TRANSFORMATOR

Transformator adalah mesin listrik yang dapat mentransformasikan energi listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya melalui gandengan magnet berdasarkan prinsip induksi elektromagnet tanpa mengubah frekuensinya. Pada umumnya transformator terdiri dari sebuah inti,yang terbuat dari besi berlapis,dan dua buah kumparan,yaitu kumparan primer dan kumparan skunder.

Transformator terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi masing-masing:

1.    Inti Besi

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan atau plat-plat tipis dari campuran besi khusus yang berisi sedikit silikon. Laminasi-laminasi saling terisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”, dan dijepit secara kuat agar tidak terjadi getaran-getaran.

2.    Kumparan Trafo

Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat, seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan skunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan atau arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan, bila pada rangkaian skunder diberi beban maka akan mengalir arus pada kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

3.    Minyak Trafo

Sebagian besar trafo daya, kumparankumparan dan intinya direndam dalam minyak trafo, terutama trafo-trafo daya berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas dan sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagi media pendingin dan isolasi. Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

Memiliki kekuatan isolasi yang tinggi.

Penyalur panas yang baik dan memiliki berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam

minyak dapat mengendap dengan cepat.

Memiliki viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi sehingga pendingin menjadi lebih baik.

Memiliki titik nyala yang tingi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan.

Tidak merusak bahan isolasi yang padat.

Memilki sifat kimia yang stabil.

Tidak bereaksi secara kimiawi dengan logam dan bahan isolasi

 

4.    Bushing

Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekali berfungsi sebagai penyekat antara konduktor dengan tangki trafo.

5.    Tangki dan Konservator

Pada umumnya bagia-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator. Konservator senantiasa berisi sebagian minyak, guna menjamin bahwa tangki transformator berisi minyak penuh dan juga membantu menghindari absorpsi kelembaban dari atmosfer oleh minyak tangki.

Transformator menggunakan prinsip hukum induksi Faraday dan hukum Lorentz dalam menyalurkan daya, dimana apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, maka akan mengalir arus dalam kumparan primer menimbulkan perubahan fluks magnetik dalam inti besi.

Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan kemudian Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC 220Volt.

Sebuah Trafo sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Kebanyakan Transformator, kumparan kawat terisolasi ini dililitkan pada sebuah besi yang dinamakan Inti Besi (Core). Ketika kumparan primer dialiri arus AC (bolak-balik) maka akan menyebabkan medan magnet atau fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet) tersebut di pengaruhi pada besarnya arus listrik yang dialirinya. Semakin besar arus listriknya maka semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang terjadi pada kumparan pertama (primer) akan menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder) dan akan terjadi pelimpahan daya pada kumparan primer ke kumparan sekunder.

Maka, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik ini baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang rendah. Sedangkan Inti besi pada Transformator atau Trafo pada umumnya ialah kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-lapis dengan gunanya untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik kumparan dan untuk mengurangi suhu panas yang sering ditimbulkan.

Jenis – jenis transformator dibagi menjadi dua yaitu transformator step up dan step down:

1. Transformator Step Up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primern, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

Ciri-ciri transformator step up yaitu :

• Jumlah lilitan primer lebih sedikit dari pada jumlah lilitan sekunder (Np < Ns).
• Tegangan primer lebih kecil dari pada tegangan sekunder (Vp < Vs).
• Kuat arus primer lebih besar dari pada kuat arus sekunder (Ip > Is)

2. Transformator Step Down

Trafo Step Down ialah Trafo yang berfungsi menurunkan taraf level tegangan AC dari taraf yang tinggi ke rendah. Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer. Trafo step down digunakan untuk mengubah tegangan grid yang tinggi menjadi yang lebih rendah dimana dapat digunakan untuk peralatan rumah tangga. Contohnya, untuk menurunkan taraf tegangan listrik dari PLN (220V) menjadi taraf tegangan yang dapat disesuaikan dengan peralatan elektronik dirumah. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

 

Ciri-ciri transformator step down yaitu:

• Jumlah lilitan primer lebih banyak dari pada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns)
• Tegangan primer lebih besar dari pada tegangan sekunder (Vp > Vs)
• Kuat arus primer lebih kecil dari pada kuat arus sekunder (Ip < Is)

Pada Trafo jenis ini, Rasio buat jumlah lilitan dalam kumparan utama lebih poly daripada jumlah lilitan dalam kumparan yang sekunder. Trafo step down dipakai buat mengganti tegangan grid yang tinggi sebagai yg lebih rendah dimana bisa dipakai buat alat-alat rumah  tangga. Contohnya, buat menurunkan  tegangan listrik berdasarkan PLN (220V) sebagai tingkat tegangan yg bisa diatur menggunakan alat-alat elektronik dirumah.

Pada sebuah Trafo yg sederhana umunya terdiri berdasarkan dua lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. kumparan kawat terisolasi akan dililitkan dalam sebuah besi yang disebut dengan Inti Besi (Core). saat kumparan primer dilewati arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau fluks magnetik disekitarnya. 

Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet) terpengaruhi dalam besarnya arus listrik yang dialirinya. Semakin tinggi  arus listriknya maka semakin tinggi juga medan magnetnya.  penginduksian terjadi saat fluktuasi medan magnet yang berada di kumparan primer akan menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) yang berada dikumparan sekunder sehingga terjadilah pelimpahan daya dalam kumparan utama ke kumparan sekunder. Maka, terjadilah pengubahan tingkat tegangan listrik ini baik berdasarkan tegangan rendah sebagai tegangan yang lebih tinggi juga berdasarkan tegangan tinggi sebagai tegangan yang rendah.

Sedangkan Inti besi dalam Transformator atau Trafo biasanya merupakan kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yangg terisolasi dan ditempel berlapis-lapis bertujuan untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet yang disebabkan  arus listrik kumparan dan  mengurangi suhu panas yang selalu timbul.

Transformator jenis lainnya adalah Transformator 3 fasa.  Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fasa yang disusun menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder. Ada dua metode utama untuk menghubungkan belitan primer yaitu hubungan segitiga dan bintang (delta dan wye). Sedangkan pada belitan sekundernya dapat dihubungkan secara segitiga,bintang dan zig-zag (Delta, Wye dan Zig-zag). Ada juga hubungan dalam bentuk khusus yaitu hubungan open-delta (VV connection).

1.     Hubungan Bintang-Bintang

Pada jenis ini ujung-ujung pada masing-masing terminal yang dihubungkan secara bintang. Kemudian titik netralnya dijadikan menjadi satu. Sehingga hubungan bintang-bintang (Y-Y) ini lebih ekonomis dan untuk memiliki arus nominal yang kecil pada transformator tegangan tinggi.

 

2.     Hubungan Segitiga-segitiga

Pada jenis ini ujung fasa dihubungkan dengan ujung netral kumparan lain yang secara keseluruhan akan terbentuk hubungan delta/ segitiga. Hubungan ini umumnya digunakan pada sistem yang menyalurkan arus besar pada tegangan rendah dan yang paling utama saat keberlangsungan dari pelayanan harus dipelihara meskipun salah satu fasa mengalami kegagalan.

 

3.     Hubungan Bintang-Segitiga

Pada hubung ini, kumparan pafa sisi primer dirangkai secara bintang (wye) dan sisi sekundernya dirangkai delta. Umumnya digunakan pada trafo untuk jaringan transmisi dimana tegangan nantinya akan diturunkan (Step- Down). Perbandingan tegangan jala- jala 1/√3 kalinperbandingan lilitan transformator. Tegangan sekunder tertinggal 300 dari tegangan primer.

 

4.     Hubungan Segitiga-Bintang (Δ - Y)

Pada hubung ini, sisi primer trafo dirangkai secara delta sedangkan pada sisi sekundernya merupakan rangkaian bintang sehingga pada sisi sekundernya terdapat titik netral. Biasanya digunakan untuk menaikkan tegangan (Step -up) pada awal sistem transmisi tegangan tinggi. Dalam hubungan ini perbandingan tegangan 3 kali perbandingan lilitan transformator dan tegangan sekunder mendahului sebesar 30° dari tegangan primernya.

5.     Hubungan Zig-Zag

Kebanyakan transformator distribusi selalu dihubungkan bintang, salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh transformator tersebut adalah ketiga fasanya harus diusahakan seimbang. Apabila beban tidak seimbang akan menyebabkan timbulnya tegangan titik bintang yang tidak diinginkan, karena tegangan pada peralatan yang digunakan pemakai akan berbeda-beda. Untuk menghindari terjadinya tegangan titik bintang, diantaranya adalah dengan menghubungkan sisi sekunder dalam hubungan Zigzag.

 

Adapun rangkaian Transformator adalah sebagai berikut:

Transformator merupakan mesin listrik yang bisa mentransformasikan tenaga listrik berdasarkan suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya melalui gandengan magnet dari prinsip induksi elektromagnet tanpa membarui frekuensinya. seperti kita ketahui transformator terdiri berdasarkan sebuah inti,yang terbuat berdasarkan besi berlapis dan memiliki dua kumparan,yaitu kumparan primer & kumparan skunder. Trafo menaikan listrik  berdasarkan  pembangkit listrik dari PLN sampai ratusan kilo Volt buat  distribusikan, dan lalu Trafo lainnya menurunkan tegangan listrik menjadi  tegangan yg diharapkan buat setiap tempat tinggal  juga perkantoran yang biasanya memakai Tegangan AC 220Volt.

Transformator atau trafo dipakai buat aneka macam-macam tujuan antara lain, mempertinggi dan menurunkan tegangan lisitrik. Mengalirkan tegangan listrik ke sejumlah peralatan listrik yang membutuhkan tegangan listrik yang kecil, misalnya bel pintu, mainan kendaraan beroda empat listrik, mainan kereta listrik, dll.

Berbagi :