BAB III Transformator Arus

BAB III

TRANSFORMATOR ARUS 150 KV GI KRAPYAK

3.1 TRANSFORMATOR ARUS (CT)

Trafo Arus (Current Transformer) yaitu peralatan yang digunakan untuk

melakukan pengukuran besaran arus pada instalasi tenaga listrik disisi primer

(TET, TT dan TM) yang berskala besar dengan melakukan transformasi dari

besaran arus yang besar menjadi besaran arus yang kecil secara akurat dan teliti

untuk keperluan pengukuran dan proteksi.

(a) (b)

Gambar 3.1 (a) Konstruksi Trafo arus

(b) Prinsip dasar pada Trafo arus

3.1.1 PRINSIP KERJA TRAFO ARUS :

Jika ada arus bolak – balik yg mengalir pada sisi primer maka pada inti akan

merasakan fluks (GGM) yang berubah-ubah sehingga pada kumparan sekunder

terinduksi GGL apabila terminal di hubungkan dengan ampere meter / relai atau

dihubung singkat maka akan mengalir arus di sis sekunder. Besarnya arus yg

mengalir sebanding dengan besarnya fluks yang dihasilkan arus di primer,

sehingga semakin besar arus mengalir pada kabel maka besar medan magnetnya

akan semakin besar pula sehingga arus yg mengalir pada kumparan juga semakin

besar

Untuk trafo yang dihubung singkat :

Untuk trafo pada kondisi tidak berbeban :

17

18

Dimana,

I1 > I2 sehingga N1 < N2,

N1 = jumlah lilitan primer, dan

N2 = jumlah lilitan sekunder

Gambar 3.2 Rangkaian Ekivalen

Tegangan induksi pada sisi sekunder adalah

Tegangan jepit rangkaian sekunder adalah

Dalam aplikasinya harus dipenuhi U1 > U2

Dimana : B = kerapatan fluksi (tesla)

A = luas penampang (mm2)

f = frekuensi (HZ)

N2 = jumlah lilitan sekunder

U1 = tegangan sisi primer

U2 = tegangan sisi sekunder

Zb = impedansi/ tahanan beban trafo arus

Zkawat = impedansi/ tahanan kawat dari terminasi CT ke instrumen

Zinst = impedansi/tahanan internal instrument, misalnya relai

proteksi atau peralatan meter.

Perbedaan utama trafo arus dengan trafo daya adalah :

a. Jumlah belitan kumparan primer sangat sedikit, tidak lebih dari lima belitan.

I1Z1 I2Z2

I2I0 E2U1 I2 .Zb = U2

19

b. Arus primer tidak dipengaruhi beban yang terhubung pada kumparan

sekundernya, karena arus primer ditentukan oleh arus pada jaringan yang

diukur.

c. Semua beban pada kumparan sekunder dihubungkan seri.

d. Terminal sekunder trafo arus tidak boleh terbuka, oleh karena itu terminal

kumparan sekunder harus selalu dihubungkan dengan beban atau dihubung

singkat jika bebannya belum dihubungkan.

Transformator Arus (CT) yang terletak di GI Krapyak 150 KV

Gambar 3.3 Gambar Trafo Arus di GI Krapyak 150 KV

3.1.2 FUNGSI TRAFO ARUS

Fungsi umum trafo arus adalah :

a. Menyesuaikan besaran arus pada sistem tenaga listrik menjadi besaran

arus untuk sistem pengukuran atau proteksi

b. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer

c. Memungkinkan standar arus pengenal pada sisi sekunder

Secara khusus fungsi trafo arus dibedakan menjadi dua yaitu :

a). Trafo arus pengukuran

Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian tinggi pada

daerah kerja (daerah pengenalnya) 5% - 120% arus nominalnya

tergantung dari kelasnya dan tingkat kejenuhan yang relative rendah

dibandingkan trafo arus proteksi.

20

Penggunaan trafo arus pengukuran untuk Amperemeter, Watt-meter,

VARh-meter, dan cos φ meter.

b). Trafo arus proteksi

Trafo arus untuk proteksi, memiliki ketelitian tinggi pada saat terjadi

gangguan dimana arus yang mengalir beberapa kali dari arus

pengenalnya dan tingkat kejenuhan cukup tinggi.

