28
PROPOSAL TUGAS AKHIR
ANALSIS UNJUK KERJA TRANSFORMATOR SATU FASAYANG BEROPERASI
SECARA PARALEL
Disusun Oleh:ADI DHARMAWANH1C010063
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL
SOEDIRMANFAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK
ELEKTROPURBALINGGA2015
ii
TUGAS AKHIRANALSIS UNJUK KERJA TRANSFORMATOR SATU FASAYANG
BEROPERASI SECARA PARALEL
Oleh:ADI DHARMAWANH1C010063
Diajukan Sebagai Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana
TeknikPada Fakultas TeknikProgram Studi Teknik ElektroUniversitas
Jenderal Soedirman
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL
SOEDIRMANFAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK
ELEKTROPURBALINGGA2015DAFTAR ISI
TUGAS AKHIRiDAFTAR ISIiiDAFTAR GAMBARvDAFTAR TABELviBAB
I1PENDAHULUAN11.1Latar Belakang11.2Rumusan Masalah21.3Batasan
Masalah21.4Tujuan Penelitian21.5Manfaat Penelitian31.5.1Bidang
Keilmuan31.5.2Bidang Masyarakat31.5.3Peneliti31.6Sistematika
Penulisan4BAB II6TINJAUAN PUSTAKA62.1 Medan Magnet dan Medan
Listrik62.2 Induksi Tegangan-Hukum Faraday82.4 Konsep Rangkaian
Magnet92.5 Kurva Magnetasi112.6 Intensitas Medan Magnet-Hukum
Ampere132.7 Impedansi142.8 Histerisis172.9 Rugi dan Efisiensi21BAB
III23METODE PENELITIAN233.1Tempat dan Waktu Pelaksanaan
Penelitian233.2Alat dan Bahan yang Dibutuhkan233.3Tahapan
Penelitian243.3.1 Tahap Persiapan243.3.2 Tahap Perancangan
Sistem243.3.2.1Block Diagram243.3.3Tahap Pengambilan
Data253.3.4Tahap Analisis253.3.5Tahap Akhir253.4Jadwal
Kegiatan253.5Flowchart Penelitian26DAFTAR PUSTAKA28
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Medan Magnet dan Medan Listrik7Gambar 2. 2 Hubungan
rangkaian magnet & rangkaian listrik10Gambar 2. 3 kurva
B-H12Gambar 2. 4 Intensitas Medan Magnet13Gambar 2. 5 Lingkar
Histerisis19Gambar 2. 6 Rugi-Rugi Transformator21Gambar 3. 1 Block
diagram perancangan sistem24Gambar 3. 2 Flowchart penelitian27
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Analogi Rangkaian Magnet dan
Listrik................................................. 11Tabel
3.1 Jadwal Kegiatan
.....................................................................................
26
vi
BAB IPENDAHULUAN Latar BelakangTransformator adalah suatu alat
yang terdiri dari dua atau lebih rangkaian yang digandengkan
(coupled) oleh rangkaian magnetik biasa. Pada dasarnya
transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan yang dihubungkan
oleh medan magnetik bersama (mutual magnetik field). Bila satu
diantara kumparan primer ini, yang primer, dihubungkan sumber
tegangan bolak-balik akan timbul fluks bolak-balik yang
amplitudonya tergantung pada tegangan primer dan jumlah lilitan.
Fluks bersama akan menghubungkan kumparan yang lain, yaitu kumparan
sekunder dan akan menginduksikan tegangan di dalamnya yang nilainya
bergantung pada jumlah lilitan sekunder.
Rumusan MasalahPerasalahan yang dihadapi dalam Tugas Akhir ini,
dapat dirumuskan beberapa hal sebagai berikut :1. Bagaimana
keluaran transformator apabila dioperasikan secara paralel ?2.
Bagaimana meninimalisir loses / rugi-rugi trafo ?3. Bagaimana
mengoptimalkan arus magnetisasitrafo ?
