Jenis-jenis Transformator (Trafo) dan Aplikasinya

Transformator adalah salah satu inovasi tertua dalam dunia Teknik Elektro. Transformator adalah perangkat listrik yang dapat digunakan untuk mentransfer daya dari satu rangkaian dan rangkaian lain tanpa kontak fisik dan tanpa mengubah karakteristiknya seperti frekuensi, fasa. Ini adalah perangkat penting dalam setiap rangkaian jaringan listrik. Secara garis besar terdiri dari dua rangkaian, yaitu rangkaian primer dan satu atau lebih rangkaian sekunder.

Transformator

Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja transformator tergantung pada hukum induksi elektromagnetik Faraday. Fenomena Induksi Timbal-balik antara dua atau lebih belitan bertanggung jawab untuk transformasi daya.

Menurut hukum Faraday, menyatakan bahwa "Tingkat perubahan hubungan fluks sehubungan dengan waktu berbanding lurus dengan EMF (GGL) yang diinduksi dalam konduktor atau coil (kumparan)".

E = N dϕ / dt

Dimana,
E = EMF terinduksi
N = Jumlah putaran
dϕ = Perubahan fluks
dt = Perubahan waktu

Jenis-jenis Transformator

Ada beberapa jenis transformator yang digunakan dalam sistem tenaga listrik untuk keperluan yang berbeda, seperti dalam pembangkit listrik, distribusi dan transmisi dan pemanfaatan tenaga listrik. Transformator diklasifikasikan berdasarkan level tegangan, Inti media yang digunakan, pengaturan belitan, penggunaan dan tempat pemasangan, dll. Di sini kami akan membahas berbagai jenis transformator yaitu transformator step up dan sebuah transformator step down, transformator distribusi, transformator potensial, transformator 1-ϕ dan 3-ϕ, Autotransformator, transformator daya adalah, dll.

Jenis Transformator Berdasarkan Tingkat Tegangan

Ini adalah tipe transformator yang paling umum digunakan untuk semua aplikasi. Bergantung pada rasio tegangan dari belitan primer ke belitan sekunder, transformator diklasifikasikan sebagai transformator step-up dan sebuah transformator step down.

Transformator Step up

transformator step up

Seperti namanya, tegangan sekunder dinaikkan dengan rasio dibandingkan dengan tegangan primer. Ini dapat dicapai dengan meningkatkan jumlah belitan pada belitan sekunder dari belitan primer seperti yang ditunjukkan pada gambar. Di pembangkit listrik, trafo ini digunakan sebagai penghubung trafo generator ke jaringan.

Transformator Step down

transformator step down

Ini digunakan untuk menurunkan tingkat tegangan dari tingkat yang lebih tinggi ke yang lebih rendah di sisi sekunder seperti yang ditunjukkan di bawah ini sehingga disebut sebagai sebuah transformator step down. Belitan berputar lebih banyak di sisi primer daripada sisi sekunder.

Dalam jaringan distribusi, sebuah transformator step down umumnya digunakan untuk mengubah tegangan jaringan tinggi ke tegangan rendah yang dapat digunakan untuk peralatan rumah tangga.

Jenis Transformator Berdasarkan Media Inti Yang Digunakan

Berdasarkan media yang ditempatkan di antara belitan primer dan sekunder, transformator diklasifikasikan sebagai Inti udara dan Inti Besi.

Transformator Inti Udara

Transformator inti udara

Gulungan primer dan sekunder dililit pada strip non-magnetik di mana hubungan fluks antara gulungan primer dan sekunder melalui udara.

Dibandingkan dengan inti besi induktansi timbal balik lebih sedikit di inti udara, yaitu keengganan yang ditawarkan untuk fluks yang dihasilkan tinggi di media udara. Tetapi kerugian histerisis dan arus eddy sepenuhnya dihilangkan dalam transformator tipe inti-udara.

Transformator Inti Besi

Transformator inti besi

Gulungan primer dan sekunder dililit pada beberapa plat besi yang memberikan jalur penghubung yang sempurna dengan fluks yang dihasilkan. Ini menawarkan keengganan lebih sedikit untuk fluks hubungan karena sifat konduktif dan magnetik dari besi. Ini adalah transformator yang banyak digunakan di mana efisiensinya tinggi dibandingkan dengan transformator tipe inti udara.

