BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Transformator
Transformator merupakan peralatan mesin listrik statis yang
bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yang dapat
mentransformasikan energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah
ataupun sebaliknya, dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan
sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan
berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya dengan nilai frekuensi
yang sama besar.
Pada sistem distribusi, transformator digunakan untuk menurunkan
tegangan penyaluran 20 kV ke tegangan pelayanan 400/220 V. Pada
fungsi tersebut, transformator dapat berupa transformator satu fase
(Gambar 2.1) yang secara umum memiliki kapasitas ≤ 160 kVA dengan
hubungan vektor Yzn5, sedangkan tiga fase (Gambar 2.2) memiliki
kapasitas > 160 KVA memiliki hubungan vektor Dyn5 (berdasarkan
SPLN 50 tahun 1982 dan 1997, serta SPLN D3.002-1 : 2007).
6
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gambar 2.2 Trafo tiga fase
Gambar 2.1 Trafo satu fase
2.2
Fungsi Transformator
Pada dasarnya transformator memiliki prinsip kerja yang sama.
Transformator dapat dibagi menjadi beberapa macam, tergantung dari
fungsi dan lokasinya, sebagai berikut :
a. Berdasarkan Fungsi / Pemakaian
a) Transformator Daya
Transformator daya digunakan sebagai penyuplai daya.
Terdapat dua jenis fungsi transformator ini berdasarkan sistem
penyaluran tenaga listrik, yaitu :
1. Transformator step-up merupakan transformator yang memiliki
lilitan sekunder lebih banyak dari lilitan primer sehingga
berfungsi
sebagai
penaik
tegangan
pada
saat
pengiriman/penyaluran daya.
2. Transformator step-down merupakan transformator yang
memiliki lilitan sekunder lebih sedikit dari lilitan primer
sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan pada saat
menerima/memerlukan daya.
7
http://digilib.mercubuana.ac.id/
b) Transformator Distribusi
Transformator
distribusi
digunakan
untuk
membagi/
menyalurkan arus atau energi listrik dengan tegangan distribusi
agar jumlah energi yang hilang tidak terlalu banyak (dari gardu
induk ke konsumen). Ciri-ciri trafo distribusi yaitu :
1. Jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan sekunder.
2. Tegangan primer lebih besar dari tegangan sekunder.
3. Kuat arus primer lebih kecil dari kuat arus sekunder.
c) Transformator Pengukuran
Transformator ini dugunakan untuk pemasangan alat-alat ukur
dan proteksi pada jaringan tegangan tinggi. transformator
pengukuran ini terdiri dari :
1. Transformator arus (Current Transformator) berfungsi untuk
menurunkan besarnya arus listrik pada tegangan tinggi
menjadi arus listrik yang kecil dan diperlukan untuk alat ukur
dan pengaman.
2.
Transformator tegangan (Potensial Transformator) berfungsi
untuk menurunkan besarnya tegangan tinggi menjadi tegangan
rendah
yang
diperlukan
untuk
alat
ukur
dan
pengaman/proteksi.
8
http://digilib.mercubuana.ac.id/
b. Berdasarkan Lokasi Pemasangan
a) Pemasangan Dalam (Indoor)
Transformator hanya dapat dipasang di dalam ruangan yang aman
dan terlindung dari kondisi cuaca panas, hujan, dan sebagainya.
b) Pemasangan Luar (Outdoor)
Transformator yang dirancang dapat dipasang di luar ruangan,
seperti di switch yard dan tiang portal, namun jenis outdoor ini
dapat juga dipasang dalam ruangan.
2.3
Konstruksi Transformator
Konstruksi transformator distribusi dikelompokkan menjadi beberapa
bagian (Gambar 2.3), yaitu :
a. Bagian utama/aktif, terdiri dari inti besi, kumparan transformator, minyak
transformator, bushing, dan tangki konservator.
b. Bagian pasif, terdiri dari sistem pendingin, tap changer, alat pernapasan
(dehydrating breather), dan alat indikator.
c. Sistem insulasi.
d. Terminal.
e. Proteksi gangguan internal.
f. Peralatan proteksi, terdiri dari rele bucholz, pengaman tekanan lebih
(explosive membrane/bursting plate), rele tekanan lebih (sudden pressure
relay), dan rele pengaman tangki.
g. Peralatan tambahan untuk pengaman transformator, terdiri dari rele
differensial, rele arus lebih, rele hubung tanah, rele thermis, dan arrester.
