasikan saluran udara tegangan menengah (SUTM). ο Beban berfungsi untuk mensimulasikan konsumen yang menerima sumber tegangan. ο· Perancangan Fisik/Konstruksi Simulator Perancangan meja dan layout simulator dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar 11 Meja Simulator Tampak Atas SIMULASI SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK TEGANGAN MENENGAH Disusun oleh : Dwi Joko Purnomo Mulyadi Yenny Yuniarti Putri NIM : 091321011 NIM : 091321023 NIM : 091321064 K1 Gambar 12 Rancangnan Layout Simulator ο· Flowchart Adapun flowchart yang dibuat perancangan adalah sebagai berikut : sebagai A A Mulai Desain layout letak komponen Penentuan spesifikasi simulator Tidak Sesuai Penentuan bentuk konstruksi simulator Perbaikan Ya Cetak layout Penentuan komponen dan letak komponen Tidak Ukuran sesuai ? Penentuan spesifikasi komponen Ya Pemasangan layout pada simulator Tidak Tersedia di pasar ? Perbaikan Pemasangan komponen Ya Wiring komponen Desain konstruksi simulator Tidak Sesuai ? Tidak Sesuai Perbaikan Ya ? Perbaika n Ya Pembuatan konstruksi simulator Pengujian Tidak Sesuai ? Ya Gambar 10 Meja Simulator Tampak Samping A A Selesai Gambar 13 Flowchart Perancangan 4 Perbaikan JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012 ο· Deskripsi Cara Kerja Simulator ini bertujuan untuk mensimulasikan Simulator pengaturan tegangan pada transformator. Ketika sisi primer transformator diberikan masukan tegangan, maka akan muncul tegangan juga pada sisi sekunder transformator. Dengan sumber tegangan masuk yang tetap pada sisi primer, kita bisa merubah tegangan keluaran dari sisi sekunder dengan melakukan pemindahan tap pada sisi primer transformator. Gambar 17 Simulator SUTM 5. Beban Dalam pengujian regulasi transformator, beban menggunakan beban resistif 3x100watt. ο· Pemilihan Komponen 1. MCB Pemutus tenaga berfungsi untuk mengamankan terhadap beban lebih dan hubung singkat. Gambar 14 MCB Gambar 18 Beban Lampu (3x100w) 3.2 Realisasi Perancangan ο· Pembuatan Box Simulator Pembuatan box simulator dilakukan oleh tukang sesuai dengan gambar rancangan dan ukuran yang sudah dibuat. Box terbuat dari kayu berkerangka besi yang kuat untuk menyangga box tersebut. 2. Power Supply Power supply digunakan untuk mensimulasikan sumber tegangan yang memiliki regulator yang bisa diatur tegangannya (0V380V). Gambar 19 Meja Simulator Yang Dibuat ο· Layout Simulator Gambar 15 Power Supply 3. Transformator 6,6 KVA Gardu induk 20 kV berfungsi sebagai penurun tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan menengah untuk kemudian didistribusikan energi listrik melalui jaringan tegangan menengah ke beban. Maka komponen dari gardu induk ialah transformator dengan dua belitan, yaitu belitan primer dan sekunder dengan kapasitas 6,6 KVA dengan 6 tap sisi primer yaitu 220V, 340V, 360V, 380V, 400V, 420V. Gambar 16 Transformator 4. SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah) Jenis kabel / penghantar yang umum dipakai sistem SUTM adalah AAAC (All Alumunium Alloy Conductor) atau AAAC-S. Untuk mensimulasikan hantaran tersebut maka perlu menggunakan simulator SUTM yang telah dibuat. 