4. JODI UDAH ACC 1 MML

Praktikum Mesin-Mesin Listrik
PRAKTIKUM II
TRANSFORMATOR HUBUNGAN SINGKAT
1.
2.
3.
TUJUAN

Menentukan konstanta hubung singkat : R1dan X1

Menggambarkan rangkaian ekivalen
ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN

Power Supply 189

Transformator Tainer TT 179

Transformator Dissectable TT179

Kabel Penghubung
TEORI DASAR
Dengan pengukuran tegangan Vhs, arus Ihs, dan daya Phs, akan dapat dihitung
parameter :
Rek 
Z ek 
Phs
I hs 2
Vhs
 Rek  jX ek
I hs
X ek  Z ek2  Rek2
Rangkaian pengujian transformator hubung singkat yang disederhanakan
seperti diperlihatkan pada gambar berikut :
A
W
V
A
Short Circuit Test
Gambar 3.1. Rangkaian Pengujian Transformator Hubung Singkat
Yang Disederhanakan
Gambar 3.3.1 Rangkaian Pengujian Transformator Hubung Singkat
yang Disederhanakan
II-1 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Pengertian dari hubung singkat merupakan impedansi beban ZL diperkecil
menjadi nol, sehingga hanya impedansi Zek = Rek + jXekyang membatasi arus.
Karena harga Rek dan Xek ini relatif kecil, harus dijaga agar tegangan yang masuk
(Vhs) cukup kecil sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal.
Harga I0 akan relatif kecil bila dibandingkan dengan arus nominal, sehingga pada
pengukuran ini dapat diabaikan.
rangkaian ekivalen dari percobaan hubung singkat diperlihatkan seperti pada
gambar 2 berikut ini, dengan mengabaikan rugi-rugi intinya.
2
2
 T1 
 T1 
  R2   X 2
 T2 
 T2 
2
T 
R1’ = R1 +  1  R2
 T2 
2
T 
X1’ = X1 +  1  X 2
 T2 
Rangkaian ekivalen dapat digunakan untuk percobaan yang dianggap
ideal.Suatu trafo ideal tidak terdapat adanya rugi-rugi (losses) yaitu pada
belitannya tidak mempunyai tahanan ohmic sehingga tidak terdapat magnetik
bocor dan tidak ada I2.R serta rugi-rugi inti trafo ideal ini secara praktis tidak
memungkinkan dapat di realisasikan.
T1
T2
T1
T2
Gambar 2. Rangkaian Ekivalen Percobaan Hubung Singkat
Gambar 3.3.2.
Rangkaian Ekivalen Percobaan Hubung Singkat
II-2 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Dengan R1 adalah elemen ressistansi total dengan membawa elemen
rangkaian sekundernya ke primer. Dan X1 adalah elemen reaktansi total dengan
membawa elemen reaktansi sekunder ke primer.
R1 dan X1diperoleh dengan cara sebagai berikut :
P1 = I12 R1
Maka
R1 =
P1
I1
… (1)
Impedansi total :
Z1 =
V1

