MAKALAH
PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI AC
Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Teknik Tegangan Tinggi
Disusun Oleh,
Muthia Widya Fahira
177002013
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SILIWANGI
TASIKMALAYA
2019
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Guidelines and tips
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community
Ask the community for help and clear up your study doubts
University Rankings
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Our save-the-student-ebooks!
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
Papers of transformator, Exercises of Electrical Engineering
contoh makalah teknik tegangan tingg tentang transformator
Typology: Exercises
2019/2020
1 / 16
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Related documents
Partial preview of the text
Download Papers of transformator and more Exercises Electrical Engineering in PDF only on Docsity!
MAKALAH
PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI AC
Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Teknik Tegangan Tinggi Disusun Oleh, Muthia Widya Fahira 177002013 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SILIWANGI TASIKMALAYA 2019
KATA PENGANTAR
Segala puji hanya milik Allah SWT. yang telah memberikan Penulis kesempatan dalam menjalankan aktivitas yang biasa Penulis lakukan. Mudah- mudahan akan menjadi berkah. Tidak lupa shalawat dan dalam di limpahkan kepada Nabi Muhammad SAW. yang diutus untuk memberi kesejahteraan seluruh dunia. Makalah ini telah kami susun untuk memenuhi mata kuliah Teknik Tegangan Tinggi yang menjelaskan tentang bagaimana suatu tegangan tinggi dapat dihasilkan. Makalah ini dibuat dengan semaksimal mungkin agar dapat menjadi refernsi bagi beberapa pembaca. Harapan kami atas makalah ini bisa menjadi sebuah referensi dalam memahami mata kuliah Teknik tegangan Tinggi, khususnya tentang pembagPenulisn tegangan tinggi. Selain itu, kami pun menyadari jika ada kesalahan baik dalam penulisan maupun dalam penyampaian materi. Kami harap kepada pembaca agar dapat memberi saran baik berupa tambahan maupun koreksi apabila ada kesalahan. Akhir kata dari kami, semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi semua pembacanya.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Dalam bidang teknik elektro dan fisika, tegangan tinggi diperlukan untuk beberapa aplikasi. Sebagai contoh, mikroskop elektron dan penggunaan x-ray yang membutuhkan arus DC, penggunaan tegangan sebesar 1000KV AC untuk pengujian peralatan daya dengan tegangan tinggi dan sebagainya. [1] Pengetahuan dasar tentang pembangPenulisn tegangan tegangan tinggi, sangat penting bagi para insinyur listrik, khususnya yang berkecimpung dan mendalami bidang teknologi elektrik bertegangan tinggi. Penggunaan generator bertegangan tinggi biasanya tersedia secara umum dalam pengujian laboratorium dan pengujian alat seperti pengujian ketahanan trafo, busing, kabel kapasitor switchgear dan beberapa peralatan pendukung lainnya. [2] Dalam uji coba menghasilkan listrik AC yang kurang dari ratusan kV, sebuah trafo bisa digunakan. Tetapi, apabila pengujian dilakukan untuk listrik AC bertegangan tinggi, melakukan hal yang sama akan menghasilkan beberapa masalah, terutama dalam permasalahan isolasi. [3] 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan pendahuluan diatas, rumusan masalah yang didapat ialah : a. Bagaimana cara membangkitkan tegangan tinggi AC? b. Bagaimana pengujian tegangan AC menggunakan trafo dan konstruksi nya? c. Bagaimana konstruksi rangkaian pengganti trafo dalam pengujian tegangan tinggi AC? 1.3. Tujuan Penulisan a. Untuk mengetahui cara pembangkitan tegangan tinggi AC b. Untuk mengetahui pengujian tegangan AC menggunakan trafo dan konstruksi
