Bagaimana Menghitung Kapasitas Transformer Padat dengan Benar

Kapasitas transformator merujuk pada daya tampak pada posisi tap utama transformator, dan kapasitas yang ditunjukkan pada plat nama transformator adalah kapasitas nominal. Dalam operasi transformator listrik, terdapat kasus under-loading karena kapasitas berlebih, serta kasus overloading atau operasi arus berlebih yang menyebabkan peralatan panas berlebihan bahkan hingga hangus. Praktik penyesuaian kapasitas yang tidak tepat ini secara langsung mempengaruhi keandalan dan ekonomi pasokan listrik dalam sistem listrik. Oleh karena itu, menentukan kapasitas transformator yang tepat sangat penting untuk memastikan operasi sistem listrik yang andal dan ekonomis.

Perhitungan kapasitas untuk transformator padat harus mempertimbangkan faktor-faktor berikut:

• Tegangan Masukan: Tegangan masukan merujuk pada nilai tegangan yang disuplai ke transformator. Transformator padat biasanya memiliki rentang tegangan masukan tertentu (misalnya, 220V ~ 460V), dan transformator yang sesuai harus dipilih berdasarkan rentang tersebut.

• Tegangan Keluaran: Tegangan keluaran merujuk pada nilai tegangan yang dihasilkan oleh transformator. Transformator padat juga memiliki rentang tegangan keluaran tertentu (misalnya, 80VAC ~ 480VAC), yang harus diperhitungkan saat memilih transformator yang sesuai.

• Kapasitas Nominal: Kapasitas nominal menunjukkan beban maksimum yang dapat ditangani oleh transformator, biasanya dinyatakan dalam kilovolt-ampere (kVA). Kapasitas nominal biasanya ditentukan berdasarkan permintaan; jika beban memerlukan total arus yang besar, maka harus dipilih transformator dengan kapasitas yang lebih besar.

• Daya Masukan: Daya masukan sama dengan tegangan masukan dikalikan dengan arus masukan, biasanya dinyatakan dalam kilowatt (kW).

Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan faktor-faktor tersebut, rumus perhitungan kapasitas untuk transformator padat dapat dinyatakan sebagai:
Kapasitas (kVA) = Tegangan Masukan (V) × Arus Masukan (A) / 1000.

Catatan: Transformator padat berbeda dari transformator listrik tradisional. Transformator padat adalah kombinasi antara konverter dan transformator, sehingga sangat cocok untuk aplikasi konversi daya statis. Namun, metode perhitungannya berbeda dari transformator konvensional.

Metode perhitungan kapasitas untuk transformator satu fase dan tiga fase mirip. Penjelasan berikut menggunakan perhitungan kapasitas transformator tiga fase sebagai contoh. Langkah pertama dalam perhitungan kapasitas transformator adalah menentukan daya maksimum per fase dari beban (untuk transformator satu fase, ini hanya daya beban satu fase maksimum).

Jumlahkan daya beban secara independen untuk setiap fase (A, B, dan C). Misalnya, jika total daya beban pada fase A adalah 10 kW, fase B adalah 9 kW, dan fase C adalah 11 kW, ambil nilai maksimum, yaitu 11 kW.

Catatan: Untuk perangkat satu fase, daya per unit diambil sebagai nilai maksimum yang tertera pada plat nama perangkat. Untuk peralatan tiga fase, bagi total daya dengan 3 untuk mendapatkan daya per fase. Sebagai contoh:
Total daya beban pada fase C = (300W × 10 komputer) + (2kW × 4 AC) = 11 kW.

Langkah kedua dalam perhitungan kapasitas transformator adalah menentukan total daya tiga fase. Gunakan daya maksimum satu fase untuk menghitung total daya tiga fase:
Daya maksimum satu fase × 3 = Total daya tiga fase.

Menggunakan daya beban maksimum fase C sebesar 11 kW:
11 kW × 3 (fase) = 33 kW. Jadi, total daya tiga fase adalah 33 kW.

Saat ini, lebih dari 90% transformator yang tersedia di pasar memiliki faktor daya hanya 0,8. Oleh karena itu, total daya harus dibagi dengan 0,8:
33 kW / 0,8 = 41,25 kW (daya tampak transformator yang diperlukan dalam kW).

Menurut Panduan Desain Teknik Elektro, kapasitas transformator harus dipilih berdasarkan beban yang dihitung. Untuk satu transformator yang mensuplai beban stabil, faktor beban β biasanya diambil sekitar 85%. Ini dinyatakan sebagai:
β = S / Se
Di mana:
S — Kapasitas beban yang dihitung (kVA);
Se — Kapasitas transformator (kVA);
β — Faktor beban (biasanya 80% hingga 90%).

Dengan demikian:
41,25 kW (kebutuhan daya tampak) / 0,85 = 48,529 kVA (kapasitas transformator yang diperlukan).Oleh karena itu, transformator 50 kVA akan sesuai.