I1
R1 2   X 1 2
… (2)
Sehinga :
X1 =
Z1 2  R1 2
… (3)
Pengukuran Hubung Singkat
Hubung singkat berarti impedansi beban ZL diperkecil menjadi nol sehingga
hanya impedansi Zek = Rek + jXek yang membatasi arus. Karena harga Rek dan Xek
ini relatif kecil, harus dijaga agar tegangan masuk (Vh.s) cukup kecil sehingga arus
yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal.
Hingga Io akan relative kecil bila dibandingkan dengan arus nominal,
sehingga pada pengukuran ini dapat diabaikan.
Pada pengukuran ini, yang dihubung singkat adalah kumparan yang
mempunyai tegangan rendah ( perhatikan gambar 3.1.3)
P
X ek
Rek
W
I sc
V
Gambar 3.3
Gambar 3.3.3
II-3 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
A
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Hasil pengukuran ini diperoleh :
Req1 
Z ek1 
Z eq1 
Wsc
I1sc 2
Vsc
 sc
I1sc
R   X 
2
2
eq1
eq1
Wsc  Vsc  I1sc  Cos sc
Dimana :
Req1
= hambatan ekivalen patokan primer
Xeq1
= reaktansi ekivalen patokan primer
Zeq1
= impedansi ekivalen patokan primer
Vsc
= jatuh tegangan pada kumparan primer dan sekunder
Wsc = power cooper loos kumparan primer dan sekunder
Power cooper loos kumparan primer dan sekunder berturut – turut adalah :
(Pcu)1 = (I1)sc2R1
(Pcu)2 = (I2)sc2R2
Dengandemikian power cooper loos total adalah :
Wsc
= Pcu = (Pcu)1 + (Pcu)2
= (I1)sc2 . R1 + (aI1sc)2 . R2
= (I1)sc2 . (R1 + a2 . R2)
Wsc
= Pcu = (I1)sc2 . (Req)1
(I1)sc2
=
Wsc
Req1
Oleh karena (I2)sc = a (I1)sc, maka Wsc dapat juga ditulis :
Wsc = Pcu = I2sc2 (Req)2
Dengan tegangan primer tetap dan tegangan sekunder berubah – ubah,
persentase regulasi dapat juga dihitung :
% Regulasi = % Isc . Req1 . Cos θ ± % Isc .Xeq1 .Sin θ +
%.I
. X eq1 .Cos  %I sc .Req1 .Sin 
2
sc
200
II-4 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Dimana :
Tanda (+) untuk power factor lagging
Tanda (–) untuk power factor laeding
% Isc2.Req1 =
% Isc.Zeq1 =
% Isc.Xeq1 =
Wsc
 100
KVA Rated
Vsc
V primer rated
%.I
 100
.Z eq1   %.I sc .Req1   100
2
sc
2
Hal – hal yang perludiperhatikanpadapengukuranhubungsingkatadalah:
a. Tegangan yang diberikanpadakumparan primer (tegangantinggi) diambil  5%
daritegangannominalnya.
b. Arus hubung singkat sama dengan arus beban penuh kumparan primer dan
sekunder.
c. Power cooper loos akanterbaca 3% dari cooper loos trafo.
Catatan : total cooper loos = (I1)bp2 . Req1 = (I2)bp2 . Req2
Transformator atau trafo adalah bagian dari peralatan static (stasioner)
dengan menggunakan daya listrik pada suatu rangkaian yang di transformasikan
ke daya listrik pada rangkaian lain dengan frekuensi yang sama prinsip kerjanya
berdasarkan induksi bersama antara dua rangkaian yang dihubungkan secara fluksi
magnetik.
Transformator
pada
prinsip
induksi
elektrimagnetik,
mentransformasikan tegangan dan arus bolak-balik (AC) antara dua belitan atau
lebih pada frekuensi yang sama besar .
Pada trafo terdiri dari lilitan induktif yang terpisah secara listrik tetapi
terhubung secara magnetik melalui lintasan magnetik pada induktansi rendah.
Dimana pada masing-masing lilitan mempunyai induktansi bersama yang tinggi
(M).Koefisien induktansi bersama antara dua lilitan didefisinikan sebagai weberlilitan pada satu lilitan disebabkanoleh arus sutu amper pada lilitan lainnya.
Elemen utama suatu trafo terdiri dari dua lilitan (belitan) yaitu lilitan sisi
primer sebagai input trafo dan lilitan sisi sekunder sabagai output trafo. Dimana
masing-masing sisi lilitan mempunyai induktansi bersama dan inti yang terdiri
II-5 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
dari lapisan-lapisan lempengan baja pada masing-masing sisi isolasi terhadap satu
sama lainnya.
Pada semua tipe trafo, inti terbuat dari lapisan-lapisan lempeng baja guna
mendapatkan kontinuitas lintasan magnetik dengan celah udara yang minimum.
Baja yang digunakan dengan kadungan silikon tinggi untuk mendapatkan
permeabilitas tinggi dan rugi-rugi (susut) yang rendah
Susut arus eddy dapat di minimisasi dngan cara membuat lapisan-lapisan
lempeng baja pada inti. Tebal lempengan lapisan baja pada inti bervariasi dari
0,35 mm untuk frekuensi 50 Hz hingga 0,50 mm untuk frekuensi 25 Hz.