Jenis Transformator Berdasarkan Winding Arrangement

Autotransformator

Transformator standar memiliki belitan primer dan sekunder yang ditempatkan dalam dua arah yang berbeda, tetapi pada belitan Autotransformator, belitan primer dan sekunder dihubungkan satu sama lain secara seri baik secara fisik maupun magnet seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Autotransformator (trafo otomatis)

Pada coil/gulungan umum tunggal yang membentuk belitan primer dan sekunder di mana tegangan bervariasi sesuai dengan posisi sadapan sekunder pada tubuh belitan coil.

Dua Transformator Berliku

Transformator berdasarkan belitan seperti dua belitan trafo mencakup dua belitan terpisah untuk setiap fase seperti primer dan sekunder. Di sini, belitan primer dapat disuplai melalui input AC sedangkan belitan sekunder dapat dihubungkan melalui beban. Kedua belitan ini diisolasi secara elektrik tetapi digabungkan secara magnetis.

EMF yang diinduksi dalam belitan sekunder disebabkan oleh fluks magnet yang bervariasi yang dapat disebabkan oleh perubahan arus dalam belitan primer, yang juga disebut sebagai induksi timbal balik. Jadi tegangan output daya hanya karena induksi. Tegangan ini terutama bergantung pada rasio belitan dan dapat menaikkan atau menurunkan tegangan input.

Jenis Transformator Berdasarkan Penggunaan

Sesuai dengan kebutuhan, ini diklasifikasikan sebagai transformator pengukur distribusi, transformator perlindungan dan transformator daya.

Transformator Daya

Transformator daya

Transformator daya adalah transformator yang besar dalam ukurannya. Mereka cocok untuk aplikasi transfer daya bertegangan tinggi (lebih dari 33KV). Ini digunakan di pembangkit listrik dan gardu transmisi. Ini memiliki tingkat isolasi yang tinggi.

Transformator Distribusi

Transformator distribusi

Untuk mendistribusikan daya yang dihasilkan dari pembangkit listrik ke lokasi terpencil, trafo ini digunakan. Pada dasarnya, ini digunakan untuk distribusi energi listrik pada tegangan rendah kurang dari 33KV untuk keperluan industri dan 440v-220v untuk keperluan dalam negeri.

  • Ini bekerja pada efisiensi rendah pada 50-70%
  • Ukuran kecil
  • Instalasi mudah
  • Kerugian magnetik rendah
  • Itu tidak selalu terisi penuh

Transformator pengukuran

Digunakan untuk mengukur kuantitas listrik seperti tegangan, arus, daya, dll. Ini diklasifikasikan sebagai transformator potensial, transformator arus, dll.
Trafo pengukuran
 

Transformator Proteksi

Jenis transformator ini digunakan untuk tujuan perlindungan komponen. Perbedaan utama antara transformator pengukur dan transformator proteksi adalah akurasi yang berarti bahwa transformator proteksi harus akurat dibandingkan dengan transformator pengukur.

potensial transformator

potensial transformator juga dikenal sebagai transformator tegangan. Dalam transformator ini, belitan primer dapat dihubungkan melintasi saluran HV (Tegangan tinggi) yang tegangannya akan dihitung, & semua instrumen yang digunakan untuk mengukur & meter disatukan dengan belitan sekunder transformator. Tujuan utama dari trafo ini adalah untuk menurunkan level tegangan ke batas aman jika tidak nilainya. Pada transformator ini, belitan primer diardekan atau dibumikan seperti titik keamanan.

Berbagai jenis transformator potensial adalah jenis luka konvensional & jenis tegangan kapasitor. Dibandingkan dengan jenis tegangan kapasitor, jenis luka konvensional lebih mahal karena kebutuhan insulasi.

Transformator Arus

Current Transformator (CT) terutama digunakan untuk mengukur serta juga untuk keselamatan. Setelah arus dalam rangkaian tinggi untuk langsung diterapkan ke alat ukur, transformator ini terutama digunakan untuk mengubah arus tinggi menjadi nilai arus yang disukai yang diperlukan dalam rangkaian.

Pada trafo ini belitan utama dihubungkan secara seri menuju suplai utama serta alat ukur yang berbeda seperti voltmeter, amperemeter, koil relay pelindung, atau wattmeter. Trafo ini mencakup rasio arus, hubungan fase dan akurasi untuk memungkinkan meteran tepat di sisi minor. Dalam trafo ini, rasio istilah mencakup signifikansi yang sangat besar dalam CT.

