Apa itu Transformator Potensial: Pengertian, Konstruksi, Jenis & Aplikasinya

admin 06/06/2022 elektronika, Pendidikan 13 Views

Apa itu Transformator Potensial: Pengertian, Konstruksi, Jenis & Aplikasinya – Transformator atau trafo adalah perangkat pasif elektromagnetik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yang mentransfer energi listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya secara magnetis. Ini terdiri dari dua kumparan, satu kumparan primer dan yang lainnya adalah kumparan sekunder. Baik lilitannya (kumparan) secara magnetis digabungkan satu sama lain tanpa inti magnet dan dipisahkan secara elektrik.

Trafo mentransmisikan energi listrik (tegangan / arus) dari satu lilitan ke lilitan lain (kumparan) melalui induksi timbal balik (mutual induction). Tidak ada perubahan frekuensi selama transformasi energi.

Trafo diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan konstruksi inti seperti trafo tipe inti dan trafo tipe shell. Berdasarkan konversi level tegangan dan lilitanya, mereka adalah transformator step-up dan transformator step-down.

Ada berbagai jenis transformator yang digunakan pada rangkaian AC, seperti trafo daya, trafo potensial, trafo tiga fasa, dan trafo otomatis.

Baca juga : Gabungan Penguat (Amplifier) dan Transformator

Apa itu Transformator Potensial?

Definisi: Transformator potensial juga dikenal sebagai trafo penurun tegangan (step-down) atau trafo tegangan atau trafo instrumen, di mana tegangan suatu rangkaian diturunkan menjadi tegangan yang lebih rendah untuk pengukuran.

Perangkat elektromagnetik yang digunakan untuk transformasi tegangan yang lebih tinggi dari rangkaian ke tegangan yang lebih rendah disebut transformator potensial.

Output dari rangkaian tegangan rendah dapat diukur melalui voltmeter atau wattmeter. Ini mampu meningkatkan atau menurunkan level tegangan suatu rangkaian, tanpa mengubah frekuensi dan belitannya. Prinsip kerja, konstruksi trafo potensial sama dengan trafo daya dan trafo konvensional.

Diagram Rangkaian Transformator Potensial

Transformator potensial terdiri dari lilitan primer dengan lilitan lebih banyak dan lilitan sekunder dengan jumlah lilitan lebih sedikit. Tegangan AC input tinggi diberikan ke belitan primer (atau dihubungkan ke rangkaian tegangan tinggi untuk diukur).

Tegangan output yang lebih rendah diambil melintasi belitan sekunder dengan menggunakan voltmeter. Kedua belitan tersebut secara magnetis digabungkan satu sama lain tanpa ada koneksi di antara mereka.

Baca juga : Pengertian Transformator Beserta Fungsi dan Jenis Transformator

Kontruksi Transformator Potensial

Transformator potensial dibangun dengan kualitas tinggi untuk beroperasi pada kerapatan fluks rendah, arus magnet rendah, dan beban yang diminimalkan. Jika dibandingkan dengan trafo konvensional, ia menggunakan konduktor besar dan inti besi. Ini dapat dirancang dalam bentuk tipe inti dan tipe shell untuk memastikan akurasi tertinggi. Biasanya, trafo potensial tipe inti lebih disukai untuk mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah.

Ini menggunakan gulungan koaksial untuk mengurangi reaktansi kebocoran. Karena transformator potensial dioperasikan pada tegangan tinggi, belitan primer tegangan tinggi dibagi menjadi beberapa bagian kecil belitan / kumparan untuk mengurangi biaya isolasi dan kerusakan.

Pergeseran fasa antara tegangan input dan tegangan output harus dipantau dengan hati-hati untuk menjaga tegangan yang lebih rendah dengan memvariasikan beban. Gulungan ditutup dengan lakban dan pita kapas untuk mengurangi biaya isolasi.

Pemisah serat keras digunakan untuk memisahkan gulungan. Bushing berisi minyak digunakan untuk menghubungkan potential transformer tegangan tinggi (di atas 7KV) ke saluran utama. Belitan primer transformator potensial memiliki banyak lilitan sedangkan lilitan sekunder memiliki lilitan yang lebih sedikit. Multimeter atau voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan output yang lebih rendah.

Baca juga : Cara Kerja Transformator – Jenis, Persamaan & Fungsinya

Prinsip Kerja Transformator Potensial

Transformator potensial dihubungkan ke rangkaian daya yang tegangannya harus diukur dihubungkan antara fasa dan ground. Itu berarti belitan primer trafo potensial dihubungkan ke rangkaian tegangan tinggi dan belitan sekunder transformator dihubungkan ke voltmeter.

Karena induksi timbal balik, kedua belitan tersebut digabungkan secara magnetis satu sama lain dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

Penurunan tegangan diukur melintasi belitan sekunder dengan memperhatikan tegangan pada belitan primer menggunakan multimeter atau voltmeter.

Karena impedansi tinggi pada trafo potensial, arus kecil mengalir melalui belitan sekunder dan beroperasi serupa dengan transformator biasa tanpa beban atau beban rendah. Oleh karena itu jenis trafo ini beroperasi pada rentang tegangan 50 hingga 200VA.

Menurut konvensi transformator, rasio transformasinya adalah

V2 = N1/N2

V1 = tegangan belitan primer

V2 = tegangan belitan sekunder

N1 = jumlah belitan pada belitan primer

N2 = jumlah belitan pada belitan sekunder

Tegangan tinggi suatu rangkaian dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan di atas.