Dua belitan dikatakan mempunyai induktansi bersama 1 Henry, jika arus
satu amper mengalir pada satu lilitan menghasilkan fluksi lingkupsebesar 1 wbrlilit pada lilitan lainnya.
Bila suatu lilitan dihubungkan ke sumber tegangan bolak-balik maka fluksi
magnetik timbul pada lapisan-lapisan inti yang melingkupi lilitan laiannya fluksi
ini akan menghasilkan ε.m.f induksi secara bersama-sama, sesuai dengan hukum
induksi elektromagnetik faraday.
Bila diantara kumparan primer diberi sumber tegangan bolak-balik akan
timbul fluks bolak-balik dan menghasilkan tegangan induksi primer yang
amplitudonya bergantung pada tegangan primer dan jumlah lilitannya.
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan
mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik kerangkaian listrik
yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
electromagnetik. Transformator terdiri dari dua gulungan kawat yang terpisah satu
sama lain, yang dibelitkan pada inti yang sama.
Daya listrik dipisahkan dari kumparan primer ke kumparan sekunder
dengan perantara garis gaya magnet ( flux magnet ) yang dibangkitkan oleh aliran
listrik yang mengalir melalui kumparan sekunder.
Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada kumparan sekunder,
flux magnet yang dibangkitkan oleh kumparan primer harus berubah – ubah.
Maka untuk memenuhi hal ini, aliran listrik yang mengalir melalui kumparan
primer haruslah aliran listrik bolak – balik.
II-6 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Saat kumparan primer dihubungkan ke sumber listrik AC, pada kumparan
primer akan timbul gaya gerak magnet bersama yang juga bolak – balik. Adanya
flux magnet bersama ini, pada ujung-ujung kumparan sekunder timbul gaya gerak
listrik induksi sekunder yang mungkin sama, lebih tinggi, atau lebih rendah dari
gaya gerak listrik primer. Hal ini tergantung pada perbandingan transformasi
kumparan transformator tersebut.
II-7 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
TRANSFORMATOR HUBUNGAN SINGKAT
Arus Hubung Singkat (Short Circuit)[1] : SITASINYA SALAH !
Arus hubung Singkat adalah Arus lebih yang dihasilkan oleh gangguan dengan
mengabaikan impedansi antara titik-titik pada potensial yang berbeda dalam kondisi
layanan normal. PUIL 2000 ( 1.9 ) mendefinisikan Arus Hubung Pendek adalah Arus
lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedans yang sangat kecil mendekati nol
antara dua penghantar aktif yang dalam kondisi operasi normal berbeda potensialnya
(short circuit current). MIRIP PUNYA RAAFI!
Akibat Arus Hubung Singkat (Short Circuit)
1. Pada lokasi gangguan, adanya busur api listrik yang dapat menyebabkan :
 Kerusakan Isolasi
 Melelehnya Penghantar
 Api dan Bahaya Kebakaran
2. Pada sirkuit yang tergantung :
 Gaya Elektrodinamik
 Suhu yang berlebihan akan terus meningkat, akibar rugi dalam joule
semakin besar pula, sehingga menyebabkan rusaknya isolasi.
3. Disirkuit jaringan lain atau yang berdekatan dengan jaringan :
 Tegangan menurun selama waktu gangguan yang bervariasi dari beberapa
milidetik s/d beberap ratus milidetik.
 Mematikan sebagian jaringan.
 Ketidak stabilan dinamis dan/atau rugi sinkronisasi mekanis.
 Gangguan kendali / kontrol sirkuit.
II-8 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Gangguan Hubung Singkat
Hubung singkat adalah terjadinya hubungan penghantar bertegangan atau
penghantar tidak bertegangan secara langsung melalui media (resistor/beban) yang
semestinya sehingga terjadi aliran arus yang tidak normal (sangat besar). Hubung
singkat merupakan jenis gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik,
terutama pada saluran 3 fasa. Arus hubung singkat yang begitu besar sangat
membahayakan peralatan, sehingga untuk mengamankan peralatan dari kerusakan
akibat arus hubung singkat maka hubungan kelistrikan pada bagian yang terganggu
perlu diputuskan dengan peralatan pemutus tenaga atau Circuit Breaker (CB)[2].
Bila gangguan hubung singkat dibiarkan berlangsung dengan lama pada suatu
sistem daya, banyak pengaruhpengaruh yang tidak diinginkan yang dapat terjadi :[3]