Penggunaan trafo arus proteksi untuk relai arus lebih (OCR dan GFR),

relai beban lebih, relai diferensial, relai daya dan relai jarak.

Perbedaan mendasar trafo arus pengukuran dan proteksi adalah pada

titik saturasinya seperti pada kurva saturasi dibawah ini.

Gambar 3.4 Kurva kejenuhan CT untuk Pengukuran dan Proteksi

Trafo arus untuk pengukuran dirancang supaya lebih cepat jenuh

dibandingkan trafo arus proteksi sehingga konstruksinya mempunyai

luas penampang inti yang lebih kecil.

Gambar 3.5 Luas penampang Inti Trafo Arus

21

3.1.3 KLASIFIKASI TRAFO ARUS

Dalam penggunaannya sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis

tertentu berdasarkan syarat dan kebutuhannya, adapun pembagian jenis trafo arus

adalah sebagai berikut :

Jenis Trafo arus menurut tipe konstruksi dan pasangannya

Tipe Pasangan :

o Pasangan dalam ( indoor )

Trafo arus pemasangan dalam ruangan biasanya memiliki ukuran yang

lebih kecil dari pada trafo arus pemasangan luar ruangan, menggunakan

isolator dari bahan resin.

Gambar 3.6 Trafo arus pemasangan dalam ruangan

o Pasangan luar ( outdoor )

Trafo arus pemasangan luar ruangan memiliki konstruksi fisik yang

kokoh, isolasi yang baik, biasanya menggunakan isolasi minyak untuk

rangkaian elektrik internal dan bahan keramik/ porcelain untuk isolator

eksternal.

Gambar 3.7 Trafo arus pemasangan luar ruangan

22

Tipe Konstruksi :

o Tipe cincin ( ring / window type )

Sesuai dengan namanya, trafo arus cincin memiliki bentuk seperti cincin

atau ring. Prinsip kerjanya hampir sama dengan Tang ampere

Gambar 3.8 Trafo arus tipe cincin

o Tipe cor-coran cast resin ( mounded cast resin type )

Trafo arus ini biasanya berbentuk balok atau kubus winding di dalamnya

dipress dengan resin sehingga terlihat padat. Trafo arus jenis ini banyak

ditemui di system dengan tegangan 20 kV

Gambar 3.9 Trafo arus tipe cor – coran cast resin

o Tipe tangki minyak ( oil tank type )

Trafo arus jenis ini sering dijumpai di system tegangan tinggi 70 kV ke

atas. Ciri – cirinya adalah memiliki Rubber Oil diatasnya sebagai minyak

isolasi winding, sedangkan struktur penyangganya adalah isolator keramik

23

Gambar 3.10 Trafo arus tangki minyak ( oil tank type )

o Tipe trafo arus bushing

Trafo arus Bushing sering dijumpai di trafo tenaga. Biasanya trafo arus

jenis Trafo arus Bushing sering dijumpai di trafo tenaga. Biasanya trafo

arus jenis dipakai untuk mengidentifikasi arus yang mengalir melalui titik

netral trafo tenaga untuk keperluan system proteksi.

Gambar 3.11 Trafo arus bushing

Jenis trafo arus berdasarkan konstruksi belitan primer :

o Sisi primer batang (bar primary)

Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi

sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang

tinggi. Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada

arus pengenal yang cukup tinggi yaitu 1000A.

Trafo arus dengan jenis ini memiliki bentuk batang pejal pada sisi

primernya dan terlihat lebih sederhana, seperti trafo arus cincin yang diberi

tambahan isolator support.

24

Gambar 3.12 Bar Primary

o Sisi tipe lilitan (wound primary)

Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar,

atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer

tergantung pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5

belitan. Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermal dan

dinamis arus hubung singkat.

Trafo arus dengan jenis ini memiliki bentuk lilitan pada sisi primernya.