5 Gambar 20 Layout Yang Terbuat Dari Kertas Luster ο· Pengawatan (Wiring) Pengawatan dilakukan di belakang modul, mengingat tampilan pada bagian luar hanya berupa gambar simbol dan reseptacle sedangkan komponen sebenarnya ditaruh di bagian belakang modul. Gambar 21 Wiring Yang Terpasang Pada Belakang Modul ο· Perancangan Jobsheet Pembuatan jobsheet praktikum adalah untuk bahan ajar praktikum dan pengujian pada simulator tersebut. Rangkaian jobSheet praktikum tersebut terlampir pada lampiran. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 4 Pengujian dan Analisa Transformator Tanpa Beban ο· Pengujian 400 Teg. mas uk 380V Teg. mas uk 220V Teg. mas uk 127V 350 1 380 2 220 3 127 Posisi Tap Lilitan Primer (V) Tegangan Sekunder/Output Trafo Yang Terukur 420 Posisi Tap 220V Tegangan (V) 201.17 Posisi Tap 127V Tegangan (V) 114.33 400 211.20 120.13 380 222.60 126.73 360 231.13 133.37 340 244.63 142.13 220 378.60 220.13 420 116.70 67.73 400 122.63 71.27 380 129.23 74.97 360 135.47 78.63 340 144.33 83.83 220 223.37 129.90 420 67.83 39.41 400 71.03 41.23 380 74.63 43.33 360 78.37 45.50 340 83.57 48.43 220 129.30 74.90 Dari tabel 1, maka kita dapat mencari ratio π π dengan menggunakan rumus π1 = π1 = ratio (a). 2 2 Contoh dari perhitungan untuk rasio antara sisi primer tap 220 V dan sisi sekunder tap 220 V dengan menggunakan tegangan masuk (V1) = 380 V dan tegangan keluar (V2) = 378,60. Adalah sebagai berikut : Diketahui : V1 = 380 V V2 = 378,60 V π1 = ratio (a) π 2 300 250 200 150 100 50 0 220 Tap Sisi Primer (V) 250 Hasil perhitungan itu dimasukkan dalam tabel 2 : ο· Analisa Hasil Pengujian Dilihat dari hasil pengujian pada tabel 2, maka didapat grafik sebagai berikut : Teg. mas uk 380V Teg. mas uk 220V Teg. mas uk 127V 200 150 100 50 0 220 340360380400420 Tap Pada Sisi Primer (V) Gambar 23 Grafik Pengukuran Tegangan Sekunder Tap 127V Dari grafik di atas, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa output yang memiliki tegangan paling besar adalah ketika posisi tap pada sisi primer berada di tap 220, dan jika kemudian tap tersebut dipindah dari 220 sampai 420, maka tegangan output yang keluar semakin kecil. Ini membuktikan, bahwa pengaturan tegangan dapat dilakukan dengan membuat tap-tap pada transformator. 3.5 3 Tap Seku nder 220V 2.5 380 π a = 378 ,60 π 340360380400420 Gambar 22 Grafik Pengukuran Tegangan Sekunder Tap 220V Teg.. Sekunder (V) No Tegangan Masuk Jaringan (V) Teg. Sekunder (V) Tabel 1 Data Tegangan Sekunder/Output Trafo Yang Terukur. Ratio 2012 2 Tap Seku nder 127V 1.5 1 0.5 340 360 380 400 420 220 0 Tap Pada Sisi Primer (V) Gambar 24 Grafik Ratio Dari grafik ratio di atas (gambar 24), Tap 220 V pada sisi sekunder memiliki ratio cukup kecil dengan Tap 127 V sisi sekunder. Ini menyebabkan 6 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012 tegangan keluar berbeda antara tap 127V dengan 220V, meski tegangan masuknya sama. Selain itu, dari grafik di atas juga dapat kita lihat bahwa ratio tap sisi primer dari tap 220V-420V selalu bertambah, itu berarti bahwa dalam sistem pengaturan ketika hendak menurunkan tegangan pada sisi sekunder maka harus menambah rationya. Begitupun sebaliknya, ketika hendak menambah tegangan pada sisi sekunder, maka ratio harus dikurangi. 