Berkurangnya batas-batas kestabilan untuk sistem daya.

Rusaknya perlengkapan yang berada dekat dengan gangguan yang
disebabkan oleh arus tak seimbang, atau tegangan rendah yang ditimbulkan
oleh hubung singkat.

Ledakan-ledakan yang mungkin terjadi pada peralatan yang mengandung
minyak isolasi sewaktu terjadinya suatu hubung singkat, dan yang mungkin
menimbulkan kebakaran sehingga dapat membahayakan orang yang
menanganinya dan merusak peralatan – peralatan yang lain.

Ledakan-ledakan yang mungkin terjadi pada peralatan yang mengandung
minyak isolasi sewaktu terjadinya suatu hubung singkat, dan yang mungkin
menimbulkan kebakaran sehingga dapat membahayakan orang yang
menanganinya dan merusak peralatan – peralatan yang lain.

kejadian ini dikenal sebagai “cascading”.
Tes Arus Hubung Singkat dan hubung singkat Pendek pada Transformer[4]
Uji hubung singkat dan hubung singkat dilakukan untuk menentukan
parameter transformator seperti
efisiensinya,
pengaturan
tegangan,
konstanta
rangkaian, dll. Pengujian ini dilakukan tanpa beban aktual dan karena alasan ini
II-9 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
diperlukan daya yang sangat kecil untuk pengujian. Uji hubung terbuka dan hubung
singkat memberikan hasil yang sangat akurat dibandingkan dengan uji beban penuh.
Tes Sirkuit Terbuka
Tujuan dari uji rangkaian terbuka adalah untuk menentukan arus tanpa-beban
dan kehilangan transformator karena parameter tanpa-bebannya ditentukan. Tes ini
dilakukan pada belitan utama transformator. Wattmeter, Arus, dan tegangan
terhubung ke belitan utama mereka. Tegangan nominal nominal dipasok ke belitan
primernya dengan bantuan sumber ac.
Gambar 2.3.1 Diagram Hubung Singkat Sirkuit Terbuka
Gulungan sekunder transformator tetap terbuka dan voltmeter terhubung ke
terminal mereka. Voltmeter ini mengukur tegangan induksi sekunder. Sebagai
sekunder dari transformator terbuka arus arus tanpa beban melalui belitan primer.
Nilai arus tanpa-beban sangat kecil dibandingkan dengan arus terukur penuh.
Kehilangan tembaga hanya terjadi pada belitan primer transformator karena belitan
sekunder terbuka. Pembacaan wattmeter hanya mewakili kerugian inti dan besi.
Kehilangan inti transformator adalah sama untuk semua jenis beban.
Gambar 2.3.2 Diagram fasor transformator tanpa beban
II-10 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Tes Sirkuit Pendek
Tes hubung singkat dilakukan untuk menentukan parameter yang disebutkan di
bawah transformator.