Batasan MasalahPermasalahan di Tugas Akhir ini harus dibatasi
untuk mengatasi kemungkinan penelitian yang terlalu luas.
Batasan-batasan masalah yang dilakukan adalah sebagai berikut :1.
Perancangan dan simulasi hardware menggunakan software Power PSIM
Professional Version 9.0.3.400.2. Menganalasis gelombang keluaran
yang dihasilkan transformator satu fasa yang beroperasi secara
paralel.3. Variabel yang diamati yaitu arus dan tegangan aktif,
reaktif dan kompleks beserta THD ( Total Harmonic Distortion ).
Tujuan PenelitianPada penelitian tugas akhir ini memiliki
beberapa tujuan yang diantaranya sebagai berikut :1.
Mendeskripsikan potensi energi angin Pembangkit Listrik Tenaga
Angin Ciheras2. Merancang prototipe discharge controller Pembangkit
Listrik Tenaga Angin3. Merancang prototipe safety monitoring dan
alert system Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Manfaat PenelitianPada penelitian tugas akhir ini memiliki
beberapa manfaat di beberapa bidang antara lain :Bidang
KeilmuanBerikut merupakan beberapa manfaat dalam bidang keilmuan
:1. Sebagai pembelajaran dalam menganalisis pengoptimalan rating
arus pada trafo yang terhubung secara paralel.2. Sebagai sumber
pengetahuan dari penggunaan software Power PSIM Professional
Version 9.0.3.400.3. Sebagai sumber referensi tentang cara
memperbesar rating arus pada trafo.Bidang MasyarakatBerikut
merupakan beberapa manfaat dalam bidang masyarakat :1. Sebagai
pengetahuan terhadap masyarakat bahwa untuk memperbesar rating arus
pada trafo perlu dilakukan pengoperasian trafo secara paralel.2.
Sebagai pengetahuan bagi masyarakat yang ingin mempelajari trafo.3.
Sebagai pengetahuan bagi masyarakat, bagaimana prinsip kerja
trafo.PenelitiBerikut merupakan beberapa manfaat yang didapat oleh
peneliti :Dapat memperdalam pengetahuan tentang kontrol instrument
dan sistem tenaga listrik pembangkit energi listrik tenaga
angin.Dapat meningkatkan kemampuan peneliti dalam menganalisis
prinsip kerja dan karakteristik mikrokontroller Atmega 16 sebagai
pemrosesan pengendalian beban dan pengoptimalan penyimpanan energi
pada baterai.Dapat meningkatkan kemampuan peneliti dalam
menganalisis prinsip kerja dan karakteristik sensor tegangan, gas,
temperatur dan modul sms sebagai komponen deteksi dini keamanan
battery station.
Sistematika PenulisanAgar tercapainya sasaran dari pembahasan
Tugas Akhir ini sesuai dengan yang diharapkan, maka susunan dari
sistematika pembahasan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB IPENDAHULUANPada bab ini memberikan penjelasan singkat
mengenai latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah,
hipotesa, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika
penulisan.
BAB IITINJAUAN PUSTAKAPada bab ini menguraikan tentang teori dan
kajian pustaka yang mendasari dari gagasan-gagasan tentang medan
magnet dan listrik, histeresis dan impedansi.
BAB IIIMETODE PENELITIANPada bab ini menjelaskan metode
penelitian yang akan digunakan, yang meliputi waktu dan tempat
penelitian, alat dan bahan yang dibutuhkan, tahap penelitian,
jadwal penelitian, serta flowchart penelitian.