c. Untuk mengetahui rangkaian penggati trafo dalam penujian 1.4 Manfaat Penulisan Makalah a. menjadi sumber pengetahuan nagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya
kemampuan regulasi. Inti besi (ditunjukan oleh nomor 1) juga tetap pada potensial bumi satu terminal dari masing-masing dua belitan. Pada gambar (yang tengah “ganti”) menunjukkan unit trafo dengan tangki logam yang diarde (grounding), untuk sebuah tegangan tinggi. Busing (ditunjukan oleh nomor 6) diperlukan untuk mengeluarkan tegangan tinggi dari tangki (ditunjukkan oleh nomor 5). Alih-alih sebagai pengganti busing, kabel koaksial juga dapat digunakan sebagai jika dapat meningkatkan koneksi antara pengujian trafo dan objek pengujian. Pada gambar (yang kanan “ganti”) bagian yang aktif pada trafo ditempatkan pada isolasi silinder (ditunjukan oleh nomor 7) sebagai pengganti busing. Konstruksi ini dapat mengurangi tinggi trafo,walaupun perpindahan panas dari dalam ke luar nya buruk. [2], [4] Untuk kedua kasus diatas, the vessels (cari terjemahan lain selain kapal) dapat diisi dengan minyak trafo berkualitas tinggi seperti lilitan yang dilapisu kertas minyak sebagai isolasi. Bagian yang menjadi penampang beitan menunjukkan belitan primer yang dekat dengan inti besi dan dikelilingi oleh tegangan tinggi dari belitan sekunder (ditunjukan nomor 3). Susunan koaksial ini dapat mengurangi fluks magnetik menyimpang dan menambahkannya. Bentuk penampang melintang dari nomor 3 adalah sebuah ciri untuk tata letak yang biasa dari kumparan ini : dimulai dari belitan tegangan tinggi yang terletak di sisi dekat inti, dna ujungnya dekat dengan isolator untuk logam yang diiris, yang dapat mencegah intensitas medan yang terlalu tinggi pada potensial tegangan tinggi. Diantara kedua ujungnya, belokan tunggal disusun berlapis, yang dilakukan dengan cermat diisolasi dari satu sama lain oleh benda padat (contohnya lembaran kertas kraft). Lapisan yang berdekatan, oleh karena itu, membentuk kapasitor koaksial dengan nilai tinggi, dan jika itu kapasitansi sama - diproduksi oleh berkurangnya lebar lapisan tunggal dengan meningkatnya diameter - distribusi potensial untuk tegangan transien dapat dijaga konstan. Dengan prosedur ini, bentuk trapesium dari penampang berasal.
Dapat dipahami bahwa desain h.v. berliku menjadi sulit jika tegangan lebih dari sePenulisr 100 kV harus diproduksi dalam satu gulungan. Konstruksi yang lebih baik tersedia dengan teknik khusus, terutama oleh Transfo bertingkat. Gambar 1. Trafo Tegangan Tinggi Langkah pertama dalam teknik ini adalah menempatkan dua jam. gulungan pada satu besi inti, untuk bergabung dengan kedua gulungan secara seri dan untuk menghubungkan persimpangan ini dengan inti. Untuk ilustrasi, diagram sirkuit ditunjukkan pada Gambar. 2.13 dalam kombinasi dengan penampang disederhanakan dari bagian aktif. Pengaturan masih dapat diperlakukan sebagai transformator unit tunggal, karena hanya satu inti yang ada. Titik tengah h.v. belitan terhubung ke inti dan ke logam tangki, jika tangki tersebut digunakan sebagai the vessels. Di bagian yang bersebrangan ditunjukan kumparanv primer. Namun, lilitan utama ‘2 placed ditempatkan di sePenulisr bagian pertama‘ 3a ’dari seluruh h.t. berkelok-kelok, yang lapisan dalamnya, yang setengah potensi penuh tegangan output, terhubung ke inti. Ada dua gulungan tambahan, ‘4a’ dan ‘4b’, diberi peringkat untuk tegangan rendah, yang bertindak sebagai belitan kompensasi. Ini ditempatkan