Ini menentukan kehilangan tembaga terjadi pada beban penuh. Kehilangan
tembaga digunakan untuk menemukan efisiensi transformator.

Resistansi yang setara, impedansi, dan reaktansi kebocoran diketahui oleh tes
hubung singkat.
Tes hubung singkat dilakukan pada belitan transformator sekunder atau
tegangan tinggi. Alat ukur seperti wattmeter, voltmeter dan ammeter dihubungkan ke
belitan tegangan tinggi dari transformator. Gulungan utama mereka dihubung pendek
oleh bantuan strip tebal atau ammeter yang terhubung ke terminal mereka.
Sumber tegangan rendah dihubungkan di belitan sekunder karena arus beban
penuh mengalir baik dari belitan sekunder maupun belitan primer transformator.
Arus beban penuh diukur oleh ammeter yang terhubung pada belitan sekundernya.
Gambar 2.3.3 Diagram Hubung Singkat Sirkuit Terbuka
Sumber tegangan rendah diterapkan pada belitan sekunder yang kira-kira
5 sampai 10% dari tegangan pengenal normal. Fluks diatur pada inti trafo.
Besarnya fluks kecil dibandingkan dengan fluks normal. Hilangnya besi
transformator tergantung pada fluks. Ini kurang terjadi pada uji hubung singkat
karena nilai fluks yang rendah. Pembacaan wattmeter hanya menentukan
hilangnya tembaga terjadi pada belitan mereka. Voltmeter mengukur tegangan
II-11 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
yang diterapkan pada belitan tegangan tinggi. Arus sekunder menginduksi dalam
trafo karena tegangan yang diberikan.
Gambar 2.3.4 Diagram fasor dari tes hubung singkat transformator
Gangguan hubung singkat adalah gangguan yang terjadi karena adanya
kesalahan antara bagian-bagian yang bertegangan diakibatkan dari timbulnya arus
yang jauh lebih besar dari pada arus normal. Gangguan hubung singkat yang
mungkin terjadi di dalam jaringan sistem kelistrikan adalah gangguan arus hubung
singkat satu phasa ke tanah. Untuk mendapatkan nilai arus hubung singkat satu phasa
ke tanah maka diperlukan nilai dari perhitungan menggunakan persamaan umum :[5]
Menghitung Daya Hubung Singkat Trafo
Perhitungan daya hubung singkat trafo menggunakan persamaan (1) sebagai berikut :
MV𝐴ℎ𝑠 = √3𝑥 k𝑉𝐿𝐿 𝑥 𝐼ℎ𝑠 ................................................. (1)
Keterangan :
MV𝐴ℎ𝑠 adalah daya hubung singkat trafo
k𝑉𝐿𝐿 adalah tegangan dasar
𝐼ℎ𝑠
adalah arus hubung singkat trafo
II-12 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Menghitung Impedansi Dasar Trafo
Perhitungan Impedansi Dasar Trafo menggunakan Persamaan (2) sebagai berikut :
𝑍𝑑 =
2
𝑘𝑉𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟
𝑀𝑉𝐴𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟
......................................................... (2)
Keterangan :
𝑍𝑑
adalah impedansi dasar trafo
2
𝑘𝑉𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 adalah tegangan sisi sekunder
𝑀𝑉𝐴𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 adalah kapasitas daya trafo
Menghitung Impedansi Trafo
Menghitung impedansi trafo menggunakan Persamaan (3) sebagai berikut :\
𝑍𝑡 = 12 % 𝑥 𝑍𝑑 ............................................................ (3)
Keterangan :
𝑍𝑡 adalah impedansi trafo
𝑍𝑑 adalah impedansi dasar trafo
II-13 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
4. PROSEDUR PERCOBAAN
1.
Susun rangkaian seperti gambar.
2.
Hidupkan switch PS 189.
3.
Naikkan tegangan pasok PS 189 secara perlahan-lahan sampai tegangan
yang ditentukan.
4.
Baca arus sisi primer, tegangan dan arus sisi sekunder. Catat hasilnya.
Gambar 3.4 Rangkaian Percobaan Transformator Hubungan Singkat.
II-14 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
5. DATA HASIL PERCOBAAN
Hub.
Primer
Hub.
V1
I1
V2
I2
Sekunder (V) (A) (V) (A)
Rasio
Rasio
Resistor
Reaktansi
Arus
Tegan
(R1)
(X1)
gan
Ω
Ω
AB
DE
2,5
2,5
0
2,2
0,88
~
0,85
j0,5267
AB
FG
2,5
2,7
0
2,3
0,8518
~
0,7870
j0,4877
AB
DG
2,5
4,1
0
1,8
0,4390
~
0,5182
j0,3212
BC
DE
2,5
4,5
0
2
0,4444
~
0,4722
j0,2925
BC
FG
2,5
2,9
0
2,6
0,8965
~
0,7327
j0,4540
BC
DG
2,5
2,9
0
2,6
0,8965
~
0,7327
j0,4540
AC
DE
2,5
1,3
0
1,1
0,8461
~
1,6346
j1,0129
AC
FG
2,5
0,7
0
1,2
1,7142
~
3,0357
j1,8813
AC
DG
2,5
0,7
0
1,2
1,7142
~
3,0357
j1,8813
II-15 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
6. PENGOLAHAN DATA
1.
Untuk Transformator Hubung Primer AB V1 = 2,5 V ; I1 = 2,5 A dengan
Hubung Sekunder DG I2 = 2,2 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
2
I
0
= ~
2,2
Rasio Arus = I2 = 2,5 = 0,88
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 2,5 𝑥 0,85 = 5,3125 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 2,5 = 6,25 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 2,5 𝑥 Sin(31,788) = 6,25𝑥 0,5267 =
3,2918 VAR
P1
Resistor (R1) =
=
I21
V1
Impedansi (Z) =
I1
5,3125
2,52
= 0,85 Ω
2,5
= 2,5 = 1Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √12 − 0,852 = √0,2775 = 𝑗 0,5267 Ω
2.
Untuk Transformator Hubung Primer AB V1 = 2,5 V ; I1 = 2,7 A dengan
Hubung Sekunder DE I2 = 2,3 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
2
I
0
= ~
2,3
Rasio Arus = I2 = 2,7 = 0,8518
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 2,7 𝑥 0,85 = 5,7375 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 2,7 = 6,75 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 2,7 𝑥 0,5267 = 3,5552 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
5,7375
2,72
= 0,7870 Ω
2,5
= 2,7 = 0,9259 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √0,9259 2 − 0,852 = 𝑗 0,4877 Ω
