MAKALAH CURRENT TRANSFORMER DAN POTENSIAL TRANSFORMER
Dosen Pengampu : Dr. Eng. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng. Oleh : Dimas Setiyo Wibowo
!!!"#"!$ !!!"#"!$
A%hmad &a%y 'anani
!!!"#"$ !!!"#"$
(ose )i*al
!!!"#"++
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM LINTAS JALUR FAKULT AKULTAS TEKNOLOGI TE KNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013
KATA KATA PENGAN PE NGANTAR TAR
Segala pui syu%ur penulis panat%an %e hadirat Alloh SWT atas segala rahm rahmat at dan dan hida hidaya yahh-y yaa penu penuli liss dapa dapatt meny menyel eles esai ai%a %ann Ma%a Ma%ala lahh /0ur /0urre rent nt Trans1ormer dan Potensial Trans1ormer/ Trans1ormer/ ini dengan bai%. Ma%alah ini berisi tentang pengertian tra1o arus dan tra1o tegangan, 1ungsi dari tra1o tersebut, prinsip %era, enis enis tra1o arus dan tra1o tegangan, leta% dari tra1o, perbedaan tra1o pengu%uran dan tra1o daya, galat 21a%tor error3 dan burden tra1o, ting%at %eenuhan tra1o dan lain-lain. 4esempurnaan mutla% hanya mili% Allah SWT. Penulis hanyalah insan biasa yang berusaha sebai% mung%in dalam membuat dan menyelesai%an ma%alah ini, tetapi usaha %onstru%ti1 terutama dari penulis sendiri a%an selalu penulis ting%at%an guna men5apai hasil yang lebih bai%. Penulis berharap ma%alah ini dapat diguna%an dan memberi%an man1aat se%aligus sebagai media in1ormasi bagi para pemba5a. 4riti% dan saran yang bersi1at membangun selalu penulis nanti%an guna terselesai%annya ma%alah yang lebih bai% di masa mendatang dan mening%at%an %emampuan %ami dalam penyelesaian ma%alah. A%hir %ata penulis penulis u5ap%an u5ap%an terima %asih yang yang sebesar-be sebesar-besarny sarnyaa %epada semua semua piha% piha% yang yang ter%ait ter%ait bai% bai% se5ara se5ara langsu langsung ng maupun maupun tida% tida% langsu langsung ng dalam dalam pembuatan ma%alah ini. Surabaya, 6" Mei "!6
Penulis
KATA KATA PENGAN PE NGANTAR TAR
Segala pui syu%ur penulis panat%an %e hadirat Alloh SWT atas segala rahm rahmat at dan dan hida hidaya yahh-y yaa penu penuli liss dapa dapatt meny menyel eles esai ai%a %ann Ma%a Ma%ala lahh /0ur /0urre rent nt Trans1ormer dan Potensial Trans1ormer/ Trans1ormer/ ini dengan bai%. Ma%alah ini berisi tentang pengertian tra1o arus dan tra1o tegangan, 1ungsi dari tra1o tersebut, prinsip %era, enis enis tra1o arus dan tra1o tegangan, leta% dari tra1o, perbedaan tra1o pengu%uran dan tra1o daya, galat 21a%tor error3 dan burden tra1o, ting%at %eenuhan tra1o dan lain-lain. 4esempurnaan mutla% hanya mili% Allah SWT. Penulis hanyalah insan biasa yang berusaha sebai% mung%in dalam membuat dan menyelesai%an ma%alah ini, tetapi usaha %onstru%ti1 terutama dari penulis sendiri a%an selalu penulis ting%at%an guna men5apai hasil yang lebih bai%. Penulis berharap ma%alah ini dapat diguna%an dan memberi%an man1aat se%aligus sebagai media in1ormasi bagi para pemba5a. 4riti% dan saran yang bersi1at membangun selalu penulis nanti%an guna terselesai%annya ma%alah yang lebih bai% di masa mendatang dan mening%at%an %emampuan %ami dalam penyelesaian ma%alah. A%hir %ata penulis penulis u5ap%an u5ap%an terima %asih yang yang sebesar-be sebesar-besarny sarnyaa %epada semua semua piha% piha% yang yang ter%ait ter%ait bai% bai% se5ara se5ara langsu langsung ng maupun maupun tida% tida% langsu langsung ng dalam dalam pembuatan ma%alah ini. Surabaya, 6" Mei "!6
Penulis
DAFTAR ISI
4ata Pengantar........................................... Pengantar.................................................................. ............................................................. ...................................... i Da1tar 7si ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. .........................ii ..ii Da1tar 8ambar ...................................................... ............................................................................. .............................................. ........................... iii Da1tar Tabel...................... Tabel............................................. .............................................. .............................................. ......................................... .................. i9 ........................................................................................... ! !.! atar ;ela%ang ............................................ .................................................................................. ...................................... ! !. Tuuan ............................................... ............................................................................................... ................................................ II Pe"#aha$an ......................................................................................... 6 .! 0urrent Trans1ormer Trans1ormer ............................................ ................................................................... .............................. ....... 6 .!.! Pengertian 0urrent Trans1ormer .............................................. 6 .!. 'ungsi 0urrent Trans1ormer ............................................. ..................................................... ........ + .!.6 Prinsip 4era 0urrent Trans1ormer .......................................... < .!.+ Perbedaan 0urrent Trans1ormer dengan Power Trans1ormer ............................................ ................................................................... ....................... # .!.< 4omponen-4omponen 0urrent Trans1ormer ........................... ........................... # .!.# =enis-=enis 0urrent Trans1ormer ......................................... .............................................. ..... > .!.#.! Menurut =umlah dan 4onstru%si 4umparan Primer .... .. .. > .!.#. Menurut =umlah )asio ................................................. ................................................. $ .!.