5
1
28
BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Medan Magnet dan Medan ListrikMedan
magnet pada transformator berfungsi untuk memindahkan dan mengubah
energi listrik dari rangkaian prime ke rangkaian sekunder melalui
prinsip induksi elektromagnet. Dari sisi pandangan elektris medan
magnet mampu untuk mengimbaskan tegangan pada konduktor sedangkan
dari sisi mekanis medan magnet sanggup menghasilkan gaya dan
kopel.Keutamaan medan magnet sebagai perangkai proses konversi
energi disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang tinggi ini
akan menghasilkan kapasitas tenaga perunit volume mesin yang tinggi
pula. Medan magnet terbentuk dari gerakan elektron mengingat arus
listrik yang melalui suatu hamparan merupakan aliran elektron maka
sekitar kawat hantaran listrik tersebut akan ditimbulkan suatu
medan magnet. Medan magnet memiliki arah, kerapatan dan intensitas
yang digembarkan sebagai garis-garis fluks dan dinyatakan dengan
gambar simbol adalah fluks dalam besaran weberBesaran kerapatan
medan magnet dinyatakan dengan banyaknya garis-garis fluks yang
menembus suatu luas bidang tertentu dan mempunyai simbolB adalah
kerapatan fluksi dalam weber/m2( WB/m2)Intensitas medan magnet
disebut sebagai kuat medan dan dinyatakan dengan besarnya fluksi
sepanjang jarak tertentu, mempunyai simbolH adalah kuat medan dalam
ampere/m ( A/m )Kuat medan B maupun kuat medan H merupakan besaran
vektor yang mempunyai besaran dan arah yang besarnyaB =
H.......................................................................................................(2.1)Dimana
adalah permeabiltas dalam henry/meter ( H/M )Permeabilitas pada
ruang bebas (udara), o mempunyai nilai 4 x 10-7 H/m. Material
seperti besi dan nikel mempunyai permeabilitas yang relatif tinggi
dan biasanya disebut sebagai material yang mempunyai karakteristik
feromagnet. Besaran fluks dapat juga dinyatakan dengan = B
Da...................................................................................................(2.2)Dimana
dA adalah unsur luas
Gambar 2. 1 Medan Magnet dan Medan ListrikApabila seperti
terlihat pada gambar 2.1 suatu sumber tegangan ( V ) mengalirkan
Arus listrik ( i ) melalui suatu kumparan dengan jumlah lilitan ( N
), maka pada inti besi ( core ) akan ditimbulkan suatu kuat medan (
H ). Hubungan antara arus listrik dan medan magnet dinyatakan oleh
hukum Ampere dan untuk rangkaian sederhana seperti pada gambar 2.1
persamaannya adalahNi = Hl
ampere-turn................................................................................(2.3)
DimanaN = jumlah lilitani = arus listrik (A)H = kuat medan (A/m)l =
panjang jalur (m)2.2 Induksi Tegangan-Hukum FaradayApabila medan
magnet berubah-ubah terdapat waktu, akibat arus bolak-balik yang
berbentuk sinusoid, suatu medan listrik akan dibangkitkan atau
diinduksikan. Hubungan ini dinyatakan oleh Hukum Faraday. Pada
gambar 2.1 medan magnet atau fluks yang berubah-ubah pada inti besi
menghasilkan gaya gerak listrik (ggl) sebesar
................................................(2.4)Dimana=N.
merupakan flux linkage menyatakan harga fluks yang berubah-ubah
terhadap waktu.Perubahan fluks yang menghasilkan gaya gerak listrik
(ggl) tersebut dapat terjadi karena :(a) Perubahan fungsi (t),
akibat arus bolak-balik yang berbentuk sinusoid seperti diuraikan
di atas.(b) Fungsi putaran (), akibat berputarnya rotor pada
mesin-mesin dinamis.Secara lebih terperinci, Hukum faraday dapat
ditulis sebagai berikut
:...................................(2.5)atau.................................................(2.6)Oleh
karena flux linkage merupakan fungsi putaran () dan fungsi waktu
(t), maka
:.......................................(2.7).........................(2.8).................................(2.9)ataue
(induksi) = e (rotasi) + e
(transformasi).................(2.10)Untuk transformator hanya
terdapat gejala induksi karena transformasi yaitu e (transformasi).