II-16 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
3.
Untuk Transformator Hubung Primer AB V1 = 2,5 V ; I1 = 4,1 A dengan
Hubung Sekunder FG I2 = 1,8 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
0
2
I
= ~
1,8
Rasio Arus = I2 = 4,1 = 0,4390
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 4,1 𝑥 0,85 = 8,7125 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 4,1 = 10,25 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 4,1 𝑥 0,5267 = 5,398 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
8,7125
4,12
= 0,5182 Ω
2,5
= 4,1 = 0,6097 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √0,6097
4.
2
− 0,852 = 𝑗 0,3212 Ω
Untuk Transformator Hubung Primer AB V1 = 2,5 V ; I1 = 4,5 A dengan
Hubung Sekunder DG I2 = 2 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
2
I
0
= ~
2
Rasio Arus = I2 = 4,5 = 0,4444
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 4,5 𝑥 0,85 = 9,5625 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 4,5 = 11,25 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 4,5 𝑥 0,5267 = 5,9253 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
9,5625
4,52
= 0,4722 Ω
2,5
= 4,5 = 0,5555 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √0,55552 − 0,852 = 𝑗 0,2925 Ω
II-17 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
5.
Untuk Transformator Hubung Primer BC V1 = 2,5 V ; I1 = 2,9 A dengan
Hubung Sekunder DE I2 = 2,6 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
0
2
I
= ~
2,6
Rasio Arus = I2 = 2,9 = 0,8965
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 2,9 𝑥 0,85 = 6,1624 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 2,9 = 7,25 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 2,9𝑥 0,5267 = 3,8185 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
6,1624
2,92
= 0,7327 Ω
2,5
= 2,9 = 0,8620 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √0,86202 − 0,852 = 𝑗 0,4540 Ω
6.
Untuk Transformator Hubung Primer BC V1 = 2,5 V ; I1 = 2,9 A dengan
Hubung Sekunder DE I2 = 2,6 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
2
I
0
= ~
2,6
Rasio Arus = I2 = 2,9 = 0,8965
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 2,9 𝑥 0,85 = 6,1624 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 2,9 = 7,25 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 2,9𝑥 0,5267 = 3,8185 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
6,1624
2,92
= 0,7327 Ω
2,5
= 2,9 = 0,8620 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √0,86202 − 0,852 = 𝑗 0,4540 Ω
II-18 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
7.
Untuk Transformator Hubung Primer AC V1 = 2,5 V ; I1 = 1,3 A dengan
Hubung Sekunder DG I2 = 1,1 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
0
2
I
= ~
1,1
Rasio Arus = I2 = 1,3 = 0,8461
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 1,3 𝑥 0,85 = 2,7625 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 1,3 = 3,25 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 1,3𝑥 0,5267 = 1,7117 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
2,7625
1,32
= 1,6346 Ω
2,5
= 1,3 = 1,9230 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √1,92302 − 0,852 = 𝑗 1,0129 Ω
8.
Untuk Transformator Hubung Primer AC V1 = 2,5 V ; I1 = 0,7 A dengan
Hubung Sekunder DG I2 = 1,2 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
2
I
0
= ~
1,2
Rasio Arus = I2 = 0,7 = 1,4142
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 0,7 𝑥 0,85 = 1,4875 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 0,7 = 1,75 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 0,7 𝑥 0,5267 = 0,9217 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
1,4875
0,72
= 3,0357 Ω
2,5
= 0,7 = 3,5714 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √3,57142 − 0,852 = 𝑗 1,8813Ω
II-19 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
9.
Untuk Transformator Hubung Primer AC V1 = 2,5 V ; I1 = 0,7 A dengan
Hubung Sekunder DG I2 = 1,2 A ; Cos 𝜃 = 0,85.
Cos 𝜃 = 0,85
V
Rasio Tegangan = V1 =
2,5
2
I
0
= ~
1,2
Rasio Arus = I2 = 0,7 = 1,4142
1
Daya Aktif = V. I. Cos 𝜃 = 2,5 𝑥 0,7 𝑥 0,85 = 1,4875 watt
Daya Semu = V. I = 2,5 𝑥 0,7 = 1,75 VA
Daya Reaktif = V. I. Sin 𝜃 = 2,5 𝑥 0,7 𝑥 0,5267 = 0,9217 VAR
Resistor (R1) =
P1
I21
Impedansi (Z) =
=
V1
I1
1,4875
0,72
= 3,0357 Ω
2,5
= 0,7 = 3,5714 Ω
Reaktansi (X1) = √𝑍12 − 𝑅12 = √3,57142 − 0,852 = 𝑗 1,8813Ω
II-20 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
7. TANYA DAN JAWAB
1. Komponen X yang ada di rangkain ekivalen menggunakan XL atau XC,
besertakan alasannya ?
2. Bagaimana cara kerja transformator ?
3. Gambarkan rangkain ekivalen transfotmator ?
4. Review materi praktikum Transformator Hubung Singkat ?
JAWAB :
1. Komponen X yang ada di rangkain ekivalen menggunakan XL atau XC,
besertakan alasannya ?
Menggunakan komponen XL dikarenakan Ketika Induktor dialiri oleh arus
listrik bolak-balik (arus AC) maka akan timbul gaya gerak listrik atau GGL yang
berlawanan karena adanya perubahaan arah medan magnet (fluks). Perlawanan
gaya gerak listrik atau GGL inilah yang menghambat aliran arus listrik. Jadi
pada dasarnya, timbulnya hambatan pada Induktor ini dikarenakan adanya
perubahan medan listrik dan medan magnet pada induktor ketika dialiri arus
listrik secara bolak-balik.
Hambatan terhadap arus listrik yang mengalir melalui Induktor dalam
rangkaian AC ditentukan oleh Resistansi AC atau lebih dikenal dengan istilah