Biasanya lilitan primernya berada di bawah struktur isolator keramiknya

Gambar 3.13 Wound Primary

25

Jenis trafo arus berdasarkan konstruksi jenis inti:

o Trafo arus dengan inti besi

Trafo arus dengan inti besi adalah trafo arus yang umum digunakan, pada

arus yang kecil (jauh dibawah nilai nominal) terdapat kecenderungan

kesalahan pada arus yang besar (beberapa kali nilai nominal) trafo arus

akan mengalami saturasi.

o Trafo arus tanpa inti besi

Trafo arus tanpa inti besi tidak memiliki saturasi dan rugi histerisis,

transformasi dari besaran primer ke besaran sekunder adalah linier di

seluruh jangkauan pengukuran, contohnya adalah koil rogowski (coil

rogowski).

Jenis trafo arus berdasarkan isolasi

o Trafo arus kering

Trafo arus kering biasanya digunakan pada tegangan rendah umumnya

digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor)

o Trafo arus Cast Resin & Epoksi – Resin

Trafo arus Cast Resin ini biasanya digunakan pada tegangan menengah,

umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor), misalnya

trafo arus tipe cincin yang digunakan pada kubikel penyulang 20 kV.

Sedangakan Trafo Epoksi – Resin biasa dipakai hingga tegangan 150KV.

Memiliki kekuatan hubung singkat yang cukup tinggi karena semua

belitan tertanam pada bahan isolasi. Terdapat 2 jenis, yaitu jenis bushing

dan pendukung.

Gambar 3.14 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Epoksi-Resin

26

o Trafo arus isolasi minyak & minyak – kertas

Trafo arus isolasi minyak banyak digunakan pada pengukuran arus

tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di luar ruangan

(outdoor) misalkan trafo arus tipe bushing yang digunakan pada

pengukuran arus penghantar tegangan 70 kV dan 150 kV.

Trafo arus isolasi minyak kertas, pada trafo arus ini isolasi minyak kertas

ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan trafo arus untuk

tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan pemasangan

luar. Dibedakan menjadi jenis tangki logam, kerangka isolasi, dan jenis

gardu. Kelebihannya, penyulang pada sisi primer lebih pendek, digunakan

untuk arus pengenal dan arus hubung singkat yang besar.

Gambar 3.15 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Minyak-Kertas

o Trafo arus isolasi SF6

Trafo arus ini banyak digunakan pada pengukuran arus tegangan tinggi,

umumnya digunakan pada pasangan di luar ruangan (outdoor) misalkan

trafo arus tipe top – core.

Trafo arus isolasi koaksial, jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa

ditemui pada kabel, bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6.

Sering digunakan inti berbentuk cincin dengan belitan sekunder yang

dibelit secara seragam pada cincin dan dimasukkan pada isolasi, dengan

27

demikian terbuka jalan untuk membawa lapisan terluar bagian yang di-

ground keluar dari trafo arus.

(a) (b)

Gambar 3.16 (a) Trafo arus Top – core

(b) Trafo Arus Inti Cincin dalam Rel Daya Isolasi SF6

Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti

Inti Tunggal

Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu untuk

pengukuran atau proteksi. Berdasarkan jumlah inti pada sekunder contoh :

150 – 300 / 5A, 200 – 400 / 5A, atau 300 – 600 / 1A

Inti Ganda/ banyak

Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan

proteksi sekaligus. Trafo arus dengan inti banyak dirancang untuk

berbagai keperluan yang mempunyai sifat penggunaan yang berbeda dan

untuk menghemat tempat.

Gambar 3.17 Ilustrasi Trafo Arus Inti Ganda

28

Jenis Trafo Arus berdasarkan pengenal :

Trafo arus memiliki dua pengenal, yaitu pengenal primer dan sekunder.

Pengenal primer yang biasanya dipakai adalah 150, 200, 300, 400, 600, 800,

900, 1000, 1200, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000 dan 3600. Pengenal sekunder

yang biasa dipakai adalah 1 dan 5 A.