Untuk mesin arus searah hanya terdapat e (rotasi), sedangkan pada
mesin arus bolak-balik terdapat e (rotasi) maupun e (transformasi).
2.4 Konsep Rangkaian MagnetArus listrik (i) yang dialirkan melalui
penghantar yang dibelitkan pada inti besi yang berbentuk cincin
toronoidal, akan menghasilkan medan magnet yang sebanding dengan
jumlahan lilitan (N) dikalikan besaran arus listrik (i).
Ampere-turn Ni ini dikenal sebagai gaya gerak magnet (ggm) dan
dinyatakan dengan notasi F. amper-turn
...................................(2.11)Gaya gerak magnet (ggm)
adalah perbedaan potensial magnet yang cenderung menggerakkan fluks
di sekitar cincin toronoidal.Gerak fluks di sekitar cincin, selain
ditentukan oleh besaran ggm, juga merupakan fungsi dari tahanan
inti besi itu disebut reluktansi F dari rangkaian magnet. = F / R
weber..........................................................................(2.12)Seperti
juga tahanan dalam rangkaian listrik, relukansi berbanding lurus
dengan panjang (l),berbanding berbalik dengan penampang luas bidang
(A) dan bergantung pada bahan magnetik rangkaian magnet tersebut,
dimana besaran l dalam meter dan A dalam meter persegi :R = l / A
ampere-turn/weber.......................................................(2.13)
Gambar 2. 2 Hubungan rangkaian magnet & rangkaian
listrikTerdapat analogi antara hubungan rangkaian magnet dan
rangkaian listrik untuk gambar 2.2 sebagai berikut :R = F / = l / A
R = V / I = l / A.................................(2.14)
Tabel 2.1 Analogi Rangkaian Magnet dan Listrik
2.5 Kurva MagnetasiPerhitunagan rangkaian magnet dapat pula
dilakukan melalui pendekatan grafik dengan penjelasan sebagai
berikut : weber/m2 ..............(2.15)dimana
ampere-turn/m...........................................(2.16)Besaran
H disebut kuat medan dan merupakan harga ggm per unit panjang.
Untuk rangkaian magnet yang seragam seperti pada gambar 2.2. Harga
ggm per unit panjang inti besi adalah konstan. Oleh karena itu
harga kuat medan H sepanjang jalur inti besi juga adalah konstan.
Persamaan diatas memperlihatkan hubungan sifat magnet suatu bahan
dengan permeabilitas , yang dapat ditunjukan melalui kurva
kerapatan fluks B sebagai fungsi dari kuat medan H, yang biasanya
disebut kurva B-H atau kurva magnetasi (lihat gambar 2.3a). Kurva
B-H hanya dipengaruhi oleh jenis bahan yang dipakai dan tidak
bergantung pada dimensi bahan tersebut. Apabila diketahui harga
amper-turn Ni dan panjang rata-rata jalur fluksi, maka harga kuat
medan Ni / l jatuh pada sumbu horizontal dan secara grafik dengan
mudah dapat ditentukan kerapatan fluksi B yang terletak pada sumbu
ordinat tegaknya.Karena H = Ni / l dan B = / A, maka dengan mudah
terlihat bahwa kuat medan (H) sebanding dengan gaya gerak magnet
(Ni) dan keraptan fluks (B) sebanding dengan garis fluks (). Oleh
karena itu hubungan kurva B-H pada gambar 2.3a akan mempunyai
bentuk yang sama dengan hubungan kurva -ggm
Gambar 2. 3 Kurva B-HPada gambar 2.3b. Kemiringan B terhadap H
pada gambar 2.3a menunjukan permeabilitas inti besi (core). Dari
kurva B-H dapat diketahui bahwa permeabilitas besar untuk keadaan
tidak jenuh dan kemudian secara berangsur-angsur menurun rendah
sekali pada keadaan inti besi menjadi sangat jenuh.Keuntungan
menggunakan bahan ferromagnet sebagai inti besi pada mesin-mesin
listrik adalah dimungkinkannya diperoleh fluks yang berlipat ganda
untuk ggm tertentu yang diberikan. Walaupun demikian bila
dikehendaki harga fluks yang sebanding dengan harga ggm-nya, maka
inti besi harus dioperasikan pada daerah tidak jenuh. Bentuk
nonlinier kurva magnetisasi ini akan berperan penting dalam
pembahasan sifat mesin-mesin listrik dan transformator.
