Pada dasarnya bagian transformator yang penting adalah kumparan dan inti saja. Karena meskipun hanya terdiri dari dua bagian tersebut, transformator sebenarnya sudah dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Namun untuk melengkapi dan mendukung kinerja transformator agar maksimal, maka transformator perlu diberikan beberapa komponen atau bagian pelengkap lainnya.
Transformator atau biasa kita sebut sebagai trafo adalah peralatan listrik berupa beberapa kumparan kawat penghantar yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan induksi ketika diberikan aliran listrik. Ada banyak jenis trafo yang digunakan pada berbagai instalasi dan sirkuit elektronika.
Bagian bagian pada transformator
Beragam tipe trafo yang digunakan saat ini mempunyai bentuk dan konstruksi yang berbeda sesuai dengan penerapannya di dalam sirkuit. Misalnya, trafo yang digunakan pada instalasi jaringan distribusi listrik PLN tentu akan berbeda dengan jenis trafo yang biasa kita temui pada peralatan elektronika rumah tangga.
Berikut ini adalah pembahasan secara lengkap apa saja bagian bagian transformator dan fungsinya.
1. Inti trafo
Inti trafo merupakan bagian pada transformator yang dililit oleh kawat penghantar. Jumlah kumparan dan banyaknya lilitan yang melilit inti trafo berbeda beda sesuai dengan desain rancangan besar tegangan dan arus yang diinginkan.
Saat kumparan primer trafo diberikan arus listrik, maka akan timbul aliran fluks magnetik di dalam inti trafo. Aliran ini akan menginduksi kumparan sekunder sehingga menimbulkan tegangan induksi pada kumparan sekunder tersebut.
Bentuk dan jenis bahan pembuat inti bermacam macam sesuai desain pabriknya. Namun secara umum, inti trafo terbuat dari bahan besi atau baja lunak yang berbentuk lembaran lembaran dan disusun dalam formasi bentuk tertentu.
Pemilihan bahan inti trafo dan desain bentuknya ini akan berpengaruh terhadap nilai kerugian daya yang dihasilkan oleh transformator. Karena itu diperlukan desain trafo dan penggunaan bahan inti trafo bermutu tinggi agar bisa menekan jumlah kerugian daya hingga 99%.
2. Kumparan
Kumparan trafo merupakan kawat penghantar yang dililitkan pada inti trafo. Jenis kawat tembaga bermutu tinggi sering digunakan sebagai bahan kawat kumparan karena merupakan tipe penghantar listrik yang baik.
Setiap trafo setidaknya memiliki dua buah kumparan yang dililitkan pada inti yang sama, yaitu kumparan primer yang terhubung dengan sumber tegangan dan kumparan sekunder yang terhubung ke beban.
Ketika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan, maka pada kumparan sekunder akan timbul tegangan induksi sebagai akibat dari medan magnet yang tercipta pada kumparan primer.
Bentuk dan jumlah lilitan pada jenis trafo bermacam macam sesuai dengan rancangan dari pabrik pembuatnya. Perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder akan mempengaruhi besar tegangan induksi yang akan dihasilkan oleh transformator.
3. Lapisan isolasi
Lapisan isolasi diperlukan agar tidak terjadi hubungan singkat antar tiap bagian yang ada pada trafo. Isolasi ini mencegah hubungan antara kumparan dan inti trafo yang merupakan bahan dari logam. Selain itu itu, isolasi juga diperlukan untuk mencegah adanya hubungan antar kawat atau kumparan di dalam trafo.
Bahan isolasi dibuat dari jenis bahan yang memiliki daya resistensi sangat tinggi sehingga tidak mudah ditembus oleh arus listrik. Jenis bahan isolasi yang bermutu tinggi mampu menjamin tiap bagian trafo tidak saling bersentuhan .
Pada jenis trafo tegangan tinggi seperti yang ada pada sirkuit distribusi aliran listrik dari PLN, menggunakan bahan isolasi yang lebih tebal agar dapat menangani aliran arus listrik yang besar.
4. Tanki atau wadah trafo
Tanki atau wadah ini merupakan bentuk trafo secara keseluruhan. Fungsi utama dari wadah adalah untuk melindungi trafo dari lingkungan luar, seperti hujan atau elemen lainnya. Tanki juga merupakan tempat atau wadah tempat meletakkan transformator.