Berdasarkan pengenalnya, trafo arus dapat dibagi menjadi :

Trafo arus dengan dua pengenal primer

Primer seri

Contoh : CT 800 – 1600 / 1A untuk hubungan primer seri, maka didapat

rasio CT 800 / 1A

Primer pararel

Contoh : CT 800 – 1600 / 1A untuk hubungan primer pararel, maka

didapat rasio CT 1600 A

Trafo arus multi rasio/sekunder tap

Trafo arus multi rasio memiliki rasio tap yang merupakan kelipatan dari tap

yang terkecil, umumnya trafo arus memiliki dua rasio tap, namun ada juga

yang memiliki lebih dari dua tap.

3.1.4 KOMPONEN TRAFO ARUS

Transformator arus umumnya terdiri dari :

Kumparan (lilitan)

Berfungsi untuk menstransformasikan besaran-besaran ukur arus listrik

dari yang tinggi / menengah ke yang rendah.

Isolasi

Umumnya terdiri dari zat cair ( minyak ) yang berfungsi mengisolasikan

bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan atau

mengisolasi bagian bertegangan yang berlainan fasanya.

Porselen

29

Berfungsi sebagai isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan dengan

badan atau antara bagian bertegangan dengan bagian bertegangan yang

berlainan fasanya.

Dehydrating breather

Dehydrating breather adalah suatu peralatan pernafasan trafo yang

berfungsi untuk menyerap udara lembab yang timbul dalam ruang trafo,

sehingga akan mencegah rusaknya minyak ( isolasi ) trafo.

Terminal

Terminal adalah tempat penghubung dari sisi primer atau sekunder ke

bagian-bagian peralatan listrik yang membutuhkannya.

Tipe cincin (ring / window type) dan Tipe cor – coran cast resin (mounded

cast resin type)

Gambar 3.18 CT tipe cincin

Gambar 3.19 Komponen CT tipe cincin

Keterangan :

30

1. Terminal utama (primary terminal)

2. Terminal sekunder (secondary terminal)

3. Kumparan sekunder (secondary winding)

CT tipe cincin dan cor – coran cast resin biasanya digunakan pada kubikel

penyulang (tegangan 20 kV dan pemasangan indoor). Jenis isolasi pada CT

cincin adalah cast resin.

Tipe Tangki

Jenis isolasi trafo arus tipe tangki adalah minyak. Trafo arus isolasi minyak

banyak digunakan pada pengukuran arus tegangan tinggi, umumnya

digunakan pada pasangan di luar ruangan (outdoor) misalkan arus tipe

bushing yang digunakan pada pengukuran arus penghantar tegangan 70 kV,

150 kV dan 500 kV.

Gambar 3.20 Komponen CT tipe tangki

Komponen Trafo arus tipe tangki :

1. Bagian atas transformator arus ( transformator head )

2. Peredam perlawanan pemuaian minyak ( oil-resistant expansion bellows )

3. Terminal utama ( primary terminals )

31

4. Penjepit ( clamps )

5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama ( core and coil assembly

with primary winding and main insulation )

6. Inti dengan kumparan sekunder ( core with secondary windings )

7. Tanki ( tank )

8. Tempat terminal ( terminal box )

9. Plat untuk pentanahan ( earthing plate )

Beberapa desain dari Trafo Arus

Gambar 3.21 Macam-macam desain transformator arus

3.1.5 Ratio / Hubungan dari Transformator Arus

Umumnya hubungan dari transformator arus terdiri dari tiga hubungan,

yaitu :

Hubungan transformator arus biasa

Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan sebuah lilitan sekunder,

yang mempunyai ratio, misalnya :

o 1000/1 A

1000 A adalah nilai arus primer

1 A adalah nilai arus sekunder yang masuk ke alat pengukuran

(metering) dan ke alat proteksi ( relai ).

32

Terminal Primer P1 – P2 = 1000 A

Terminal sekunder S1 – S2 = 1 A

Gambar 3.22 Hubungan transformator arus biasa

Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan sekunder

Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan dua buah lilitan

sekunder yang bekerja masing-masing lilitannya dengan inti ganda

( double core ). Satu lilitan sekundernya untuk alat pengaman dan satu sisi

lagi untuk alat-alat pengukur, misalnya transformator arus dengan ratio :

o 300/5-5 A


Terminal primer P1 – P2 = 300 A

Terminal sekunder 1S1 – 1S2 = 5 A ( nilai arus sekunder yang

masuk ke alat proteksi ( relai ))


masuk ke alat pengukuran ( metering ))

S

1

P

1

P2

S2

P2

S

2

33

Gambar 3.23 Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan sekunder

Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan primer dan dua buah

lilitan sekunder

Hubungan ini terdiri dari dua buah lilitan primer yang sama dan

dapat dihubungkan seri atau paralel sedangkan masing-masing lilitan

sekundernya terpisah.