Jenis Tegangan atau Potential Transformer

Berdasarkan fungsi dari suatu transformator potensial terdapat dua jenis yaitu

Trafo tegangan pengukur
Trafo tegangan proteksi

Ini tersedia dalam satu atau tiga fasa dan beroperasi dengan akurasi tertinggi. Ini digunakan untuk mengoperasikan dan mengontrol alat pengukur, relay, dan perangkat lain. Berdasarkan konstruksinya, ada

Transformator Potensial Elektromagnetik

Ini mirip dengan transformator primer, di mana belitan primer dan sekunder dililitkan pada inti magnet. Ia bekerja pada tegangan di atas atau di bawah 130KV. Gulungan primer dihubungkan ke fasa dan gulungan sekunder dihubungkan ke ground. Ini digunakan dalam rangkaian pengukuran, relay, dan tegangan tinggi.

Transformator Potensial Kapasitif

Ini juga dikenal sebagai pembagi potensial kapasitif atau jenis kopling atau transformer potential kapasitif jenis bushing. Rangkaian kapasitor terhubung ke belitan primer atau belitan sekunder. Tegangan output pada belitan sekunder diukur. Ini digunakan untuk tujuan komunikasi saluran listrik dan lebih mahal.

Kesalahan dalam Transformator Potensial

Pada transformator primer, tegangan output pada belitan sekunder sama persis dengan tegangan pada transformator sekunder. Pada trafo potensial, tegangan turun karena reaktansi dan resistansi pada primer dan sekunder serta faktor daya pada sekunder menyebabkan kesalahan pergeseran fasa dan kesalahan tegangan.

Diagram fasor di atas menjelaskan kesalahan pada potential transformer.

Is – arus sekunder
Es – ggl yang diinduksi pada belitan sekunder
Vs – tegangan terminal dari belitan sekunder
Rs – resistansi belitan sekunder
Xs – reaktansi belitan sekunder
Ip – Arus primer
Ep – ggl yang diinduksi dari belitan primer
Vp – tegangan terminal dari belitan primer
Rp – resistansi belitan dari belitan primer
Xp – reaktansi belitan dari belitan primer
Kt – rasio putaran
Io – arus eksitasi
Im – arus magnetisasi Io
Iw – komponen inti kerugian dari Io
Φm – fluks magnet
Β – kesalahan sudut fasa

GGL (gaya gerak listrik) tegangan primer yang diinduksi adalah pengurangan resistansi dan penurunan reaktansi (IpXp, IpRp) dari tegangan Vp primer. Tegangan turun karena reaktansi dan resistansi belitan primer.

GGL yang diinduksi di primer diubah menjadi sekunder oleh induksi timbal balik dan bentuk GGL yang diinduksi di Es sekunder. Tegangan output melintasi belitan sekunder karena penurunan GGL oleh resistansi dan reaktansi adalah Vs. Tegangan output pada sekunder diperoleh dengan pengurangan reaktansi dan penurunan resistansi (IsXs, IsRs) dari GGL yang diinduksi pada Es sekunder.

Mari kita ambil fluks utama sebagai referensi. Arus pada IP primer diperoleh dari penjumlahan vektor arus eksitasi Io dan arus sekunder balik Is, yang dikalikan dengan 1 / Kt. Vp adalah tegangan primer yang diterapkan dari transformator potensial.

Baca juga : Jenis-jenis Transformator (Trafo) dan Aplikasinya

Ip = (Io + Is)/Kt

Rasio Kesalahan

Jika rasio normal transformator potensial berbeda dari rasio aktual transformator potensial karena resistansi dan reaktansi turun, maka terjadi kesalahan rasio.

Kesalahan Tegangan

Jika terdapat perbedaan antara tegangan ideal dan tegangan aktual, maka terjadi kesalahan tegangan. Persentase kesalahan tegangan adalah [(Vp – Kt Vs)/Vp] x 100

Kesalahan Sudut Fasa

Jika ada perbedaan antara sudut fasa antara tegangan primer ‘Vp’ dan tegangan sekunder terbalik, kesalahan sudut fasa terjadi.

Penyebab Kesalahan

Karena impedansi internal, tegangan turun pada primer dan diubah sebanding dengan rasio belitan dan belitan sekundernya. Demikian pula, hal yang sama terjadi pada belitan sekunder.

Pengurangan Kesalahan

Kesalahan transformator potensial dapat dikurangi atau dicegah dengan meningkatkan akurasi dalam perancangan, besaran reaktansi dan resistansi belitan primer dan sekunder, dan magnetisasi minimum inti.

Aplikasi Transformator Potensial

Kegunaanya adalah

Digunakan dalam rangkaian relay dan pengukuran
Penggunaan di rangkaian komunikasi pembawa saluran listrik
Digunakan dalam sistem proteksi secara elektrik
Digunakan untuk melindungi pengumpan
Digunakan untuk perlindungan impedansi di generator
Digunakan dalam sinkronisasi generator dan pengumpan.
Digunakan sebagai trafo tegangan proteksi

Pertanyaan

1). Apa itu Transformator potensial?

Trafo potensial atau potential transformer juga dikenal sebagai trafo penurun tegangan (step-down) atau trafo tegangan atau trafo instrumen, di mana tegangan suatu rangkaian direduksi menjadi tegangan yang lebih rendah untuk pengukuran.