198.4 V– 195.3 V = 195.3 V Changer. Teg. Mas uk Sisi Prim er Posisi Tap Primer Teg. Sisi Sekunder Tap 220 Arus (A) Teg. Jatuh (V) Reg ulasi Teg anga n (%) Kirim (V) Terim a (V) 420 198.4 195.3 0.21 3.10 1.59 400 209.9 205.2 0.22 4.70 2.29 380 219.9 216.6 0.23 3.30 1.52 360 232 229.6 0.24 2.40 1.05 340 247.1 243.6 0.25 3.50 1.44 220 381 380.5 0.33 0.50 0.13 Arus (A) Teg. Jatuh (V) Reg ulasi Teg anga n (%) 112.7 0.22 2.4 2.13 118.6 0.23 2.6 2.19 124.7 0.24 2.9 2.33 132.2 0.24 2.5 1.89 140.8 0.25 1.9 1.35 219.9 0.32 0.9 0.41 Tabel 3 Hasil Perhitungan Ratio transformator Posisi Tap Lilitan Primer (V) Ratio Hitung (a) Selisih Dengan Tabel Pengujian (tabel 2) Posisi Posisi Tap Tap 220V 127V Posisi Tap 220V Posisi Tap 127V 420 1.91 3.31 400 1.82 3.15 0.03 0.06 380 1.73 2.99 0.03 0.06 360 1.64 2.83 0.03 0.03 340 1.55 2.68 0.03 0.06 220 1.00 1.73 0.2 0.04 0.02 0.06 Selisih ratio hasil perhitungan dengan hasil pengujian pada simulator adalah 0.02 – 0.06.. Maka pengujian sudah benar karena nilai hasil perhitungan tidak berbeda jauh dengan hasil pengujian. ο· Pengujian Hubung Singkat Transformator 380 Teg. Mas uk Sisi Prim er Nilai Z akan didapatkan berdasarkan Posisi Tap Primer πL−N 400 380 Impedansi / Fasa (Ω) 2.042 2.054 2.051 2.060 2.180 2.077 ο· Pengujian Pengaturan Tegangan Keluaran dengan Tap Changer. Setelah melakukan pengujian dengan tegangan masuk 380 V pada setiap tap di sisi primer, kemudian mengukur tegangan kirim yang berada disetiap tap pada sisi sekunder transformator. Kemudian pada sisi beban juga dilakukan pengukuran untuk mendapat tegangan terima, sehingga bisa mendapatkan tegangan jatuh. Contoh perhitungan untuk regulasi tegangan : Regulasi tegangan Tegangan Terima 7 127.6 380 Tabel 4 Pengukuran Impedansi Transformator Tegangan Kirim – Tegangan Terima Terim a (V) 121.2 Ztransformator = VL-N / Ih-s 3fasa = Kirim (V) 115.1 Ih-s 3 fasa = πtransformator Tegangan Arus Hubung VL-L Terukur Singkat (V) (VL-N) (A) 10 5.88 2.88 15 8.73 4.25 20 11.69 5.7 25 14.71 7.14 30 17.72 8.13 Rata - Rata Impedansi Transformator Teg. Sisi Sekunder Tap 127 420 perhitungan dari rumus di bawah ini : x 100% = 1.59% Tabel 5 Data Hasil Pengujian Pengaturan Tegangan Dengan Tap x100% 360 134.7 340 142.7 220 220.8 ο· Pengujian Tegangan Variasi Masuk Pada Tegangan Keluaran Setelah melakukan pengujian dengan menentukan tegangan keluarannya yaitu 220 V untuk tap 220 V pada sisi sekunder, dan 127 V untuk tap 127 V. Kemudian bisa didapat tegangan yang masuk dari sisi primer untuk setiap tapnya. 