Bilamana lilitan primernya dihubungkan seri (klem a dan b

dihubungkan) sehingga didapat batas ukur yang besar. Sistem ini lebih

menguntungkan, karena jika diadakan perluasan elektrifikasi maka tidak

perlu mengganti transformator arus lagi, misalnya : trafo arus dengan

ratio:

o 1000-2000/1-1 A

Penyambungan / pemilihan ratio :

1000/1-1 A = Terminal a disambung dengan b







2000/1-1 A = Terminal P1 disambung dengan a dan terminal P2

disambung dengan b

1S1 1S2 2S1

2S2 S2

P1 P2

S2

34







Gambar 3.24 Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan primer

dan dua buah lilitan sekunder

3.2 DATA PENGENAL TRAFO ARUS

Setiap trafo arus harus dilengkapi dengan spesifikasi pengenal sebagai

berikut:

a). Arus primer

Arus pengenal primer antara lain adalah : 50, 150, 200, 300 A, dan

sebagainya.

b). Arus sekunder

Arus pengenal sekunder biasanya: 5, 2 dan 1 A. Arus pengenal 2 dan 1 A

digunakan : jika kabel penghubung panjang sehingga jumlah impedansi meter

atau rele dengan impedansi kabel lebih besar daripada burden; atau jika

jumlah belitan kumparan sekunder sedikit sehingga rasio tidak dapat diubah

dengan mengubah jumlah belitan sekundernya.

P1 a b

P2 S2

1S1 1S2 2S1

2S2 S2

35

c). Frekuensi

Frekuensi pengenal sama dengan frekuensi sistem, 50 Hz atau 60 Hz

d). Arus thermal kontinu

Adalah arus kontinu tertinggi yang menimbulkan temperature trafo arus sama

dengan temperature yang diizinkan. Jika pengenal ini tidak diberikan,

nilainya dapat ditetapkan sama dengan arus pengenal primer.

e). Daya keluaran

Adalah daya (VA) yang diambil trafo arus saat arus sekunder sama dengan

arus pengenal sekunder dan impedansi beban yang terhubung di terminal

sekunder sama dengan burden pengenal. Daya keluaran pengenal trafo arus

yang sudah distandarisasi antara lain adalah : 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; dan 30

VA.

f). Burden

Adalah impedansi dan cos φ beban yang membuat arus sekunder sama

dengan arus pengenal sekunder saat arus di primer sama dengan arus

pengenal primer.

Burden CT terdiri dari impedansi kabel dan burden meter atau relai

Gambar 3.25 Burden Transformator arus

g). Arus thermal waktu singkat

Besar arus thermal waktu singkat ditentukan lebih besar atau sama dengan

arus hubung singkat tertinggi yang diperkirakan akan mengalir pada

kumparan primer trafo arus, atau tidak boleh kurang dari arus pemutusan

pemutus daya yang bekerja sama dengan trafo arus tersebut.

36

h). Arus dinamis waktu singkat

Arus dinamis waktu singkat tidak kurang dari 2,5 kali arus thermal waktu

singkat.

i). Tingkat isolasi

Untuk tegangan pengenal yang sama, tingkat isolasi trafo arus sama dengan

trafo tegangan.

j). Ketelitian

Untuk menunjukkan kelas ketelitiannya, ketelitian CT dinyatakan dengan

kesalahannya. Suatu alat semakin kecil kesalahannya semakin teliti alat

tersebut. Pada CT dikenal 2 macam kesalahan yaitu :

Kesalahan perbandingan / rasio (e)

KT = Perbandingan transformasi nominal

Ip = Arus Primer

Is = Arus sekunder

Kesalahan sudut δ

Gambar 3.26 Kesalahan sudut δ

Pergeseran sudut sisi sekunder kurang atau lebih dari 180° (-) lagging, (+)

leading. Kesalahan sudut fase berpengaruh bila pengukuran menyangkut

besaran arus dan tegangan misalnya pengukuran daya aktif maupun reaktif,

pengukuran energi dan relai arah. Kesalahan pengukuran tergantung

kesalahan rasio dan kesalahan sudut.