2.6 Intensitas Medan Magnet-Hukum AmpereHukum ampere bersama
dengan beberapa persamaan lain membentuk persamaan Maxwell;
menyatakan bahwa integral keliling kuat medan magnet berbanding
lurus dengan besar arus listrik yang terkurung oleh integral
keliling
itu..................................................(2.17)Ddimana
dA = unsur luasDalam proses konversi energi yang menyangkut mesin
dengan elemen bergerak (berputar) seperti transducer atau motor,
pada inti besi (core) akan terdapat celah udara. Melalui celah
udara ini dapat berlangsung proses konversi dari energi listrik ke
energi mekanik atau sebaliknya.
Gambar 2. 4 Intensitas Medan MagnetUntuk inti yang bercelah
udara berlaku hubungan
.................................................................(2.18)
Dimana Ni = Fm adalah gaya gerak magnet (ggm) dan koefisien di
sebelah kanan dikenal sebagai reluctance R. Karena dan
..............................................(2.19)maka
......................(2.20)Oleh karena pada umumnya , maka
sebagian rangkaian magnet hanya dipengaruhi oleh reluktansi celah
udara . Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa sebagian besar ggm
terkonsentrasi pada celah udara yang merupakan potensi energi untuk
proses konversi. 2.7 Impedansi Didalam suatu rangkaian linier yang
terdiri atas tahanan (R), induktor (L) dan kapasitor (C), apabila
suatu arus atau tegangan listrik adalah sinusoid, maka semua arus
dan tegangan yang lain juga berbentuk sinusoid dengan frekuensi
yang sama. Melalui penerapan Hukum Kirchoff terdapat tiga cara
untuk melakukan penjumlahn dan pengurangan bentuk-bentuk sinusoid :
Cara grafis, yaitu dengan menggambarkan gelombang demi gelombang
dan dijumlahkan setiap saat. Cara ini memakan waktu dan tidak
teliti. Cara trigonometri, yaitu dengan menggunakan dalil-dalil
trigonometri untuk menjumlahkan dan mengurangkan dua sinusoid. Cara
ini sukar dan memakan waktu. Cara aljabar kompleks dan analisis
fasor. Cara ini paling mudah diantara ketiga cara lainnya, karena
iu akan digunakan dalam pembahasan berikut.Hubungan antara tegangan
dan arus yang berubah-ubah terhadap waktu yang melalui kapasitor,
induktor dan tahanan dapat dijelaskan sebagai
.............................................(2.21)...............................................(2.22).................................................(2.23)pada
persamaan diatas adalah sinusoid dan mempunyai harga
.....................................................(2.24)Persamaan
.........(2.25)dimana harga sama dengan persamaan v(t) dapat
ditulis.........................................................................(2.26)karena
r adalah skalar, maka tidak ada pergeseran fasa dan = . Persamaan
tegangan v(t) untuk induktor ini dapat ditulis menjadi
.......................(2.27)dimana harga Vm pada persamaan
diatas sama dengan LIm dan dalam rotasi fasor persamaan itu
menjadi......................(2.28)Karena operator j menggeser
fasor sebesar 900, tegangan (V) letaknya terdahulu terhadap arus
(I) sebesar /2 radial. Karena sudut fasa tegangan
adalah.........................(2.29)Dengan analisis yang sama
seperti menentukan V, maka persamaan arus i(t) untuk kapasitor
menjadi...............................(2.30)Bbentuk persamaan ini
menunjukan bahwa arus terdahulu 900 terhadap tegangan. Secara umum
dapat dituliskan persamaan
berikut.........................................................(2.31)Impedansi
merupakan bilangan kompleks yang tergantung pada elemen-elemen yang
terdapat pada rangkaian (R, L, C). Harga impedansi berkaitan dengan
elemen-elemen tersebut dapat dinyatakan.