9
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gambar 2.3 Konstruksi transformator :
Keterangan :
1. Inti Besi
9. Bushing Sekunder
2. Klem Inti Besi
10. Tap Changer
3. Belitan Sekunder
11. Breather
4. Belitan Primer
12. Pembatas Tekanan
5. Penyangga Belitan
13. Gelas Penduga
6. Konservator
14. Roda
7. Fin Radiator
15. Kuping Pengangkat
8. Bushing primer
10
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.4
Prinsip Kerja Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang mentransformasikan
energi listrik dengan memberikan tegangan bolak-balik pada belitan
primer untuk membangkitkan medan magnetik. Garis-garis fluks dari
medan magnetik tersebut akan memotong konduktor belitan sekunder dan
menginduksikan tegangan pada terminalnya. Besar tegangan pada kedua
terminal, berbanding lurus terhadap jumlah lilitan masing-masing belitan.
Untuk mendapatkan efisiensi yang lebih tinggi, garis-garis fluks dialirkan
melalui inti besi bereluktansi rendah.
Bagian terbesar garis-garis fluks yang dihasilkan akan mengalir
melalui inti besi, namun beberapa diantaranya mengalir di luar inti besi
(bocor) membentuk impedans bocor (leakage impedance; voltage
impedance). Bila belitan sekunder terhubung dengan beban atau pada
terminal belitan sekunder terbentuk suatu sirkit tertutup, arus akan
mengalir pada konduktor kedua belitan dan sirkit keluaran.
Apabila transformator diasumsikan sebagai transformator ideal
dimana tidak terjadi rugi-rugi daya pada transformator, daya pada
kumparan primer (Np) sama dengan daya pada kumparan sekunder (Ns).
Besar tegangan dan arus pada kumparan sekunder diatur menggunakan
perbandingan banyaknya lilitan antara kumparan primer dan kumparan
sekunder. Namun kenyataannya pada saat operasi tidak ada transformator
yang ideal. Alasannya, pada penyaluran tenaga listrik terjadi kerugian
energi sebesar I² R (Watt.detik). Kerugian ini akan banyak berkurang
apabila tegangan dinaikkan.
11
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Transformator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan
sekunder) yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara
elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki
reluktansi (reluctance) rendah.
Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan
bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti yang
dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup
maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer
maka di kumparan primer terjadi induksi (self induction) dan terjadi pula
induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan
primer
atau
disebut
sebagai
induksi
bersama (mutual
induction)
yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka
mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder di bebani, sehingga energi
listrik dapat ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi).
Prinsip dasar suatu transformator adalah induksi bersama (mutual
induction) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam
bentuk yang sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan induksi
yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu path
yang mempunyai relaktansi yang rendah. Kedua kumparan tersebut
mempunyai mutual induction yang tinggi. Jika salah satu kumparan
dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik timbul di
dalam inti besi yang dihubungkan dengan kumparan yang lain menyebabkan
atau menimbulkan gaya gerak listrik (GGL) induksi (sesuai dengan induksi
12
http://digilib.mercubuana.ac.id/
elektromagnet) dari hukum Faraday, “Bila arus bolak balik mengalir pada
induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL)”.
Flux
magnet
Kumparan
sekunder
( )
Kumparan
primer
Inti besi
Gambar 2.4 Rangkaian Magnetik pada Transformator
Hukum yang digunakan pada prinsip kerja transformator adalah
Hukum Lorentz yang berbunyi, “Arus bolak-balik yang mengalir di suatu
kumparan yang mengelilingi inti besi menyebabkan inti besi itu berubah
menjadi magnet (Gambar 2.5a). Apabila magnet tersebut dikelilingi oleh
suatu belitan, kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan
sehingga akan timbul gaya gerak listrik (GGL)” (Gambar 2.5b).
Gambar 2.5a
Gambar 2.5b
Gambar 2.5 Proses magnetik
13
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Apabila lilitan primer dihubungkan dengan sumber tegangan V1,
arus I0 akan mengalir. Arus ini akan menimbulkan flux magnet (  ) yang
akan mengalir pada inti besi. Karena tegangan sumber adalah tegangan
bolak-balik dan I juga bolak-balik. Fluks ini akan mengalir melalui
kumparan primer dan sekunder. Jika dibandingkan antara GGL induksi di
kumparan primer E1 dengan GGL induksi di kumparan sekunder E2 :
Arus primer I0 menimbulkan fluks (  ) yang juga sinusoidal.