37

Faktor batas ketelitian ( Accuracy Limit Factor )

Adalah perbandingan arus primer batas ketelitian dengan arus pengenal

primer atau dinyatakan sebagai berikut :

o Untuk pengukuran (metering) :

o Teliti untuk daerah kerja 5 - 120 % In. ( In / Arus nominal, yaitu batas

kemampuan arus normal pada sisi primer. Misalnya : In 500-1000 A,

dan sebagainya.)

o Level kejenuhan rendah, untuk mengamankan meter pada saat terjadi

gangguan (cepat jenuh).

o Meter-meter / pengukuran yang menggunakan arus sekunder

transformator arus antara lain :

Ampere meter

MW meter

MVAR meter

KWH meter

KVARH meter

Cos φ meter

Berikut ini table untuk kelas ketelitian trafo arus yang diizinkan:

Tabel 3.1 Kelas Ketelitian Trafo Arus

Kelas γ (%) δ (menit) Arus

0,1 ± 0,1 ± 5 100 % arus

nominal0,2 ± 0,2 ± 10

0,5 ± 0,5 ± 30

1,0 ± 1,0 ± 60

3,0 ± 3,0 -

5,0 ± 5,0 -

Untuk proteksi (relai) :

o Klas ketelitiannya relatif rendah.

38

o Kejenuhannya tinggi (tidak cepat jenuh).

o Proteksi / pengaman yang menggunakan arus sekunder transformator

arus antara lain :

Relai Jarak (Distance Relay)

Relai Arus Lebih (Over Current Relay)

Relai Berarah (Directional Relay)

Relai Differensial (Differential Relay)

Relai REF (Restricted Earth Fault)

Relai SBEF (Standby Earth Fault)

Relai Beban Lebih (Over Load Relay)

Kelas trafo arus ini dinyatakan dengan tanda “nP”, di mana n

menunjukkan kelas ketelitian dan P menunjukkan trafo arus untuk

proteksi. Berikut ini table untuk batas ketelitian trafo arus yang diizinkan

untuk proteksi :

Tabel 3.2 Batas Ketelitian Trafo Arus Proteksi

Kelas

Galat rasio (γ)

Saat arus primer

= arus pengenal

Galat sudut (δ)

Saat arus primer

= arus pengenal

Galat komposit

Saat γ dan δ =

galat pengenal

5P ± 1,0 ± 60,0 5

10P ± 3,0 - 10

15P ± 5,0 - 15

3.3 PENGAWATAN TRANSFORMATOR ARUS

Salah satu sisi sekunder di bumikan

39

Gambar 3.27 Salah satu sisi sekunder di bumikan

Tujuannya kalau terjadi tembus antara tegangan tinggi dan sisi sekunder

maka tegangan sisi sekunder tidak akan naik karena akan merusak

peralatan pada sisi sekunder.

Rangkaian sekunder tidak boleh terbuka

Gambar 3.28 Rangkaian sekunder tertutup

Fluks akan menjadi besar , tegangan sekunder naik , terjadi kejenuhan

pada inti dan akan menjadi panas Oleh karena itu rangkaian sekunder

tidak boleh dipasang fuse / MCB .

3.4 BATAS-BATAS HARGA TAHANAN ISOLASI

Untuk mengukur harga tahanan isolasi menggunakan HVI (High Voltage

Insulation).