Untuk..........................(2.32).......................(2.33).........................(2.34)Impedansi
dapat merupakan rangkaian seri maupun paralel yang sama seperti
tahanan dan mempunyai satuan Ohm (). Impedansi total dari 2
impedansi yang dihubungkan secara paralel
adalah.......................................(2.35)Bagian nyata
dari impedansi disebut tahan dan dinyatakan dengan huruf r,
sedangkan bagian semu disebut reaktansi dan dinyatakan dengan huruf
X.
2.8 Histerisis Bahan magnetic yang sangat baik untuk mendesain
sebuah inti kumparan adalah dari ferromagnatic/ferrimagnatik karena
bahan tersebut memiliki momen magnetic yang sangat kuat. Untuk
menyearahkan momen-momen ke daerah Weiss besarnya kuat medan (H)
yang berhubungan dengan kerapatan fluks (B) sangat berpengaruh pada
inti kumparan tersebut. Histerisis adalah suatu kondisi dimana
sebuah momen magnet bahan merupakan fungsi magnetic yang
berubah-ubah. Dimana dalam menyearahkan momen magnet ke daerah
Weiss menggunakan 2 cara yaitu dengan gaya magnetisasi dalam dan
gaya magnetisasi luar.Apabila kiat menggunakan gaya magnetisasi
dari luar dan gaya magnetisasi tersebut dikurangi maka momen
magnetiknya akan kembali ke arah magnetisasi yang terdekat dengan
medan yang dipergunakan. Tetapi jika tidak menggunakan gaya
magnetisasi dari luar maka momen magnetic akan mengarah ke daerah
Weiss secara alamiah dan arahnya akan berasosiasi dengan struktur
kristal.Jika kuat medan (H) semakin kuat maka penyearahan momen
akan semakin berhasil, tetapi akan mengakibatkan perubahan nilai
yaitu antar nilai B dan H tidak berbanding lurus. Dengan adanya
gaya magnatisasi itu marupakan gejala dimana momen mengalami
gesekan yaitu perubahan arah momen dan pergeseran batas tersebut
saling kait-mengkait atau saling tersangkut. Karena hal tersebut
diatas maka menimbulkan grafik yang tidak berupa garis lurus dan
disebut dengan Liku Histerisis.Apabila medan (H) diturunkan maka
medan (B) tidak ikut menurun secara sebanding, ini akibat gesekan
tersebut di atas sehingga medan B cenderung bertahan. Jika medan H
dinaikkan atau diturunkan baik ke arah positif atau ke arah negatif
maka perbedaan nilainya dapat kita lihat dengan grafik, grafik
tersebut dapt kita lihat melalui gambar lingkar histerisis di bawah
ini :
Gambar 2. 5 Lingkar HisterisisPada gambar di atas dapat kita
amati dengan tanda anak panah yaitu pada saat rangkaian magnet
dalam mengalami fluks penambahan maka intensitas medan magnet juga
mengalami penambahan sesuai perubahan dari +H1 ke H1. Apabila
siklus ini dilewatkan rangkaian beberapa kali, maka kerapatan fluks
magnet yang dihasilkan +B1 ke B1 dan merupakan sebuah fungsi yang
bernilai tidak tunggal terhadap nilai H. Variasi harga B dengan H
adalah yang mengelilingi simpal a1 b c d e f a1, jika medan
pemagnet H1 dihilangkan maka sejumlah magnet sisa (remanent) yang
sama dengan titik Ob. Untuk menghilangkan remanent maka medan
pemagnet H harus dibalik (dinegatifkan) disebut dengan medan
koersif (coercive force) pada titik Oc.Liku histerisis lengkap ini