Jenis Transformer Arus ada tiga jenis seperti jenis luka, toroidal, dan batang.

Transformator Arus Luka

Gulungan primer transformator dapat dihubungkan secara seri secara fisik dengan menggunakan konduktor. Di sini, konduktor ini membawa arus yang diukur di dalam rangkaian. Besarnya arus sekunder terutama bergantung pada rasio putaran transformator.

Transformator Arus Toroidal

Trafo ini tidak termasuk lilitan primer. Sebagai gantinya, saluran yang menahan aliran arus di dalam rangkaian diulirkan menggunakan lubang atau jendela di dalam transformator ini. Beberapa trafo arus termasuk inti terpisah yang digunakan untuk membuka, menutup, dan memasang & tanpa memisahkan jaringan tempat mereka terhubung.

Trafo Arus Tipe Batang

Trafo ini menggunakan kabel asli jika tidak bus-bar dari jaringan utama seperti belitan primer, yang sama dengan satu-satunya putaran. Mereka sepenuhnya terlindungi dari tegangan tinggi sistem dan umumnya dibaut ke perangkat yang membawa arus.

Transformator Instrumen

Secara umum, trafo instrumen disebut trafo isolasi atau trafo pengukuran. Ini adalah perangkat listrik yang terutama digunakan untuk mengubah tingkat tegangan dan arus. Tujuan utama trafo ini adalah untuk mengisolasi lilitan sekunder dengan aman setelah lilitan primer memiliki suplai tegangan dan arus tinggi sehingga meter energi, relai, atau alat pengukur disatukan dengan lilitan sekunder trafo yang tidak akan terluka.

Transformator berdasarkan Fase

Transformer berdasarkan fase dibahas di bawah ini.

Transformator Fase Tunggal

Ini adalah perangkat stasioner dan prinsip kerja transformator fase tunggal terutama bergantung pada hukum Induksi timbal balik Faraday. Pada tingkat frekuensi dan perbedaan tingkat tegangan yang stabil, trafo jenis ini mentransmisikan daya AC menggunakan satu rangkaian ke rangkaian lainnya. Trafo ini mencakup dua jenis belitan seperti primer dan sekunder. Suplai AC disediakan ke belitan primer sedangkan beban dihubungkan ke belitan sekunder.

Transformator Tiga Fasa

Jika tiga trafo 1-fase digunakan dan digabungkan bersama dengan menggunakan semua gulungan utama 3-nya yang digabungkan satu sama lain seperti satu. Semua 3 belitan sekunder dihubungkan satu sama lain seperti satu belitan sekunder. Maka trafo ini disebut trafo 3 fasa. Pasokan 3 fase banyak digunakan untuk pembangkitan, transmisi dan distribusi tenaga listrik di industri. Pemasangan trafo ini tidak mahal dan penyambungan trafo ini dapat dilakukan melalui koneksi tipe Star dan Delta.

Sambungan dua belitan transformator dapat dilakukan melalui kombinasi yang berbeda seperti berikut.

Gulungan Primer Gulungan Sekunder
Bintang (Wye) Bintang
Delta (mesh) Delta
Bintang Delta
Delta Bintang

Kombinasi yang disebutkan di atas untuk belitan primer dan sekunder adalah (Wye) -star, Delta (mesh) delta, star-delta & delta-star.

Transformator Jenis Kerang

Struktur trafo jenis ini berbentuk persegi panjang dan inti membungkus bagian penting dari dua lilitan seperti primer dan sekunder yang tersusun dalam satu tungkai. Susunan gulungan dapat dilakukan dengan cara melilitkan dalam bentuk cakram berlapis-lapis di mana lapisan cakram ini diisolasi satu sama lain melalui kertas.

Transformator Jenis Berry

Umumnya, trafo tipe berry adalah trafo tipe inti terdistribusi dari tipe shell. Jadi konstruksi trafo ini mirip dengan jari-jari roda karena inti magnetnya mirip dengan jari-jari roda. Susunan inti ini berbentuk persegi panjang. Pada trafo tipe ini jumlah jalur magnet pada tipe berry diatas dua yang independen karena termasuk jalur magnet terdistribusi.