40

Gambar 3.29 High Voltage Insulation

Parameter titik ukur tahanan isolasi :

Antara lilitan primer dan ground :

R > 25.000 M

Antara lilitan primer dan sekunder :

R > 500 M

Antara lilitan sekunder dan sekunder :

R > 500 M

Antara lilitan sekunder dan pentanahan (ground) :

R > 500 M

Perhatikan : Tegangan uji (testing voltage) tidak boleh lebih dari 2.000 volt

atau 2.500 volt

3.5 RATING TRAFO ARUS (CT)

a. Rating Beban

Rating dari beban dimana akurasi masih bisa dicapai.

Dinyatakan dalam VA

Umumnya bernilai 2.5 , 5 , 7.5 , 10 , 15 , 30 VA

b. Rating Arus Kontinu

41

Nilai arus yang diijinkan mengalir secara kontinu di sisi primer dengan

sekunder dibebani nominal tanpa menimbulkan kenaikan temperatur yang

melampaui batas yang dispesifikasi.

Standar arus lebih kontinu di dalam IEC 185-1987 adalah 120%, 150%,

200 %

c. Rating Arus Sesaat

Nilai rms arus primer yang dapat ditahan oleh trafo arus selama 1 detik

pada kondisi sekunder dihubung singkat, tanpa menimbulkan kerusakan

(I thermal)

d. Rating Arus Sekunder

Umumnya bernilai 1 , 2 atau 5 Amp

e. Rating Arus Dinamik (Idyn)

Nilai maksimum arus primer yang dapat ditahan oleh trafo arus tanpa

menimbulkan kerusakan listrik atau mekanik pada kondisi sekunder

dihubung singkat.

Nilai Idyn pada IEC 185-1987 umumnya 2.5 kali I thermal

3.6 KELAS TRAFO ARUS (CT)

a. Kelas TPX (Nongaped core CT)

Tanpa celah udara.

Konstanta waktu lebih lama dari 5 detik.

CT ini mempunyai akurasi yang tinggi, arus magnetisasi yang sangat

rendah, presisi pada transformasi AC dan DC komponen.

Cocok untuk semua jenis proteksi.

Mempunyai faktor remanansi KR » 0.8

CT ini mempunyai core yang besar karena itu berat dan mahal.

Dapat dikombinasikan dengan TPY.

User harus menspesifikasikan harga minimum dari V knee dan harga rms

maksimum dari arus eksitasi

b. Kelas TPY (anti remanence gapped core)

42

Dengan celah udara kecil (pada inti)

Konstanta waktu 0.2 s/d 10 detik.CT ini hampir sama dengan tipe TPX

tetapi transformasi DC komponen tidak seakurat TPX.Hal ini berarti

kesalahan transient lebih besar pada konstanta waktu yang kecil.

Mempunyai faktor remanansi KR < 0.1

CT ini mempunyai core yang besar dan mahal.

Cocok untuk semua jenis proteksi.

Toleransi konstanta waktu sekunder ± 20 % jika Ts < 2 detik

CT digunakan untuk proteksi diferensial.

c. Kelas TPZ (linier core)

Dengan konstanta waktu 60 milidetik +/- 10 %

Arus magnetisasi 5.3 % dari arus sekunder pada keadaan steady state.

Faktor remanensi KR » 0

Ukuran core 1/3 dari tipe TPX dan TPZ untuk keperluan yang sama.

Hanya dapat dikombinasikan dengan tipeTPZ saja

3.5 PENGUJIAN TRAFO ARUS ( CT )

Ada beberapa macam pengujian pada trafo arus yaitu :

1) Pengujian rasio trafo arus

Rangkaian pengujian rasio trafo arus

SLIDE REGULATOR TRAFO ISOLASI

Gambar 3.30 Pengujian Rasio Trafo arus

43

Pengujian rasio trafo arus ini digunakan untuk mencari perbandingan

rasio trafo arus. Pada dasarnya untuk mencari rasio dari trafo

arus,dapat dilihat beban pada trafo arus. Pengujian ini menggunakan

tegangan 220 V AC dan tegangan yang masuk pada kumparan primer

dapat diatur dengan regulator tegangan ( slide regulator ) yang

dihubungkan dengan trafo. Arus yang mengalir pada rangkaian

diukur dengan amperemeter dan dibandingkan dengan arus sekunder

pada trafo arus. Dan akan didapatkan rasio trafo arus yang sesuai

dengan kebutuhan.