hanya akan dilalui apabila arus (I) dinaikkan sampai nilai maksimal
di titik a1 dan diturunkan dan dibalik arahnya sampai nilai minimum
di titik d. Dengan bentuk dasar lingkar histerisis sebagai pedoman
maka terapat bentuk variasi liku histerisis yang dibedakan secara
umum antara lain:a. Liku Histerisis Gemuk Bahan untuk histerisis
ini disebut bahan magnet keras, kuat medan remanence Br besar dan
medan Hc juga diperlukan untuk magnetisasi besar. Bahan ini biasa
digunakan untuk membuat magnet tetap.b. Liku Histerisis KurusBahan
ini disebut bahan magnet lunak yaitu medan koersip Hc kecil dan
magnetisasinya sudah hilang. Bahan ini dipakai untuk inti kumparan
dan trafo.Energi yang dibutuhkan untuk memutar dipol magnetic dalam
bahan yang kemudian hilang dalam bentuk klor (panas), akan
menimbulkan kerugian akibat histerisis dan disebut dengan rugi-rugi
histerisis. Dari keterangan diatas maka definisi rugi-rugi
histerisis dapat kita artikan sebagai rugi-rugi yang timbul karena
fluks bolak-balik yang ada pada inti besi dengan persamaan
:...........................................(2.36)Keterangan :Ph=
rugi-rugi histerisis (watt) Kh= konstanta histerisisf =
frekuensiBmaks = fluks maksimal (wb/m2)Untuk Kh adalh ketetapan
pembanding yang besarnya tergantung pada karakteristik dan volume
besi dan satuannya dipergunakan. Untuk pangkat n harga berkisar
antara 1,5 sampai dengan 2,5 tetapi biasanya diambil 2 dalam
memperkirakan hasil tampilan.
2.9 Rugi dan Efisiensi a. Rugi Tembaga (Pcu) Rugi yang
disebabkan arus beban mengalir pada kawat tembaga, Pcu = I2 R
karena arus beban berubah-ubah, rugi tembaga juga tidak tetap
tergantung pada beban.
Gambar 2. 6 Rugi-Rugi Transformator b. Rugi Besi (Pi)Rugi besi
terdiri dari : Rugi histerisis, yaitu rugi yang disebakan fluks
bolak-balik pada inti besi
............................................(2.37)Keterangan :Kh =
konstanta Bmaks = fluks maksimum (weber) Rugi arus eddy yaitu rugi
yang disebabkan arus pusar pada inti
besi........................(2.38)Jadi rugi besi (rugi inti)
:........................(2.39)c. Efisiensi (2.40)dengan d.
Perubahan efisiensi terhadap beban.....................(2.41)agar
maksimum,.....................(2.42)Jadi,
........................(2.43).......................(2.44)Artinya
:Untuk beban tertentu, efisiensi maksimum terjadi ketika rugi
tembaga = rugi inti.
BAB IIIMETODE PENELITIAN3.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan
PenelitianPada penelitian tugas akhir ini tentang analisis unjuk
kerja trfo satu fasa yang beroprasi secara paralel.Tempat
Pelaksanaan: Kampus (Blater) Universitas Jenderal SoedirmanWaktu
Pelaksanaan : Selama 16 minggu
3.2 Alat dan Bahan yang DibutuhkanDalam penelitian dan
penyusunan laporan tugas akhir ini, alat-alat yang dibutuhkan
antara lain sebagai berikut :1. Noteboook PC COMPAQ Presario CQ42
dengan sistem operasi Windows 8.1 32 bit2. Perangkat lunak
(software) POWER PSIM Professional Version 9.0.3.400 sebagai
pemodelan rangkaian dan simulator.
