Tugas 1 Trafo [PDF]

Citation preview

TUGAS 1



TRANSFORMATOR DAYA



OLEH:



TARA AZZAHRA PUTRI



03041181722001



KHOFIFAH



03041181722005



WIKE TRIANI



03041281722007



FITRI TAMARA



03041281722071



GITA PURNAMA SARI



03041181722075



CINTIA MEIDIANI



03041281722083



Dosen Pengampuh



: Ir. M. Suparlan, MS.



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2019



1) Suatu trafo 1 phasa 3000/200 V ; 50 Hz dengan luas penampang inti efektif 150 cm2 dan pada sisi tegangan rendah mempunyai 80 lilitan. Hitunglah : a. Kerapatan fluksi maksimum pada inti b. Jumlah lilitan pada belitan sisi tegangan tinggi Penyelesaian : Dik :



Trafo satu phasa = 3000/200 ; 50 Hz A = 150 cm2 = 0,015 m2 N2 = 80 lilitan TT = 3000V TR = 200V



Ditanya



: a. Bm b. N1



Jawab



:



a) E2 = 4,44 . f . N2 . Bm . A maka, E2 3000   0,75 Wb/m2 4,44. f .N 2 . A 4,44(50)(1200)(0,015)



Bm =



b)



𝐸2 𝐸1



𝑁



= 𝑁2



𝑁1 =



1



𝐸1 𝑥 𝑁2 𝐸2



=



3000 𝑥 80 200



= 1200 lilitan



2) Suatu trafo satu phasa 3300/230 volt ; 50 Hz mempunyai kerapatan fluksi maksimum pada inti 1,2 Wb/m2. Luas penampang inti efektif trafo 150 cm2. Tentukanlah jumlah lilitan yang dibutuhkan pada sisi primer dan sekunder. Penyelesaian : Diketahui :



Trafo 1 phasa = 3300/230 ; 50 Hz Bm = 1,2 Wb/m2 A = 150 cm2 = 0,015 m2 TT = 3300V TR = 230V



Ditanya



: Jumlah lilitan N1 dan N2



Jawab



:



E1 = 4,44 . f . Bm . N1 . A Jadi, N1 = 𝐸2 𝐸1



E1 3300   825,8 ≈ 826 lilitan 4,44. f .Bm . A 4,44(50)(1,2)(0,015)



𝑁



= 𝑁2 1



𝑁2 =



𝐸2 𝑥 𝑁1 𝐸1



=



230 𝑥 826 3300



= 58 lilitan



3) Suatu trafo 1 phasa 40 kVA ; 3300/240 volt ; 50 Hz mempunyai 660 lilitan pada sisi primer. Tentukanlah : a. Jumlah lilitan pada sisi sekunder. b. Fluksi maksimum pada inti. c. Arus beban penuh pada sisi primer dan sekunder. Drop internal pada belitan diabaikan. Penyelesaian : Diketahui :



S = 40 kVA Trafo 1 phasa 3300/240 ; 50 Hz N1 = 660 lilitan TT = 3300V TR = 240V



Ditanya



: a. N2 b. Фm c. I1 dan I2



Jawab 𝐸



: 𝑁



a) 𝐸2 = 𝑁2 1



𝑁2 =



1



𝐸2 𝑥 𝑁1 𝐸1



=



240 𝑥 660 3300



= 48 lilitan



b) E1 = 4,44 . f . Фm 𝑁1 jadi, ɸm  c) I 1 



E1 3300   0,0225 Wb = 22,5 mWb 4,44. f .N1 4,44.(50)(660)



S 40.000   12,1 A V1 3300



I2 



S 40.000   166,7 A V2 240



4) Suatu trafo 1 phasa (Double-Wound) digunakan untuk menurunkan tegangan (Step-Down) dari 1900 volt ke 240 volt ; 50 Hz yang mempunyai 1,5 volt per lilit. Hitunglah jumlah lilitan pada belitan sisi primer dan sekunder. Dengan kerapatan fluksi maksimum 1,2 Wb/m2, tentukanlah luas penampang inti trafo. Jika output trafo 10 kVA, hitunglah arus sekunder. Penyelesaian : Diketahui :



Trafo 1 phasa 1900/240 ; 50 Hz TT = 1900V TR = 240V 1,5 volt per lilit Bm = 1,2 Wb/m2 S2 = 10 kVA



Ditanya



: N1, N2, A dan I2



Jawab



:



N1 



1900volt  1267 lilitan 1,5volt / lilit



N2 



240volt  160 lilitan 1,5volt / lilit



E1 = 4,44 . f . Bm . N1 . A A=



E1 1900   0,00563 m2 = 56,3 cm2 4,44. f .Bm .N1 4,44(50)(1,2)(1267)