 =
max sin ωt
(2.1)
I0 = (arus bolak-balik)
i0 = I0 max sin ωt (nilai sesaat)
Fluks yang sinusoidal ini menghasilkan tegangan induksi e1 :
e1   N1
d
dt
e1   N1
d (m sin t )
  N1m cos t
dt
(2.2)
e1  E1 m cos t
Harga efektifnya:
E1 =
N1 2fm
 4,44 N1 fm
2
(2.3)
Keterangan :
N1
= jumlah belitan primer
Φmaks = fluks maksimum
f
= frekuensi gelombang listrik
E1
= GGL efektif di sisi primer
14
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Pada kumparan sekunder, fluks (  ) menimbulkan tegangan induksi e2 :
e2   N 2
d
dt
e2   N 2
d (m sin t )
  N 2m cos t
dt
(2.4)
e2  E 2 m cos t
E2 =
N 2 2fm
 4,44 N 2 fm
2
(2.5)
Sehingga persamaan (2.3) dan persamaan (2.5) didapatkan bahwa :
E1 N1
V

a 1
E2 N 2
V2
(2.6)
Keterangan :
E2
= ggl efektif di sisi sekunder
N2
= jumlah belitan sekunder
N1
 a disebut bilangan perbandingan transformasi
N2
Terdapat juga rugi-rugi pada trafo distribusi yaitu rugi-rugi arus
eddy dan histerisis timbul pada inti trafo disebabkan oleh arah bolak-balik
dari magnetisasi trafo, rugi arus eddy disebabkan oleh karena arus edyy
yang diinduksikan pada laminasi inti, nilainya adalah :
Pe = Ke2 . f2 . Bm
(2.7)
Keterangan :
Pe
= rugi – rugi arus Eddy
Ke
= konstanta
(Watt)
15
http://digilib.mercubuana.ac.id/
f
= frekuensi
(Hertz)
Bm
= kepadatan fluks maksimum (Tesla)
Untuk rugi-rugi histerisis :
Ph = Kh . f . Bm1,6
(2.8)
Keterangan :
Ph
= rugi – rugi histerisis
(Watt)
Kh
= konstanta
f
= frekuensi
Bm
= kepadatan fluks maksimum (Tesla)
(Hertz)
Besarnya rugi-rugi inti dipengaruhi oleh perubahan fluks pada inti
sebagai fungsi dari waktu, ini merupakan suatu hal yang cukup berarti
terutama pada pelaksaaan uji trafo kapasitas besar di laboratorium.
Sedangkan rugi tembaga merupakan rugi yang disebabkan arus beban
mengalir pada kawat tembaga, nilainya :
Pcu
= I2 R
(2.9)
Karena arus beban berubah-ubah, rugi tembaga juga tidak tetap
tergantung pada beban.
2.5
Sistem Proteksi Transfromator
Permasalahan pada transformator distribusi yaitu transformator
distribusi mempunyai batasan-batasan dalam operasinya. Selain itu,
transformator tersebut juga dapat mengalami gangguan hubung singkat
16
http://digilib.mercubuana.ac.id/
baik di dalam maupun di luar transformator. Namun gangguan yang perlu
lebih diperhatikan adalah apabila terjadi kenaikan suhu pada transformator
tersebut akibat dari beban lebih.
Gangguan hubung singkat terjadi antar kumparan yang diakibatkan
rusaknya isolasi. Kemungkinan rusaknya isolasi yaitu akibat tuanya umur
isolasi tersebut. Oleh karena itu, transformator di dalam operasinya harus
diperhatikan kenaikan suhu akibat berbeban lebih. Transformator di dalam
operasinya dilengkapi pula dengan peralatan proteksi. Peralatan proteksi
merupakan peralatan yang mengamankan trafo terhadap bahaya mekanik,
elektrik, maupun kimiawi. Yang termasuk peralatan proteksi transformator
antara lain sebagai berikut :
a. Rele Bucholz berfungsi untuk dapat mendeteksi dan mengamankan
terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Di dalam
transformator, gas mungkin dapat timbul akibat hubung singkat antar
lilitan (dalam phasa/antar phasa), hubung singkat antar phasa ke tanah,
busur listrik antar laminasi, atau busur listrik yang ditimbulkan karena
terjadinya kontak yang kurang baik.
b. Rele tekanan lebih berfungsi untuk dapat mendeteksi gangguan pada
transformator bila terjadi kenaikan tekanan gas secara tiba-tiba dan
secara langsung mentripkan CB pada sisi upstream-nya.
c. Rele diferensial berfungsi untuk dapat mendeteksi terhadap gangguan
transformator apabila terjadi flash over antara kumparan dengan
kumparan, kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di
dalam kumparan ataupun antar kumparan.