dekat dengan inti dan mengurangi reaktansi kebocoran tinggi antara ‘3b’ dan utama ‘2’. Seringkali berliku yang menarik '5', sekali lagi sebuah belitan dinilai untuk tegangan rendah sebagai belitan utama, juga tersedia. Ini belitan yang menarik diperkenalkan di sini karena akan diperlukan untuk kaskade transformer. Perhatikan bahwa belitan ini berada pada potensi keluaran penuh dari transformator. Meskipun tidak ada kapal ditampilkan di mana unit seperti itu akan tenggelam, itu dapat dengan mudah dipahami bahwa untuk konstruksi tangki
2.1.2 Rangkaian Pengganti Trafo Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level tegangan ke level tegangan yang lain. Dapat menaikkan, menurunkan atau hanya untuk mengisolasi sistem satu dengan yang lainnya. Transformator terdiri atas sisi primer dan sisi sekunder. Keduanya terhubung dengan inti besi. Dalam kondisi ideal, tanpa rugi-rugi, perbandingan lilitan antara keduanya merupakan perbandingan tegangan antara kedua sisinya. Namun pada kenyataannya, daya masukkan tidak pernah sama dengan daya keluaran. Terdapat rugi-rugi yang terjadi di inti besi dan lilitan. Rugi-rugi tersebut terjadi akibat histerisis, arus eddy, resistansi belitan dan fluks bocor. Dari pengetahuan tersebut, transformator dapat dimodelkan dengan rangkaian elektrik seperti di bawah ini: Gambar 2. Rangkaian pengganti trafo Disimplisikafi menjadi, Gambar 3. Rangkaian Pengganti Trafo Dimana, Req = Rp + (Np/Ns)^2. Rs Xeq = Xp + (Np/Ns)^2. Xs
Setelah kita memahami, rangkaian pengganti ini, kita dapat menentukan nilai Req, Xeq, Rc dan Xm dengan pengujian rangkaian tanpa beban dan hubung singkat. Yang diukur adalah daya (Watt), tegangan (V) dan arus (I) di sisi primer. Pada transformator ideal, tidak ada energi yang diubah menjadi bentuk energi lain di dalam transformator sehingga daya listrik pada kumparan skunder sama dengan daya listrik pada kumparan primer. Pada transformator Ideal perbandingan antara tegangan sebanding dengan perbandingan jumlah lilitannya. Dengan demikian dapat dituliskan dengan persamaan berikut: Gambar 4. Rangkaian Pengganti Trafo Namun, pada kenyataannya tidak ada transformator yang ideal. Hal ini karena pada transformator selalu ada rugi-rugi yang antara lain sebagai berikut:
- Rugi-rugi tembaga ; rugi-rugi yang disebabkan oleh pemanasan yang timbul akibat arus mengalir pada hambatan kawat penghantar yang terdapat pada kumparan primer dan sekunder dari transformator. Rugi-rugi tembaga sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir pada kumparan. - Rugi-rugi arus eddy ; rugi-rugi yang disebabkan oleh pemanasan akibat timbulnya arus eddy (pusar) yang terdapat pada inti besi transformator. Rugi-rugi ini terjadi karena inti besi terlalu tebal sehingga terjadi perbedaan tegangan antara sisinya maka mengalir arus yang berputar-putar di sisi tersebut. Rugi-rugi arus eddy sebanding dengan kuadrat tegangan
yang menghasilkan tegangan luaran V, seperti dua trafo Iainnya. Belitan transfer "3" menyuplai primer unit rafo uji II. Belitan sekunder "2" kedua unit terhubung seri, sehingga menghasilkan tegangan 2V. Proses unit III sama dengan unit II Kekurangan dari trafo uji bertingkat adalah pembebanan yang berat pada belitan primer tingkatan terbawah. Pada Gambar. 2.6 beban ditandai dengan P yang merupakan perkalian tegangan dan arus untuk setiap belitan. Untuk trafo uji tiga tingkat, kVA luaran adalah 3P sehingga setiap belitan "2" membawa arus I=P/V. Jadi hanya belitan primer trafo III yang terbebani dengan P, tetapi daya ini diambil dari belitan transfer trafo II. Oleh sebab itu primer tingkat II terbebani 2P. Artinya total daya 3P harus disediakan oleh primer trafo I, sehingga diperlukan dimensi yang tepat untuk belitan primer dan belitan transfer. 