2012 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 381.8 420 200 199.2 0.80 0.402 382.2 400 210.4 209.4 1.00 0.478 382.1 380 221.3 220.9 0.40 0.181 359.9 360 220.5 220 0.50 0.227 339.6 340 220.4 219.6 0.80 0.364 218.5 220 220.8 218.6 2.20 1.006 Teg. Keluar Tap 127 Tabel 7 Perhitungan Batasan Pengaturan Tegangan Pada Kondisi Keluaran 220V Dan 127V Sumb er Tegan gan Masu k (V) Teg. Keluaran (V) Posisi Tap Primer (V) Tap 220 Tap 127 Sadapan Tap Changer (%) Range Pengaturan Tegangan (%) Tegangan Nominal (100) Tegangan Nominal 420 400 Sumber Tegangan Masuk Posisi Tap Primer Teg. Kirim (V) Teg. Terima (V) Tegangan Jatuh (V) Regulasi Tegangan (%) 420 116.2 113.9 2.3 2.019 381.6 400 122.5 120 2.5 2.083 381.6 380 128.9 126.5 2.4 1.897 362.5 360 129 127 2 1.575 342.5 340 129.1 127 2.1 1.654 219.9 220 128 127 1 0.787 Dengan melihat tabel 6, maka sadapan tap changer dapat kita ketahui dengan melakukan perhitungan menggunakan rumus matematis biasa, Contoh perhitungan sadapan tap changer didapatkan dari rumus : Sadapan tap changer pada tap 220 Tegangan Tap 220 Tap Nominal 380 220 381.6 = Tegangan 382.1 x 100% 218.5 = 382.1 x 100% = 57.18 % Sedangkan perhitungan untuk range pengaturan didapatkan dari rumus : = Tegangan Tap Nominal (100%) – Sadapan Tap 220 (%) = 100% - 57.18% = 42.83% hasil perhitungan tersebut dimasukkan dalam tabel 7. 127 359.9 360 94.19 5.81 339.6 340 88.88 11.12 218.5 220 57.18 42.82 ο· Analisis Pengujian Dari tabel 6. didapat grafik sebagai berikut : 420 115.1 400 121.2 380 127.6 360 134.7 340 142.7 Tap Sisi Primer (V) Tabel 6 Pengujian Tegangan Variasi Masuk Pada Kondisi Keluaran 220V Dan 127V Teg. Keluar Tap 220 Sumber Posisi Regulasi Tegangan Tegangan Tap Tegangan Teg. Teg. Jatuh (V) Masuk Primer (%) Kirim Terima (V) (V) 220 0 198.4 209.9 219.9 232 247.1 220.8 381 100 200 300 400 Tegangan Sisi Sekunder (V) Gambar 25 Grafik Pengaturan Tegangan Dengan Tap Changer Grafik di atas membuktikan bahwa dengan tegangan masuk tetap (380V), tegangan keluar di sisi sekunder bisa diatur dengan memindahkan tap pada sisi primer. Tegangan keluar akan naik, bila posisi tap primer berpindah ke tap yang ada di bawahnya. Begitupun sebaliknya, jika tegangan keluar akan diturunkan, maka posisi tap primer berpindah ke tap yang ada di atasnya. π π Dengan menggunakan rumus π1 = π1 = ratio 2 Jika tegangan masuk 380V pada tap 380V sisi primer, kemudian tegangan keluaran pada tap 127 adalah : π1 = ratio (a) π 2 π2 Maka 2 (a), maka dapat menentukan tegangan keluaran dengan mengetahui tegangan masuk sisi primer. Contoh perhitungan : 380π 8 500 Teg. Sisi Sekunder Tap … V2 = 380π 2.99 = 2.99 = 127.0903V JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012 Dari tabel 7. didapat grafik sebagai berikut : Perhitungan Sadapan (%) 120 Teg. Kelu aran 220V Tap 220 100 80 60 40 20 0 220 340 360 380 Teg. Kelu aran 127V tap 127 V Posisi Tap Primer (V) Gambar 26 Porsentase Sadapan Tiap Tap Grafik di atas menunjukkan bahwa sadapan pada tap 380 merupakan tegangan nominal yang diasumsikan 100%, tap 360 mempunyai tegangan 94.19% dari tegangan nominalnya, begitu juga dengan tap 340 yang memiliki tegangan 89.75% dari