I2 



10.000VA  41,67 A 240V



5) Suatu trafo 1 phasa tipe inti 50 Hz dengan rasio tegangan 1200/440. Tentukanlah jumlah lilitan pada belitan sisi primer dan sekunder, jika fluksi maksimum pada inti 0,075 Wb. Penyelesaian : Diketahui :



Trafo 1 phasa 1200/440 ; 50 Hz Φm = 0,075 Wb



Ditanya



: N1 dan N2



Jawab



:



E1 = 4,44 . f . N1 . Фm 𝐸



1200



N1 = 4,44 .𝑓1 .Фm = 4,44 .50.0,075 = 72 lilitan 𝑁2 =



𝐸2 𝑥 𝑁1



=



𝐸1



440 𝑥 72 1200



= 26 lilitan



6) Suatu trafo 1 phasa mempunyai 500 lilitan pada sisi primer dan 1200 liltan pada sisi sekunder. Luas bersih penampang inti trafo 75 cm2, jika sisi primer trafo dihubungkan ke sumber tegangan 400 volt,50 Hz. Hitunglah: a. Kerapatan fluksi maksimum pada inti b. Tegangan induksi pada lilitan sisi sekunder Penyelesaian : Diketahui: N1 = 500 N2 = 1200 A : 75cm2 E1 = 400 volt f = 50 Hz Ditanya: a. Bm b. E2 Jawab : a).



E1 = 4,44.f. Bm. N1. A 400 = 4,44 . 50. Bm. 500. 75. 10-4 Bm =



400 832,5



= 0,48 Wbr/m2



b).



𝑉1 𝑉2



V2



= =



𝑁1 𝑁2 𝑉1 .𝑁 2 𝑁1



=



400 .1200 500



= 960 Volt



7) Suatu trafo single phasa 3300/250 volt, 50 Hz,. Mempunyai luas penamapang inti efektif 125 cm2 dan 70 lilitan pada sisi tegangan rendah. Hitunglah : a. kerapatan fluksi maksimum pada inti b. jumlah lilitan pada belitan tegangan tinggi Penyelesaian : Diketahui : V1= 3300 V2 = 250 A = 125cm2 f = 50 Hz N2 = 70 Ditanya : a. Bm b. N1 Jawab: a).



E2 = 4,44.f. Bm. N2. A E2 = 4,44 . 50. Bm. 70. 125. 10-4 250



Bm =



194,25



= 1,2870 Wbr/m2 𝑉1



b).



𝑉2



=



N1 =



𝑁1 𝑁2



𝑉1 .𝑁 2 𝑉2



=



3300 .70 250



= 924 liltan



8) Suatu trafo 1 phasa 10 KVA mempunyai rasio lilitan 300/23. Sisi primer dihubungkan ke sumber tegangan 1500 Volt,60 Hz. Tentukanlah tegangan sisi sekunder pada kondisi beban nol dan arus beban penuh sisi primer dan sekunder, juga tentukanlah fluksi maksimum pada inti. Penyelesaian : Diketahui :



S = 10 Kva V1 = 1500 N1 = 300



N2 = 23 f = 60 Hz



V2 , I2 , I1 , Фm



Ditanya: Jawab: 𝑉1 𝑉2



=



V2 = I2 =



𝑁1 𝑁2 𝑉1 .𝑁 2 𝑁1



=



1500 .23 300



= 115 volt



S 1200 10.000  = = 87 A 115 V2 440



I 1 N1  I2 N2 I1 



23 . 87 N1 = 6,67 A I2 = 300 N2



E1 = 4,44 . f . ɸm N1 . ɸm =



1500 4,4 . 1,597 . 300 . 60 .



= 0,01175 Wbr



9) Suatu trafo 1 phasa 100 kVA, 3300/400 volt, 50 Hz mempunyai 110 lilitan pada sisi sekunder. Hitunglah arus beban pebuh sisi primer dan sekunder, fluksi maksimum pada inti dan jumlah lilitan pada sisiprimer. Penyelesaian : Diketahui :



V1 = 3300 V2 = 400 N2 = 110 f = 50 Hz S = 100 kVA



Ditanya = I2 , I1 , Фm , N1 Jawab : I1 = I2 =



𝑆 𝑉1



=



100.000 3300



S 100.000 = 400 V2



= 30,30 A = 250 A



E1 = 4,44 . f . ɸm N1 . Фm = 𝑉1 𝑉2



=



N1 =



3300 4,44 . 0,998 . 907,5 . 50 .



= 0,0164 Wbr



𝑁1 𝑁2 𝑉1 .𝑁 2 𝑉2



3300 .110



=



400



= 907,5 lilitan



10) Suatu Trafo 1 phasa dengan arus beban nol 5 A. Pada faktor daya 0,2 yang dihubungkan ke sumber tegangan 230 Volt , 50 Hz. jumlah lilitan pada sisi primer 200. Hitunglah : a. Fluksi maksimum pada inti b. Susut inti c. Arus magnetisasi. Penyelesaian : Diketahui :



V = 230V 𝐼𝑂 = 5𝐴 cos ϴ = 0,2 N1= 220 f = 50 Hz



Ditanya :



a. Fluksi maksimum pada inti b. Susut inti c. Arus magnetisasi.