Jenis trafo yang menggunakan wadah seperti ini biasanya adalah trafo tegangan tinggi yang berhubungan dengan arus listrik yang sangat besar. Umumnya bentuk tanki trafo memiliki ukuran yang besar dan tertutup.
Bahan pembuat tanki transformator biasanya dari pelat baja atau alumunium dengan ketebalan tertentu. Pada sisi luar tanki dirancang dengan bentuk bersirip untuk membantu proses pendinginan tarfo agar lebih maksimal.
5. Bushing
Bushing atau terminal pada transformator berfungsi untuk menghubungkan trafo ke sirkuit. Bushing dipasang pada tiap ujung dari kumparan trafo, baik kumparan primer maupun sekunder.
Pada model trafo daya rendah seperti yang kita lihat pada berbagai peralatan elektronika, bentuk bushing sangat sederhana dan biasanya terbuat dari bahan logam. Untuk menghubungkan bushing ke rangkaian biasanya cukup menggunakan solder saja.
Untuk jenis trafo daya tinggi seperti pada gardu PLN, bushing dibuat dari bahan isolasi jenis keramik atau porselen. ini dimaksudkan untuk menciptakan hubungan antara trafo dengan sirkuit agar lebih aman dari bahaya hubungan singkat arus listrik.
6. Oli pendingin
Transformator daya tinggi seperti yang ada pada jaringan distribusi listrik akan menghasilkan panas yang tinggi ketika beroperasi. Ini akibat dari adanya nilai kerugian daya yang dimiliki oleh setiap komponen listrik atau elektronika.
Kerugian daya ini dihamburkan dalam bentuk panas yang ada di sekitar kumparan dan inti trafo. Karena itu diperlukan adanya sistem pendinginan yang baik pada desain transformator untuk membuang panas. Karena jika tidak, panas yang dihasilkan oleh trafo akan dapat merusak lapisan isolasi di dalam struktur desain trafo sehingga bisa menyebabkan hubungan singkat.
Oli atau minyak pendingin untuk trafo dibuat dari jenis bahan khusus yang memiliki titik nyala tinggi sekitar 375 derajat celcius. Minyak ini ditampung di dalam wadah atau tanki trafo dan merendam struktur inti dan kumparan transformator.
7. Tanki konservator
Komponen pendukung ini merupakan bagian transformator untuk trafo daya tinggi. Tanki konservator biasanya terletak agak jauh dari bushing. Fungsi tanki konservator ini adalah sebagai wadah untuk cadangan minyak pendingin. Ketika menerima panas dari trafo, minyak akan mengalami pengembangan dan penguapan.
Karena itu dibutuhkan tanki untuk mengantisipasi peningkatan volume minyak akibat pengembangan atau pemuaian oleh panas. Adanya tanki ini juga dipakai untuk mengontrol jumlah minyak pendinggin agar selalu berada pada level yang aman.
8. Breather
Bagian transformator yang satu ini berfungsi untuk mengatur aliran udara pada tanki transformator. Dengan adanya sistem ini, minyak pendingin yang ada di dalam tanki akan terhindar dari kelembaban yang berdampak kurang baik.
Sirkulasi udara akan diatur oleh sistem breather sehingga aliran udara yang keluar masuk tanki dapat berlangsung dengan bebas seiring peningkatan dan penyusutan minyak pendingin oleh suhu trafo.
Breather dipasang pada ujung pipa udara yang terhubung ke tanki sehingga udara luar bisa keluar masuk ke tanki melewatinya. Silica gel yang ada di dalam breather akan mencegah sirkulasi udara di dalam tanki menjadi lembab.
9. Radiator dan kipas pendingin
Terkadang pada jenis transformator besar dengan daya sangat besar akan menghasilkan suhu panas yang tinggi, sehingga diperlukan radiator untuk menndinginkan minyak lebih cepat. Minyak pendingin yang merendam transformator akan bersirkulasi melewati radiator untuk didinginkan.
Kipas besar ditambahkan pada radiator yang berfungsi untuk mempercepat proses sirkulasi pendinginan minyak. Dengan adanya radiator ini, panas yang diserap oleh minyak pendingin akan dibuang keluar sehingga suhu minyak akan kembali turun.
Itulah beberapa bagian bagian transformator yang bisa kita jumpai pada konstruksi trafo. Umumnya semakin besar daya listrik yang akan ditangani oleh transformator, maka desain bentuk trafo akan semakin besar dan berat. Selain itu, beberapa komponen pendukung pun akan melengkapi trafo tersebut agar dapat beroperasi dengan baik.