17
http://digilib.mercubuana.ac.id/
d. Rele beban lebih berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap beban
yang berlebihan dengan menggunakan sirkit simulator yang dapat
mendeteksi lilitan trafo yang kemudian apabia terjadi gangguan akan
membunyikan alarm pada tahap pertama dan kemudian akan
menjatuhkan Pemutus Daya (PMT).
e. Rele arus lebih berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap
gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah
pengaman
trafo,
juga
diharapkan
rele
ini
mempunyai
sifat
komplementer dengan rele beban lebih. Rele ini juga berfungsi sebagai
cadangan bagi pengaman instalasi lainnya. Arus berlebih dapat terjadi
karena beban lebih atau gangguan hubung singkat.
f. Rele fluks lebih berfungsi untuk mengamankan transformator dengan
mendeteksi besaran fluksi atau perbandingan tegangan dan frekuensi.
g. Rele tangki tanah berfungsi untuk mengamankan transformator bila
terjadi hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian
yang tidak bertegangan pada transformator.
h. Rele gangguan tanah terbatas berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap gangguan tanah didalam daerah pengaman
transformator khususnya untuk gangguan di dekat titik netral yang
tidak dapat dirasakan oleh rele differential
i. Rele termis berfungsi untuk mengamankan transformator dari
kerusakan isolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang
ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran yang diukur di dalam rele ini
adalah kenaikan temperatur.
18
http://digilib.mercubuana.ac.id/
j. Peralatan pernapasan (dehydrating breather) yaitu ventilasi udara yang
berupa saringan silikagel yang akan menyerap uap air pada
transformator
k. Indikator untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka
perlu adanya indikator pada transformator yang antara lain :
2.6

indikator kedudukan tap

indikator permukaan minyak

indikator sistem pendingin

indikator suhu minyak
Sistem Isolasi Transfromator
Kegagalan
suatu
transformator
biasanya
diakibatkan
oleh
keburukan dari sistem isolasinya yang menyebabkan banyaknya efek
panas yang terjadi di dalam transformator. Oleh sebab itu, perlu diketahui
atau dipilih kelas isolasi yang sesuai dengan standar yang berlaku.
Secara umum isolasi pada transformator dibagi menjadi dua
bagian, yaitu isolasi padat dan cair. Isolasi itu sendiri merupakan suatu
sifat bahan yang mampu untuk memisahkan dua buah penghantar atau
lebih yang berdekatan, baik secara elektrik (mencegah kebocoran arus
yang terjadi), maupun sebagai pelindung mekanis (melindungi material,
magnetik)
dari
kerusakan
yang
diakibatkan
oleh
pengkaratan,
pengoperasian, pengangkutan ketempat pemasangan maupun pada saat
pengujian.
19
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Ketahanan
sistem
isolasi
dalam
peralatan
listrik
banyak
dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu, kekuatan listrik dan
mekanik, getaran, kerugian akibat tekanan atmosfir dan kimia, serta debu
dan radiasi. Suhu dalam sistem peralatan listrik sering kali mempengaruhi
faktor-faktor dalam material isolasi dan sistem isolasi. Tentunya dasar
yang dipakai sepenuhnya untuk kelas dan telah dikenal oleh dunia.
Adapun kelas-kelas isolasi dan suhu yang berlaku menurut standar IEC
354, serta bahan isolasi yang dipergunakan dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik Kelas Isolasi
Kelas
Temperatur
No
Bahan Isolasi
Isolasi
Maksimum
1
Y
90°C
2
A
105°C
3
E
120°C
Cellulose triacetate
4
B
130°C
Mika, fiber glass, asbes berlapis organik.
5
F
155°C
6
H
180°C
7
200
200°C
8
220
220°C
9
250
250°C
Unimpregnated cellulose, katun, sutera.
Impregnated cellulose, katun atau sutera;
kertas minyak
Sama dengan kelas E dengan lapisan
yang cukup
Sama dengan kelas E dengan lapisan
silicon
Sama dengan kelas H
Mika, porselen, glas-kwarsa dan sejenis
material inorganik.