Impedansi (Z). Namun, Istilah “Resistansi” sering dikaitkan dengan rangkaian
DC. Jadi, untuk membedakan antara resistansi DC dan resistansi AC maka
digunakanlah istilah “Reaktansi (Reactance)”. Dengan kata lain, hambatan atau
tahanan listrik Induktor pada saat digunakan dalam rangkaian AC disebut
dengan Reaktansi Induktif. Sama seperti Resistansi, nilai Reaktansi juga diukur
dalam satuan Ohm namun simbol yang digunakan adalah huruf “X” (huruf X
besar). Sedangkan untuk Reaktansi pada Induktor ini dilambangkan dengan
simbol “XL”.
II-21 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
2. Bagaimana cara kerja transformator ?
Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu
alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.
Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan
Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari
110VAC ke 220 VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan
prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang
berarus bolak balik (AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang
sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik.
Sebuah Transformator yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan
atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan
sekunder. Pada kebanyakan Transformator, kumparan kawat terisolasi ini
dililitkan pada sebuah besi yang dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika
kumparan primer dialiri arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan
magnet atau fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas
Fluks Magnet) tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang dialirinya.
Semakin besar arus listriknya semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi
medan magnet yang terjadi di sekitar kumparan pertama (primer) akan
menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder)
dan akan terjadi pelimpahan daya dari kumparan primer ke kumparan
sekunder. Dengan demikian, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik baik
dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan
tinggi menjadi tegangan yang rendah.
3. Gambarkan rangkain ekivalen transfotmator ?
II-22 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
Gambar di atas menunjukkan rangkaian ekivalen dari sebuah
transformator di mana kita dapat membayangkan bahwa tahanan dan reaktansi
dari belitan primer dan sekunder adalah eksternal (ditunjukkan secara terpisah)
terhadap belitan.
4. Review materi praktikum Transformator Hubung Singkat ?
Pada praktikum ini, kami mempelajari mengenai mengenai pengertian
trafo, prinsip kerja trafo dan juga mengenai hubung singkat. Trafo itu sendiri
merupakan suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah suatu
energi listrik dari satu atau lebih rangkain listrik ke ragkain listrik lainnya
melalui suatu gandengan magnet berdasarkan prinsip induksi elektro magnet.
Sedangkan, prinsip kerja dari trafo itu sendiri ialah Sebuah Transformator yang
sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan atau kumparan kawat yang
terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Pada kebanyakan
Transformator, kumparan kawat terisolasi ini dililitkan pada sebuah besi yang
dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika kumparan primer dialiri arus AC
(bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau fluks magnetik
disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet) tersebut
dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang dialirinya. Semakin besar arus
listriknya semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang
terjadi di sekitar kumparan pertama (primer) akan menginduksi GGL (Gaya
Gerak Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder) dan akan terjadi pelimpahan
daya dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Dengan demikian,
terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik baik dari tegangan rendah menjadi
II-23 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang
rendah.
Hubung singkat merupakan gangguan yang terjadi pada sistem
kelistrikan dimana ada 2 penghantar yanf memiliki beda tegangan terhubung
dengan kondisi hambatan listrik yang rendah sehingga timbul arus listrik yang
besar.
Pada praktikum ini juga ditunjukan melalui sebuah video cara merangkai
pada modul Transformator Tainer TT179 dan Transformator Disectable TT179
yang terhubung dengan power supply 189, yang setelah itu akan mendapatkan
hasil arus primer (I1), tegangan primer (V1), arus sekunder (I2) dan tegangan
sekunder (V2). Dari hasil nilai yang didapat akan mencari nilai konstanta
hubung singkat R1 dan X1.
II-24 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
8. ANALISA HASIL PERCOBAAN
Pada kali ini kami melakukan praktikum dengan judul Transformator Hubung
Singkat. Dimana pada praktikum ini bertujuan untuk mencari suatu nilai konstanta
hubung singkat yaitu nilai R1 dan X1, nilai tersebut didapatkan melalui uji coba
menggunakan Transformator Tainer TT179 dan Transformator Disectable TT179
yang berupa suatu modul yang mana dapat dirangkain menggunakan kabel
penghubung, dan juga akan dihubungkan ke Power Supply 189. Rangkain tersebut
disesuaikan dengan rangkain yang terdapat pada modul panduan praktikum
Transformator Hubung Singkat. Setelah dirangkain dilakukannya uji percobaan,