3.3 Tahapan Penelitian3.3.1 Tahap PersiapanTahap ini merupakan
tahap awal dalam penelitian tugas akhir yang meliputi : perumusan
masalah, identifikasi masalah, memahami permasalahan melalui
berbagai macam sumber referensi (jurnal, buku, artikel, dsb) maupun
studi kasus lapangan untuk mendapatkan hipotesa, dan menentukan
solusi yang akan digunakan sebagai jawaban atas permasalahan yang
ada secara mendalam.
3.3.2 Tahap Perancangan SistemTahap ini merupakan tahap
perancangan desain sistem, pada tahap ini sistem desain elektronis
trafo yang terhubung secara paralel dirancang menggunakan software
POWER PSIM Professional Version 9.0.3.400.
3.3.2.1 Block DiagramPerancangan block diagram dilakukan dengan
tujuan untuk mempermudah realisasi sistem yang akan
dibuat.Sumberenergi
energiiTrafoHubungParalel Osciloskop danmultimeter
Gambar 3. 1 Block diagram perancangan sistem
3.3.3 Tahap Pengambilan DataTahap ini merupakan tahap
pengambilan data yang dilakukan di Kampus (Blater) Universitas
Jenderal Soedirman. Data berupa nilai arus (Iac), dan tegangan
(Vac) aktif, reaktif, dan kompleks dari outputan trafo, dan THD
(Total Harmonic Distortion).
3.3.4 Tahap AnalisisTahap ini merupakan tahap untuk menganalisis
hasil pengukuran di laboratorium mesin listrik guna menilai unjuk
kerja trafo satu fasa yang terhubung paralel. Analisis yang
dilakukan adalah sebaai berikut :1. Menganalisis loses/rugi-rugi
trafo.2. Menganalisis arus magnetisasi.
3.3.5 Tahap AkhirTahap ini merupakan tahap akhir dari penelitian
yaitu penyusunan laporan.
3.4 Jadwal KegiatanTabel 3.1 merupakan jadwal penelitian yang
akan dilaksanakan untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini :
Tabel 3.1 Jadwal KegiatanNOJenis KegiatanMaretAprilMeiJuni
Minggu Ke-Minggu Ke-Minggu Ke-Minggu Ke-
1234123412341234
1Pengumpulan Materi dan Literatur (Studi Pustaka)xxx
2Penyusunan Proposalxxxx
3Pelaksanaan Penelitian dan Perancangan Simulasixxxxxxx
4Tahap Analisis Dataxxxxxxxxx
5Penulisan Laporan Akhirxxxxx
3.5 Flowchart PenelitianFlowchart penelitian tugas akhir ini
dapat dilihat pada gambar 3.2 :
MulaiTahap persiapanIdentifikasi masalahMenentukan objek
penellitian dan studi literature
Memodelkan rangkaian trafo yang terhubung paralel dengan
software POWER PSIM Professional Version 9.0.3.400
Tahap analisis hasil karakteristik ujicoba dan pengambilan
data
SelesaiHasil Ujicoba
Merakit rangkaian trafo yang terhung paralel dan mengukurnya
dengan osciloskop dan multimeter Tahap penulisan laporan
Tidak sesuai yang diharapkan
Sesuai yang diharapkan
Gambar 3. 2 Flowchart penelitianDAFTAR PUSTAKA
William H. Hayt, Jr. 1991. Elektromagnetika Teknologi. Jakarta :
Erlangga
Edminister, J.A. 1992. Rangkaian Listrik (Seri Buku Schaum).
Jakarta : Erlangga
Rashid, M.H. 1993. Power Electronics (circuits, Devices and
applications). ____ : Prentice Hall
Zuhal, 1993. Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya.
Jakarta : PT Gramedia
Malvino,A.P. 1994. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta :
Erlangga
Hermawan, Erwin. 2003. Analisis unjuk kerja transformator dengan
masukan gelombang berbeda. Semarang : UNIKA Soegijapranata.