Sama dengan kelas 220
20
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.7
Sistem Pendingin Transformator
Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat
rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan
kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi transformator. Untuk
mengurangi adanya kenaikan suhu yang berlebihan tersebut, pada
transformator perlu juga dilengkapi dengan sistem pendingin yang
berfungsi untuk menyalurkan panas keluar transformator. Media yang
digunakan pada sistem pendingin dapat berupa udara dan minyak. Sistem
pendingin transformator dapat dikelompokkan sebagai berikut :

ONAN (Oil Natural Air Natural) ialah pendinginan minyak pada
kumparan trafo dan udara sebagai pendingin luar, dimana keduanya
bersirkulasi
secara
alami.
Jenis
ini
biasa
digunakan
untuk
transformator dengan kapasitas kecil.

ONAF (Oil Natural Air Force) ialah pendinginan minyak yang
bersirkulasi secara alami dan udara yang bersirkulasi secara paksa
yakni menggunakan hembusan kipas angin yang digerakkan oleh
motor listrik.
Pada umumnya operasi transformator dimulai dengan ONAN atau
dengan ONAF tetapi hanya sebagian kipas angin yang berputar.
Apabila suhu transformator meningkat, kipas angin lainnya akan
berputar secara bertahap.

OFAF (Oil Force Air Force) ialah minyak dipompakan dari tangki
utama secara paksa melewati udara yang dipaksakan.
21
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Pada sistem pendingin ini, minyak berfungsi sebagai pendingin
kumparan transformator yang bersirkulasi secara paksa dan dengan
udara sebagai pendingin luar transformator yang bersirkulasi secara
paksa.

OFWF (Oil Force Water Force) ialah minyak dipompakan dari tangki
utama melewati air pendingin.
Pada sistem pendingin ini, minyak sebagai pendingin kumparan
transformator yang bersirkulasi secara paksa dan dengan air sebagai
pendingin luar transformator yang bersirkulasi secara paksa.
Tabel 2.2 Tipe Pendingin Transformator
Media
Macam
Di dalam
Sistem
Transformator
Di luar Transformator
No
Pendingin
Sirkulasi
Sirkulasi
Sirkulasi
Sirkulasi
Alami
Paksa
Alami
Paksa
1
AN
-
-
Udara
-
2
AF
-
-
-
Udara
3
ONAN
Minyak
-
Udara
-
4
ONAF
Minyak
-
-
Udara
5
OFAN
-
Minyak
Udara
-
6
OFAF
-
Minyak
-
Udara
7
OFWF
-
Minyak
-
Air
8
ONAN/ONAF
Kombinasi 3 dan 4
22
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
ONAN/OFAN
Kombinasi 3 dan 5
10
ONAN/OFAF
Kombinasi 3 dan 6
11
ONAN/OFWF
Kombinasi 3 dan 7
Keterangan :
A = Air (udara)
O = Oil (minyak)
N = Natural (alamiah)
F = Forced (paksa/tekanan)
Pemeran utama di bagian internal adalah minyak isolasi.
Kemampuan minyak untuk fungsi ini dipengaruhi oleh kualitas heat
transfernya dan bagaimana minyak dapat secara efektif mengalir
(membasuh) pada setiap celah dari susunan belitan.
Pada bagian eksternal pemeran utamanya adalah suhu dan aliran
udara di sekitar transformator serta luas permukaan sirip - sirip pendingin.
Luas permukaan dan sirip-sirip pendingin yang akan berinteraksi dengan
udara luar merupakan faktor yang menentukan efektifitas pendinginan.
Untuk hal tersebut, jumlah dan ukuran sirip pendingin di desain
sedemikian rupa, sehingga mampu mendisipasi suhu yang timbul saat
transformator dioperasikan. Luas permukaan sirip pendingin akan
menentukan kualitas pendinginan. Untuk transformator dengan kelas suhu
A, seperti halnya kebanyakan transformator distribusi, desain ketahanan
termal ditentukan pada suhu ruang maksimum 40 oC.
Suhu pada bagian-bagian transformator dibedakan menjadi suhu
rata-rata dan suhu titik terpanas (hot spot). Suhu panas pada bagian selain
23
http://digilib.mercubuana.ac.id/
belitan dapat terjadi pada bagian konstruksi klem inti besi yang dibuat dari
bahan logam magnetik dan bagian tutup tangki di sekitar busing. Untuk
mengurangi pengaruh arus eddy, pada sebagian bidang pelat tutup tangki
diganti dengan bahan logam non magnetik.
2.8
Minyak Transformator
Minyak trafo berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.
Minyak trafo mempunyai sifat media pemindah panas (disirkulasi) dan
mempunyai daya tegangan tembus tinggi. Pada transformator, terutama
yang berkapasitas besar, kumparan-kumparan dan inti besi transformator
direndam dalam minyak trafo.