tegangan nominal, dan untuk tap 220 memiliki tegangan 57.63% dari tegangan nominal. Sedangkan untuk tap 400 dan 420 belum diketahui perhitungan sadapannya, karena tegangan maksimum dari sumber PLN sama dengan tegangan nominalnya yaitu 380V. 5. KESIMPULAN DAN SARAN ο· Kesimpulan Setelah selesai mengerjakan proyek akhir ini, maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut : ο Simulator yang telah dibuat mempunyai ratio antara tap primer 420V, 400V, 380V, 360V, 340V, dan 220V dengan tap sekunder 220V berturut-turut adalah 1.89, 1.80, 1.71, 1.64, 1.55, dan 1.00. Sedangkan ratio dengan tap 127V adalah 3.32, 3.16, 3.00, 2.85, 2.67, dan 1.73. ο Simulator yang telah dibuat adalah simulator tap changer yang memiliki sadapan 6 tap pada sisi primer dan 2 tap pada sisi sekunder. Dengan nilai sadapan pada tap primernya adalah 100% untuk tap 380V yang diasumsikan sebagai tegangan nominalnya, tap 360V mempunyai tegangan 94.19% dari tegangan nominalnya, begitu juga dengan tap 340V yang memiliki tegangan 89.75% dari tegangan nominal, dan untuk tap 220V memiliki tegangan 57.63% dari tegangan nominal. Sedangkan untuk tap 420V dan 400V belum dilakukan pengujian, karena tegangan maksimum dari sumber sama dengan tegangan nominalnya yaitu 380V. ο Pengaturan tegangan dilakukan dengan memindah tap pada posisi tap nominal. Jika tegangan hendak dinaikkan, maka tap harus dipindahkan ke tap yang ada di bawah tap nominal. Begitu juga untuk menurunkan tegangan, ketika tegangan hendak diturunkan, maka tap dipindahkan ke tap yang ada di atas tap nominal. ο· Saran 9 Agar proyek akhir ini dapat lebih disempurnakan lagi, disarankan melakukan pengujian menggunakan tegangan nominal yang lebih kecil dari tegangan maksimum yang didapat dari PLN, sehingga sadapan pada tap 420 dan 400 bisa diketahui nilainya. Untuk pengukuran disarankan menggunakan kelas alat ukur 0.1-0.5 agar hasil ukur lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Standarisasi Nasional. PUIL 2000. Jakarta : Penerbit Yayasan PUIL [2] Gonen, Turan. Electric Power Distribution System Enginnering. Mc. Graw-Hill Book company. New York : 1986 [3] Pabla, A. S. 1996. Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta: Penerbit Erlangga [4] Politeknik Negeri Bandung, Pedoman Pelaksanaan Tugas/Proyek Akhir D4/D3Jurusan Teknik Elektro. Bandung : 2012. [5] PT PLN (Persero), Buku 1:Kriteria Disain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik, Jakarta, 2010 [6] PT PLN (Persero), SPLN 50_1997. Jakarta : 1997. [7] Sherwin H Wrigt, C F Hall, 1952, Characteristic Aerial Lines, Transmission & Distribution Referrence, Pennsylvania. [8] T.S, Hutahuruk. Transmisi Daya Listrik. Erlangga. Bandung :1985 [9] Tohir, Toto. Bahan Ajar Analisa Sistem Tenaga. Bandung : Politeknik Negeri Bandung [10] Utomo. Heri Budi, Distribusi Tenaga Listrik, Bandung : Politeknik Negeri Bandung. [11] Weedy,B.M. Sistem Tenaga Listrik. Aksara Persada Indonesia.1978. [12] Yahya, Sofian. Bahan Ajar Mesin Listrik I.Bandung : Politeknik Negeri Bandung.