Jawab : a).



E1 = 4,44 . f . ɸm N1 . Фm =



b) P



230 4,44 . 50 . 200



= V 𝐼𝑂 cos ϴ = 230 . 5 . 0,2 = 230 Watt



c) I𝜔 = 𝐼𝑂 cos ϴ = 5 . 0,2 = 1 Iµ



= √𝐼𝑂 2 − 𝐼𝜔 2



= 0,00518 Wbr ≈ 5,18 mWbr



= √52 − 12 = 4,89 A 11) Suatu trafo 1 phasa dengan arus beban nol 15 A pada faktor daya 0,2 yang dihubungkan ke suplai tegangan 460 Volt, 50 Hz. jika sisi lilitan primer mempunyai 550 lilitan. Hitunglah: a. Arus komponen magnetisasi b. Susut besi c. Fluksi maksimum pada inti Penyelesaian : Diketahui: Io : 15 A cos ϴ : 0,2



E1 : 460 V f : 50 Hz N1 : 550 Ditanya :



a. Arus komponen magnetisasi b. Susut besi c. Fluksi maksimum pada inti



Jawab : a.



I = √𝐼𝑂 2 − 𝐼𝜔 2 = Io. cos ϴ



I𝜔



= 15 . 0,2 =3A Iµ = √152 − 32 = √225 − 9 = 14,7 A b.



P = V. I𝜔 = 460 .3 = 1380 watt



c.



E1 = 4,44 . f . N1 . Фm Фm =



460 4,44. 550 . 50



= 3,77 mWbr



12) Suatu trafo dengan arus beban nol 4 A pada faktor data 0,25 dihubungkan ke



suplai tegangan 250 Volt, 50 Hz. Jumlah lilitan pada sisi lilitan primer 200. Hitunglah: a.Fluksi efektif pada inti (asumsi fluksi sinusoidal) b. Susut inti besi c. Arus magnetisasi Penyelesaian : Diketahui: Io = 4 A cos ϴ = 0,25



E1 = 250 V ;50 Hz N1 = 200 Ditanya :



a. Fluksi efektif pada inti (asumsi fluksi sinusoidal) b. Susut inti besi c. Arus magnetisasi



Jawab : a.



E1 = 4,44 . f . N1 . Фm Фm =



250 4,44 . 200 . 50



= 5,63 mWbr b.



P = V. I𝜔 = 250 .4. 0,25 = 250 watt



c.



I



= √𝐼𝑜2 − 𝐼𝜔 2



I𝜔



= Io. cos ϴ = 4 . 0,25= 1 A



Iµ = √42 − 12 = √16 − 1 = 3,87 A 13) Hitunglah arus primer beban nol dan faktor daya beban nol pada suatu trafo phasa dengan data – data sbb: Diketahui : Jumlah lilitan primer = 500 dan sekunder 50. Tegangan pada sisi primer = 3000 Volt;50 Hz.



Panjang rata –rata lintasan magnetik pada inti besi 150 cm dan sambungan lempoengan inti yang setara dengan celah udara 0,1 mm. Kerapatan fluksi maksimum = 1 Wbr/m2. Susut besi pada kerapatan fluks ini = 2 watt/kg(inti besi) Berat jenis besi= 7,8 gram/cm3; µo=4π x 10 -7 H/m. Ditanya : Arus primer beban nol, dan faktor daya beban nol? Penyelesaian : 



E1= 4,44 . f . φm . N1 . A 3000 = 4,44 x 50 x 1 x 500 x A A = 0,0270m2 = 270cm2







AT untuk sudut besi = 150 x 5= 750 AT untuk celah udara = H . l = (B/ µo ) x l = (1/ 4π x 10



-7



)x



0,0001= 79,62 ; AT total = 750 + 79,62 = 829,62 



Nilai arus magnetisasi maksimum = 829,62 / 500 = 1,659 A Nilai efektif arus magnetisasi ( Iµ2)= 0,707 x 1,659 = 1,17 A







Volume besi= 150 x 270= 40500 cm3 ; Berat jenis besi= 7,8 gram/cm3 Maka;







Berat besi = (40500 x7,8) / 1000 = 315,9 Kg







Susut besi total = 315,9 x 2= 631,8 Watt







Komponen susut besi = Iω 2= 631,8 / 3000 = 0,2106



Arus beban – nol (I0) = √Iµ2 + Iω2 = 1,188 A Faktor daya , Cos φ0 =



Iω I0



= 0,2106/ 0,17 = 0,18 (Lagging)