Syarat suatu cairan bisa dijadikan sebagai minyak trafo adalah
sebagai berikut :
1. Ketahanan isolasi harus tinggi ( >10kV/mm ).
2. Berat jenis harus kecil, sehingga partikel-partikel inert di dalam
minyak dapat mengendap dengan cepat.
3. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan
pendinginan menjadi lebih baik.
4. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat
membahayakan.
5. Tidak merusak bahan isolasi padat.
6. Sifat kimia yang stabil.
24
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Sebagian besar dari transformator memiliki kumparan-kumparan
yang intinya direndam dalam minyak transformator, terutama pada
transformator-transformator daya yang berkapasitas besar, karena minyak
transformator mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (sirkulasi)
dan juga sebagai media isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi)
sehingga dapat berfungsi sebagai pendingin dan isolasi.
Minyak transformator adalah minyak berbasis mineral yang
digunakan karena keunggulan sifat kimia dan kekuatan dielektrik. Minyak
berfungsi sebagai isolasi dan sekaligus media pendingin. Karakteristik
minyak transformator dapat dilihat pada table berikut. Kualitas minyak
akan mempengaruhi sifat insulasi dan pendingin.
Tabel 2.3 Karakteristik Minyak Trafo berdasarkan IEC 60422:2005
No.
Parameter
Baik
Cukup
Buruk
1
Warna dan penampakan
Clear
-
Gelap
2
Tegangan tembus [kV/2,5
> 40
30 - 40
< 30
3
Kadar
mm] air pada 20°C [mg/kg]
< 10
10 - 25
> 25
4
Keasaman [mgKOH/g]
< 0,15
0,15 - 0,30
> 0,30
5
Tan δ pada 90 oC
< 0,1
0,1 – 0,5
0,5
6
Tahanan jenis pada 90 oC
>3
0,2 - 3
< 0,2
7 [GΩ.m]
Sedimen [% berat]
8
Tegangan antar muka [mN/m]
9
Titik nyala [oC]
< 0,02
> 28
22 - 28
< 22
Maks penurunan 13°C
Titik nyala [ C]
25
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Sepanjang waktu pengoperasian transformator, kualitas minyak
akan terdegradasi sehingga potensi gangguan pada transformator
membesar. Kelembaban, sedimen, dan partikel konduktif merupakan
faktor yang cenderung mereduksi kuat dielektrik minyak.
Oksidasi adalam asam (acid) yang terbentuk dari minyak yang
terjadi bila kontak dengan udara. Keasaman akan membentuk sludge yang
mendiami belitan transformator mereduksi disipasi panas. Belitan akan
lebih panas dengan semakin besarnya sludge, sehingga transformator lebih
panas. Kadar keasaman tinggi dan peningkatan suhu akan mengakselerasi
pemburukan kualitas minyak.
Kontaminasi yang terdapat pada minyak transformator umumnya
mengandung air dan partikel. Keberadaan salah satu dari kontaminan akan
mereduksi kualitas insulasi. Bila tingkat keasaman tinggi perlu
kewaspadaan, sludge yang terbentuk oleh keasaman harus dibersihkan
dengan minyak panas untuk menghilangkan sedimen. Lebih ekonomis bila
dilakukan saat tingkat keasaman lebih dini saat keasaman mulai terbentuk,
sebelum sludge terbentuk, sehingga minyak akan tetap bertahan
kualitasnya selama kondisi operasi normal.
Minyak transformator dapat menahan partikel air bergantung pada
suhu minyak. Jika minyak pada titik jenuhnya, free water pada bagian
bawah transformator. Kekuatan dielektrik akan menurun dengan hadirnya
air pada minyak dan direkomendasi untuk dilakukan degasifikasi. Jika
kadar air tinggi mengalirkan keluar minyak panas perlu dipertimbangkan
26
http://digilib.mercubuana.ac.id/
walau lebih mahal dari pada degasifikasi, karena mengeluarkan juga
minyak pada inti besi dan rakitan belitan.
Pada penggantian minyak sebaiknya dilakukan pada kondisi
vakum, jika tangki tidak tahan vakum minyak harus didegasifikasi dan
disirkulasi melalui degasifier 3 kali dari volume tangki untuk membantu
menghilangkan lembab pada insulasi transformator. Kerusakan disebabkan
level uap air yang masuk ke dalam tangki humiditas yang rendah.
27
http://digilib.mercubuana.ac.id/