Transformator
3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fase 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)
Konfigurasi Transformator 3 Fasa
Transformator hubungan segitiga-segitiga (delta-delta)
Gambar 1. Hubungan delta-delta (segitiga-segitiga).
Pada
gambar 1 baik belitan primer dan sekunder dihubungkan secara delta.
Belitan primer terminal 1U, 1V dan 1W dihubungkan dengan suplai tegangan
3 fasa. Sedangkan belitan sekunder terminal 2U, 2V dan 2W disambungkan
dengan sisi beban. Pada hubungan Delta (segitiga) tidak ada titik
netral, yang diperoleh ketiganya merupakan tegangan line ke line, yaitu
L1, L2 dan L3.
Dalam hubungan delta-delta (lihat gambar 1),
tegangan pada sisi primer (sisi masukan) dan sisi sekunder (sisi
keluaran) adalah dalam satu fasa. Dan pada aplikasinya (lihat gambar 2),
jika beban imbang dihubungkan ke saluran 1-2-3, maka hasil arus
keluaran adalah sama besarnya. Hal ini menghasilkan arus line imbang
dalam saluran masukan A-B-C. Seperti dalam beberapa hubungan delta,
bahwa arus line adalah 1,73 kali lebih besar dari masing-masing arus Ip
(arus primer) dan Is (arus sekunder) yang mengalir dalam lilitan primer
dan sekunder. Power rating untuk transformator 3 fasa adalah 3 kali
rating transformator tunggal.
Gambar 2. Diagram Hubungan Delta-Delta Transformator 3 Fasa Dihubungkan Pembangkit Listrik dan Beban (Load)
Transformator hubungan bintang-bintang (wye–wye)
Gambar 3. Hubungan Belitan Bintang-bintang.
Ketika
transformator dihubungkan secara bintang-bintang, yang perlu
diperhatikan adalah mencegah penyimpangan dari tegangan line ke netral
(fase ke netral). Cara untuk mencegah menyimpangan adalah menghubungkan
netral untuk primer ke netral sumber yang biasanya dengan cara
ditanahkan (ground), seperti ditunjukkan pada
Gambar 4. Cara lain
adalah dengan menyediakan setiap transformator dengan lilitan ke tiga,
yang disebut lilitan ” tertiary”. Lilitan tertiary untuk tiga
transformator dihubungkan secara delta seperti ditunjukkan pada Gambar
5, yang sering menyediakan cabang yang melalui tegangan dimana
transformator dipasang. Tidak ada beda fasa antara tegangan line
transmisi masukan dan keluaran (primer & sekunder) untuk
transformator yang dihubungkan bintang-bintang.
Gambar 4. Hubungan bintang-bintang.
Gambar 5. Hubungan Bintang-bintang dengan belitan tertier.
Transformator hubungan segitiga-bintang (delta-wye)
Pada
hubungan segitiga-bintang (delta-wye), tegangan yang melalui setiap
lilitan primer adalah sama dengan tegangan line masukan. Tegangan
saluran keluaran adalah sama dengan 1,73 kali tegangan sekunder yang
melalui setiap transformator. Arus line pada phasa A, B dan C adalah
1,73 kali arus pada lilitan sekunder. Arus line pada fasa 1, 2 dan 3
adalah sama dengan arus pada lilitan sekunder.
Gambar 6. Hubungan Segitiga-Bintang (Delta-wye)
Hubungan
delta-bintang menghasilkan beda fasa 30° antara tegangan saluran
masukan dan saluran transmisi keluaran. Maka dari itu, tegangan line
keluaran E12 adalah 30° mendahului tegangan line masukan EAB, seperti
dapat dilihat dari diagram phasor. Jika saluran keluaran memasuki
kelompok beban terisolasi, beda fasanya tidak masalah. Tetapi jika
saluran dihubungkan paralel dengan saluran masukan dengan sumber lain,
beda phasa 30° mungkin akan membuat hubungan paralel tidak memungkinkan,
sekalipun jika saluran tegangannya sebaliknya identik.
Keuntungan
penting dari hubungan bintang adalah bahwa akan menghasilkan banyak
isolasi/penyekatan yang dihasilkan di dalam transformator. Lilitan HV
(high Voltage/tegangan tinggi) telah diisolasi/dipisahkan hanya 1/1,73
atau 58% dari tegangan saluran.
Gambar 8. Skema Diagram Hubungan Delta-Bintang dan Diagram Phasor
Transformator hubungan segitiga terbuka (open-delta)
Hubungan
open-delta ini untuk merubah tegangan sistem 3 fasa dengan menggunakan
hanya 2 transformator yang dihubungkan secara open–delta. Rangkaian
open–delta adalah identik dengan rangkaian delta–delta, kecuali bahwa
satu transformer tidak ada. Bagaimanapun, hubungan open-delta jarang
digunakan sebab hanya mampu dibebani sebesar 86.6% (0,577 x 3 x rating
trafo) dari kapasitas transformator yang terpasang. 
Gambar 7. Hubungan Open Delta.
Sebagai
contoh, jika 2 transformator 50 kVA dihubungkan secara open–delta,
kapasitas transformator bank yang terpasang adalah jelas 2x50 = 100kVA.
karen terhubung open-delta, maka transformator hanya dapat dibebani 86.6
kVA sebelum transformator mulai menjadi overheat (panas berlebih).
Hubungan open–delta utamanya digunakan dalam situasi darurat. Maka, jika
3 transformator dihubungkan secara delta–delta dan salah satunya rusak
dan harus diperbaiki/dipindahkan, maka hal ini memungkinkan
Transformator hubungan Zig-zag
Transformator
dengan hubungan Zig-zag memiliki ciri khusus, yaitu belitan primer
memiliki tiga belitan, belitan sekunder memiliki enam belitan dan biasa
digunakan untuk beban yang tidak seimbang (asimetris) - artinya beban
antar fasa tidak sama, ada yang lebih besar atau lebih kecil-
Gambar 9. Hubungan Bintang-zigzag (Yzn5)
Gambar
9 menunjukkan belitan primer 20 KV terhubung dalam bintang L1, L2 dan
L3 tanpa netral N dan belitan sekunder 400 V merupakan hubungan Zig-zag
dimana hubungan dari enam belitan sekunder saling menyilang satu dengan
lainnya. Saat beban terhubung dgn phasa U dan N arus sekunder I2
mengalir melalui belitan phasa phasa U dan phasa S. Bentuk vektor
tegangan Zig-zag garis tegangan bukan garis lurus,tetapi bergeser dengan
sudut 60°.
Demikian sedikit ulasan mengenai konfigurasi hubungan belitan transformator 3 fasa, Semoga bermanfaat.
Tags
Pengetahuan Listrik