Apa itu Transformator Potensial: Konstruksi, Jenis & Aplikasinya

Apa itu Transformator Potensial: Konstruksi, Jenis & Aplikasinya

Transformer adalah perangkat pasif elektromagnetik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik , yang mentransfer energi listrik dari satu sirkuit ke sirkuit lain secara magnetis. Ini terdiri dari dua kumparan, satu kumparan primer dan yang lainnya adalah kumparan sekunder. Keduanya gulungan (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. 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 kemenangan, mereka adalah transformator step-up dan transformator step-down. Ada berbagai jenis trafo yang digunakan pada rangkaian AC, seperti trafo daya, trafo potensial, trafo tiga fasa, dan trafo otomatis.



Apa itu Potensi Transformer?

Definisi: Potensi transformer juga dikenal sebagai transformator step-down tegangan atau transformator tegangan atau trafo instrumen , di mana tegangan rangkaian direduksi 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 voltmeter atau wattmeter. Ini mampu meningkatkan atau menurunkan level tegangan suatu rangkaian, tanpa mengubah frekuensi dan belitannya. Prinsip kerja, konstruksi trafo potensial hampir sama dengan trafo daya dan trafo konvensional.


Potensi-Transformer

Potensi Transformer





Diagram Sirkuit Trafo Potensial

Trafo 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 mengukur). Tegangan keluaran 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.

Pembangunan Transformator Potensial

Diagram Sirkuit Trafo Potensial

Diagram Sirkuit Trafo Potensial



Trafo 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 cangkang untuk memastikan akurasi tertinggi. Biasanya, transformator 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 masukan dan tegangan keluaran harus dipantau dengan hati-hati untuk menjaga tegangan yang lebih rendah dengan memvariasikan beban. Gulungan ditutupi dengan lakban dan pita kapas untuk mengurangi biaya isolasi.

Pemisah serat keras digunakan untuk memisahkan gulungan. Bushing berisi minyak digunakan untuk menghubungkan transformator potensial 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 keluaran yang lebih rendah.


Potensi Transformator Bekerja

Trafo potensial dihubungkan ke rangkaian daya yang tegangannya harus diukur dihubungkan antara fasa dan ground. Itu berarti belitan primer transformator 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 pada belitan sekunder dengan memperhatikan tegangan pada belitan primer menggunakan multimeter atau voltmeter. Karena impedansi tinggi pada transformator 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 kisaran 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 belokan pada belitan sekunder

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

Jenis Tegangan atau Potensi Transformer

Berdasarkan fungsi dari suatu trafo potensial terdapat dua jenis yaitu

  • Transformator tegangan pengukur
  • Trafo tegangan proteksi

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

Transformator Potensi Elektromagnetik

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

Transformer Potensi Kapasitif

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

Potensi-Transformer

kapasitif-potensial-transformator

Kesalahan dalam Potensi Transformer

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

Diagram Fasor

diagram fasor

Diagram fasor di atas menjelaskan kesalahan pada transformator potensial.

'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’ – winding perlawanan dari belitan primer

'Xp' - reaktansi belitan dari belitan primer

'Kt' - rasio putaran

'Io' - arus eksitasi

'Im' - arus magnetisasi Io

'Iw' - komponen inti kerugian Io

'Φm' - fluks magnet

'Β'- kesalahan sudut fase

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

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

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 Fase

Jika ada perbedaan antara sudut fasa antara tegangan primer 'Vp' dan tegangan sekunder kebalikannya, kesalahan sudut fasa terjadi.

Penyebab Kesalahan

Karena impedansi internal, tegangan turun di 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

Aplikasinya adalah

  • Digunakan dalam sirkuit relai dan pengukuran
  • Penggunaan di sirkuit 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

FAQ

1). Berapakah trafo potensial?

Trafo potensial juga dikenal sebagai trafo penurun tegangan atau trafo tegangan atau trafo instrumen, di mana tegangan suatu rangkaian direduksi menjadi tegangan yang lebih rendah untuk pengukuran.

2). Apa jenis trafo potensial?

Transformator potensial kapasitif dan transformator potensial elektromagnetik

3). Apa kesalahan dalam transformator potensial?

Kesalahan rasio, kesalahan tegangan, kesalahan sudut fasa

4). Apa tujuan dari trafo potensial?

Untuk mengurangi tegangan yang lebih tinggi ke tegangan yang lebih rendah dari rangkaian Daya untuk pengukuran.

5). Apa bentuk lain dari trafo potensial?

Trafo penurun arah atau Trafo instrumen

Oleh karena itu, pekerjaan, konstruksi, kesalahan, dan aplikasi transformator potensial dibahas di atas. Tujuan dari trafo potensial adalah untuk mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, 'apa keuntungan dan kerugian dari trafo potensial?'