Untuk menutup trafo, secara lengkap strukturnya dapat terendam didalam minyak trafo dan juga menggunakan lembaran logam yang disambung rapat. Perancangan tangki logam dapat dilakukan terutama dengan pelat baja berkualitas tinggi yang dihubungkan ke struktur padat. Setelah itu untuk isolasi, trafo dapat diisi melalui minyak trafo . Untuk menghindari kebocoran, perawatan khusus harus dilakukan.

Trafo Jenis Berpendingin Oli dan Kering

Saat ini, ada dua jenis trafo yang banyak digunakan seperti trafo tipe kering dan trafo tipe oli. Trafo tipe kering menggunakan udara seperti media pendingin sedangkan berpendingin cairan menggunakan oli. Walaupun kedua jenis trafo tersebut memiliki hasil akhir yang serupa namun terdapat beberapa perbedaan diantaranya seperti perawatan, biaya, kebisingan, efisiensi, daur ulang, lokasi dan kapasitas tegangan.

Dengan mempertimbangkan variabel yang disebutkan di atas, trafo jenis minyak adalah pilihan terbaik. Tapi, unit oli pada dasarnya tidak bisa digunakan dalam kondisi apapun. Trafo tipe kering adalah yang terbaik dan beberapa kali, pilihan yang diperlukan untuk proses yang dapat dipasarkan dan dalam ruangan, karena mereka adalah unit yang lebih aman untuk digunakan di sekitar orang serta di area di mana paparan kebakaran dapat terjadi.

Jenis Transformer yang digunakan dalam Domain Elektronik

Di bidang elektronik, trafo kecil yang berbeda digunakan yang dapat dipasang pada PCB jika tidak dipasang di area produk kecil. Transformator yang digunakan dalam domain elektronik dibahas di bawah ini.

Transformator Pulsa

Trafo pulsa disusun pada PCB yang menghasilkan sinyal listrik dalam amplitudo yang stabil. Trafo jenis ini digunakan di beberapa sirkuit digital di mana pun pembangkitan pulsa diperlukan di lingkungan yang terisolasi. Dengan demikian, transformator ini memisahkan pulsa primer, sekunder dan mengalokasikan pulsa primer ke sirkuit sekunder, seringkali driver, atau gerbang logika digital. Transformator pulsa yang dibangun dengan benar harus memerlukan kapasitansi yang menyimpang, isolasi galvanik yang tepat dan kebocoran kecil.

Transformator Keluaran Audio

Trafo ini juga berlaku di bidang elektronika. Ini terutama digunakan dalam aplikasi yang berhubungan dengan audio di mana pun pencocokan impedansi diperlukan. Trafo jenis ini menangani rangkaian penguat serta beban biasanya pengeras suara. Trafo ini mencakup beberapa kumparan seperti primer dan sekunder, dipisahkan jika tidak disadap tengah.

Transformer berdasarkan Tempat Penggunaan

Trafo

Ini diklasifikasikan sebagai transformator dalam dan luar ruangan. Trafo dalam ruangan ditutupi dengan atap yang tepat seperti di industri proses. Trafo luar ruangan tidak lain adalah trafo tipe distribusi.

Aplikasi Jenis Transformers

Aplikasi dari berbagai jenis transformator meliputi yang berikut ini.

  • Trafo daya digunakan untuk meningkatkan jika tidak menurunkan tegangan dalam jaringan distribusi daya.
  • Trafo distribusi terutama digunakan untuk menurunkan tegangan untuk distribusi ke pengguna komersial dan residensial.
  • Trafo instrumen digunakan untuk menurunkan tegangan tinggi serta arus dan setelah itu dapat diukur dan digunakan dengan hati-hati melalui perangkat konvensional.
  • Trafo satu fase sering digunakan untuk menyediakan daya untuk stopkontak, penerangan perumahan, AC dan persyaratan pemanas.
  • Trafo tiga fase digunakan untuk mencapai distribusi daya yang hemat biaya.
  • Autotransformers dan Two-winding biasanya digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan dari jaringan seperti transmisi ke distribusi.
  • Trafo berpendingin oli digunakan di gardu listrik atau distribusi daya
  • Trafo berpendingin udara menyediakan teknik murah untuk mengoreksi peringkat tegangan yang lebih rendah atau lebih tinggi untuk mengoperasikan peralatan listrik secara efisien.
Next Post Previous Post