2.1.4 Reaktansi Hubungan Singkat Trafo Uji Bertingkat Pada Reaktansi Hubung Singkat Trafo Uji Bertingakat, trafo dihubungkan dengan sumber tegangan rendah, tegangan akan melewati kumparan sekunder, dari tahap trafo pertama dan kedua mempunyai jumlah belitan yang sama, akan mangulang tegangan ke sisi primer trafo kedua dan dihubung seri sehingga nominal tegangan keluaran dari kumparan eksitasi pertama akan sama dengan kumparan primer di trafo yang kedua. Pada proses ini, trafo pertama dan kedua harus merupakan trafo yang memiliki 3 kumparan , sedangkan untuk trafo ketiga yang merupakan unit keluaran hanya memiliki 2 kumparan. 2.1.5 Tegangan Lebih Kapasitif Kini telah dikembangkan beberapa rangkaian penyearah untuk mengukur puncak tegangan tinggi bolak balik dengan bantuan pembagi kapasitif. Metode-metode ini lebih menguntungkan dibanding dengan rangkain Chubb-Furtesque dikarenakan nilai terukur tidak bergantung pada frekuensi serta membolehkan pengukuran dengan banyak puncak tegangan dalam setiap setengah periode. Keburukan pembagi tegangan kapasitif ini antara lain adalah:
- Hasil pengukuran dipengaruhi oleh kapasitansi kabel ukur
- Kesalahan bisa terjadi karena adanya kapasitansi antara kondensator dan tanah yang disebut kapasitansi sasar.Kapasitansi sasar dijumpai juga antara kondensator Ch dan selubung kabel.Hal ini berpengaruh terhadap hasil pengukuran terutama pada saat pengukuran tegangan tinggi impuls. 2.2 Rangkaian Resonansi Seri Pada pengujian peralatan tegangan tinggi dengan kapasitansi yang besar memerlukan trafo uji dengan daya nominal yang besar (beberapa puluh MVA). Tiafo uji semacam itu sangat mahal, sehingga secara ekonomi sangat menguntungkan jika tegangan tinggi uji ac dibangkitkan dengan rangkaian resonansi. Rangkaian resonansi sebagai pembangkit tegangan ini dibangun pada beberapa tahun terakhir atau kemunculannya sangat terlamba dibanding dengan teori pembuatannya. Hal ini disebabkan karena rangkaian ini harus mempunvai regulator induktansi yang halus tanpa tingkatan agar mampu memenuhi syarat resonansi untuk berbagai kapasitansi beban. Akan tetapi secara teknis, merealisasikan reaktor tegangan tinggi dengan menggunakan induktansi variabel sangat sulit. Secara sederhana rangkaian resonansi seri untuk membangkitkan tegangan tinggi ac. 2.3 Rangkaian Resonansi Paralel Berbeda dengan rangkaian resonansi seri, disini diperlukan sebuah transformator tegangan tinggi sebagai sumber tegangan. tansformator harus mampu mengatasi kerugian rangkaian resonansi paralel.Rangkaian ini dapat juga dilihat sebagai rangkaian kompensasi. Secara sederhana rangkaian resonansi seri untuk membangkitkan tegangan tinggi ac. Rangkaian resonansi paralel untuk pembangkitan tegangan tinggi ac. Pada rangkaian ini tidak harus berada pada kondisi resonansi, karena tergarrtung pada transformator uji setidaknya telah dibangkitkan daya buta. Bahkan kompensasi dapat diperoleh menggunakan reaktor dengan induktansi tetap. Dengan demikian kesulitan teknik untuk membuat reaktor dengan induktansi variable dapat teratasi.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Naidu, High Volatage Engineering. 1996. [2] E. Kuffel, W. S. Zaengl, and J. Kuffel, “Generation of high voltages,” in High Voltage Engineering Fundamentals , 2000. [3] M. Abdel-Salam, “High-voltage engineering : theory and practice,” Electr. Eng. Electron. , 2000. [4] E. Kuffel, W. S. Zaengl, and J. Kuffel, “High Voltage Engineering,” in High Voltage Engineering Fundamentals , 2000.