dimana power supply 189 yang dalam kondisi hidup diputar secara perlahan,
sehingga akan mendapatkan hasil tegangan dan arus pada sisi primer maupun
tegangan dan arus pada sisi sekunder. Namun, hasil yang didapatkan untuk tegangan
sekunder (V2) yaitu bernilai 0, dikarenakan adanya hubung singkat yang dilakukan
baik dari sisi primer maupun sisi sekunder. Pada uji pertama, pada saat hubung
singkat antara titik AB sisi primer dengan titik DE pada sisi sekunder didapatkan
nilai tegangan primer (V1) sebesar 2,5 V dan arus primer (I1) sebesar 2,5 A
sedangkan arus sekunder (I2) sebesar 2,2 A, sehingga didapatkan tegangan rasio
sebesar ~ dan rasio arus 0,88, dengan nilai konstanta hubung singkat R1 dan X1
melalui rumusan pada pengolahan data sebesar 0,85 Ω dan j 0,5267 Ω. Pada
percobaaan kedua, pada saat hubung singkat antara titik AB sisi primer dengan titik
FG pada sisi sekunder didapatkan nilai tegangan primer (V1) sebesar 2,5 V dan arus
primer (I1) sebesar 2,7 A sedangkan arus sekunder (I2) sebesar 2,3 A, sehingga
didapatkan tegangan rasio sebesar ~ dan rasio arus 0,8518, dengan nilai konstanta
hubung singkat R1 dan X1 sebesar 0,7870 Ω dan j 0,4877 Ω. Pada percobaan ke tiga,
pada saat hubung singkat antara titik AB sisi primer dengan titik DG pada sisi
sekunder didapatkan nilai tegangan primer (V1) sebesar 2,5 V dan arus primer (I1)
sebesar 4,1 A sedangkan arus sekunder (I2) sebesar 1,8 A, sehingga didapatkan
tegangan rasio sebesar ~ dan rasio arus 0,4390, dengan nilai konstanta hubung
singkat R1 dan X1 sebesar 0,5182Ω dan j 0,3212Ω. Pada percobaan keempat, pada
saat hubung singkat antara titik BC sisi primer dengan titik DE pada sisi sekunder
II-25 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
didapatkan nilai tegangan primer (V1) sebesar 2,5 V dan arus primer (I1) sebesar 4,5
A sedangkan arus sekunder (I2) sebesar 2 A, sehingga didapatkan tegangan rasio
sebesar ~ dan rasio arus 0,4444, dengan nilai konstanta hubung singkat R1 dan X1
sebesar 0,4722 Ω dan j0,2925 Ω. Pada percobaan ke lima, pada saat hubung singkat
antara titik BC sisi primer dengan titik FG pada sisi sekunder didapatkan nilai
tegangan primer (V1) sebesar 2,5 V dan arus primer (I1) sebesar 2,9 A sedangkan
arus sekunder (I2) sebesar 2,6 A, sehingga didapatkan tegangan rasio sebesar ~ dan
rasio arus 0,8965, dengan nilai konstanta hubung singkat R1 dan X1 sebesar 0,7327 Ω
dan j0,4540 Ω. Untuk percobaan keenam memiliki nilai yang sama dengan
percobaan kelima. Dan diteruskan percobaan ke tujuh sampai dengan ke sembilan,
dimana hasil yang didapatkan untuk nilai arus primer (I1) semakin kecil dengan nilai
tegangan primer (V1) sama yaitu 2,5 V dan rasio arus serta nilai konstanta hubung
singkat R1 dan X1 semakin besar. Dari data tersebut dapat kita ketahui, saat
terjadinya hubung singkat pada sisi primer maupun pada sisi sekunder, ketika nilai
pada arus primer (I1) semakin kecil yang didapatkan dibandingkan dengan nilai arus
sekunder (I2) maka rasio arus akan semakin besar dan juga menyebabkan nilai
konstanta hubung singkat R1 dan X1 akan semakin besar pula. Sehingga dapat
dikatakan bahwa nilai pada arus primer (I1) menentukan besar kecilnya nilai
konstanta hubung singkat R1 dan X1. : GA USAH DI TULIS SEMUANYA DATA
TERSEBUT, CUKUP INTINYA AJA, POINT PENTING NYA AJA!
II-26 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
9. KESIMPULAN
1. Semakin kecilnya nilai arus primer (I1) maka nilai konstanta hubung singkat R1
dan X1 akan semakin besar. :
2. Semakin kecilnya nilai arus primer (I1) dibandingkan dengan arus sekunder (I2)
maka
rasio
arus
DIGABUNGKAN
yang
didapatkan
KE
POINT
akan
SATU,
semakin
LIAT
PRAKTIKUM, BIAR BISA AMBIL KESIMPULAN!
II-27 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
besar.
LAGI
:
BISA
TUJUAN
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
DAFTAR PUSTAKA
Tim Asisten Laboratorium Mesin-Mesin Listrik. 2020. Petunjuk Praktikum
Mesin-mesin Listrik. Indralaya : Universitas Sriwijaya.
[1]
Anonim.
2011.
Arus
Hubung
Singkat
(Short
Circuit).
(Online).
http://www.habetec.com/news/24/Arus-Hubung-Singkat-Short-Circuit.
(Diakses di Sekayu pada Tanggal 29 September 2020).
[2]
Nita, Nurdiana. 2016. Analisa Gangguan Arus Hubung Singkat Pada Penyulang
Nakula Gardu Induk Talang Kelapa. (Online). https://jurnal.univpgripalembang.ac.id/index.php/ampere/article/download/475/370. (Diakses di
Sekayu pada Tanggal 29 September 2020).
[3]
W. D. Stevenson, Jr. 1996. Analisis Sistem Tenaga Listrik. Jakarta: Erlangga.
[4]
Ajif. 2017. Tes Arus Hubung Singkat dan hubung singkat Pendek pada
Transformer.
(Online).
https://www.edukasikini.com/2020/02/tes-arus-
hubung-singkat-dan-hubung.html. (Diakses di Sekayu pada Tanggal 29
September 2020).
[5]
T. Hutauruk. 1991. Pengetanahan Netral Sistem tenaga & Pengetanahan
Peralatan. Jakarta: Erlangga.
TAMBAHKAN JURNAL ATAU BUKU, DAN CARI WEB YANG JELAS
KEBENARAN NYA SOAL NYA KALO ANONIM ITU KITA GAK TAU
SIAPA YANG NULIS DEK YO.
REVISI :
1. WATERMARK NYA SALAH SILHKAN GANTI DENGAN WATERMARK YANG BARU
2. DAPUS
3. ANALISA SILAHKAN DITAMBAHKAN
4. KESIMPULAN SILAHKAN DIPERBAIKI
II-28 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik
Praktikum Mesin-Mesin Listrik
5. TUJUAN DIPERBAIKI
6. CARA PENGUTIPAN DIPERBAIKI CONTOH YANG UDAH BENER YANG KAKAK LIST
MERAH, YANG KUNING SALAH.
7. GANTI DASTOR YANG SAMA.
II-29 Laboratorium Mesin-Mesin Listrik