2) Pengujian lengkung kemagnetan ( Kejenuhan ) trafo arus

Rangkaian pengujian kejenuhan trafo arus

SLIDE REGULATOR TRAFO ISOLASI

Gambar 3.31 Rangkaian pengujian lengkung kemagnetan ( kejenuhan ) trafo arus

Pengujian lengkung kemagnetan pada trafo arus ini dimaksudkan

untuk mengetahui kejenuhan atau titik jenuh trafo arus. Karateristik

sebuah trafo yang ideal adalah linear, sedang karateristik trafo yang

sebenarnya terlihat seperti ganbar dibawah.

44

Gambar 3.32 Grafik Lengkung kemagnetan ( kejenuhan ) trafo arus

Lengkung Magnetisasi (Kurva Magnetisasi)

Transformator arus dianggap jenuh bila ada kenaikan tegangan

10%, maka arus magnetisasi naik 50% (minimal). ( BS 3938 1873 )

Untuk penggunaan pengukuran biasanya dioperasikan pada bagian

kuva yang linier. Trafo arus proteksi harus lambat mengalami

kejenuhan ( biasanya memiliki faktor arus lebih yang tinggi yakni n =

10 ) sedangkan trafo arus untuk pengukuran harus segera jenuh

dikarenakan untuk melindungi peralatan agar tidak kelebihan beban,

oleh karena itu trafo arus ini memiliki faktor arus yang rendah yakni

n = 5

3) Pengujian polaritas trafo arus

Rangkaian untuk menentukan polaritas trafo arus.

45

Gambar 3.33 Rangkaian pengujian polaritas trafo arus

Dengan memasukan tombol T, jika polaritas betul maka galvano

meter G akan menyimpang ke kanan dan kembali ke nol, Pada saat

tombol T dilepas G menyimpang kekiri dan kemudian kembali ke nol

atau disebut polaritas pengurangan Bila salah terjadi sebaliknya.

4) Pengujian Tangen Delta Trafo Arus

Pengujian tangent delta trafo arus dilakukan untuk mengetahui nilai

factor dissipasi (tan delta) dan nilai kapasitansi dari CT. peningkatan

nilai dari kapasitansi akan mengindikasikan adanya kertas isolasi

yang terkontaminasi oleh kelembaban, pencemaran atau adanya

pemburukan pada system isolasi CT. pengukuran tan delta yang

akurat pada CT dalam kondisi primer dihubung singkat.

3.6 ALAT UKUR PADA PANEL

Keterangan :

A = Amperemeter

A

~

Type 2102 ┴

Clas : 1,0

CT 1000 : 5 A

YOKOGAWA

46

~ = AC (bolak-balik)

┴ = Tegak lurus dengan tanah

Type 2102 = Tipe alat ukur 2102

Clas : 1,0 = Klas ketelitian trafo arus 1

CT 1000 : 5 A = Rasio perbandingan alat ukur

1000 : 5A

YOKOGAWA = Merk alat ukur

Gambar 3.34 Alat ukur disalah satu panel di GI Krapyak

3.7 Data Teknik CT GI Krapyak

Berikut ini adalah salah satu contoh

data teknik dari Trafo Arus yang

terdapat di GI Krapyak

1. Merk : ABB

2. Dibuat di : JERMAN

3. Type : IMBD170 A4

4. No. Serie : Fasa R : 8147836

Fasa S : -

Fasa T : -

5. Tahun pembuatan

6. Arus max primer

:

:

1994

2000 A

7. Arus primer : 150-300-1000-2000 A

47

8. Arus sekunder : 1 A

9. Pasangan : Luar

10. Frekuensi : 50 Hz

11. Tegangan maksimal : 170 kV

12. Tegangan sistem : 150 kV

13. S t a n d a r d : IEC-185

14. Class : 5P20

15. Berat total

16. Arus thermal waktu singkat

17. Arus dinamis waktu singkat

18. Burden

:

:

:

:

740 kg

32 kA

80 k A

30 VA

BAB III Transformator Arus

Documents

Transcript of BAB III Transformator Arus