#.6 Menurut =umlah 7nti ............................................. ..................................................... ........ !" .!.#.+ Menurut 4etelitian ....................................................... ....................................................... !" .!.#.< Menurut Penempatannya ............................................. !! .!.#.# Menurut 4onstru%si 7solasi .......................................... .......................................... ! .!.> Ting%at 7solasi Tra1o Arus ............................................ ........................................................ ............ !6 .!.? Tegangan utut ............................................. ........................................................................ ........................... !+ .!.$ 8alat Tra1o Arus ........................................... .................................................................. ............................ ..... !< .!.!" 4lasi1i%asi Tra1o dan ;urden Tra1o ....................................... ...................................... . !# .!.!! .!.!! 'a%tor Pertimbangan Dalam Pemilihan Tra1o ..................... ............... .......... " . Potensial Trans1ormer ............................................ ....................................................................... ........................... " ..! Pendahuluan.................................. Pendahuluan......................................................... ............................................ ..................... " .. Pengertian Potensial Trans1ormer............................................. Trans1ormer............................................. " ..6 'ungsi Potensial Trans1ormer............................ Trans1ormer.............................................. ....................... ..... ! ..+ Prinsip 4era Potensial Trans1ormer............................ Trans1ormer......................................... ............. ! ..< =enis-=enis Potensial Trans1ormer............................. Trans1ormer............................................. ................ 6 ..<.! Tra1o Tegangan Magneti%............................................. Magneti%............................................. 6 ..<. Tra1o Tegangan 4apasiti1.............................................. 4apasiti1.............................................. # ..# 4esalahan )atio Potensial Trans1ormer........................... Trans1ormer.................................... ......... $ III Pen%& ........................................... .................................................................. .............................................. ............................... ........ 6 6.! 4esimpulan ............................................ ....................................................................................... ........................................... 6 6. Saran ............................................. .................................................................... ................................................... ............................ 6
BAB I Pendah!an
BAB
BAB
Da1tar Pusta%a Pusta%a
.......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............... ................ ...... 66 66
DAFTAR GAMBAR
8ambar .! Tra1o arus............................................................................................ 6 8ambar . eta% tra1o arus pada sistem single busbar ......................................... + 8ambar .6 ;agian utama tra1o arus dan rang%aian e%i9alen tra1o arus............... < 8ambar .+ Tipe 0in5in.......................................................................................... # 8ambar .< Tipe Tang%i.......................................................................................... > 8ambar .# =enis tra1o arus menurut umlah dan %onstru%si %umparan primer..... ? 8ambar .> )ang%aian primer untu% memperoleh rasio ganda............................. $ 8ambar .? Tra1o arus inti tunggal dan inti ganda................................................. !" 8ambar .$ Tra1o arus indoor dan outdoor............................................................. ! 8ambar .!" 0ast resin dan 7solasi minya%............................................................ !6 8ambar .!! Tra1o arus isolasi S'#........................................................................ !6 8ambar .! 4ur9a magnetisasi dari tegangan lutut.............................................. !< 8ambar .!6 8alat rasio......................................................................................... !# 8ambar .!+ 8alat sudut........................................................................................ !# 8ambar .!< 0T metering...................................................................................... !> 8ambar .!# 0T prote%si........................................................................................ !> 8ambar .!> 4ur9a magnetisasi 0T....................................................................... !? 8ambar .!? ;entu% 1isi% potensial trans1ormer.................................................... ! 8ambar .!$ Prinsip %era potensial trans1ormer................................................... 8ambar ." Pemasangan potensial trans1ormer pada sistem tenaga listri% .......... 8ambar .! Tra1o tegangan magneti%................................................................... 6 8ambar . )ang%aian tra1o tegangan magneti% @@@@@@@@@@@@ 6 8ambar .6 4onstru%si tra1o tegangan %utub tunggal dan %utub ganda.............. + 8ambar .+ 4onstru%si badan tra1o magneti%...................................................... < 8ambar .< ;entu% 1isi% tra1o magneti%............................................................... # 8ambar .# )ang%aian e%ui9alen tra1o tegangan %apasiti1.................................. > 8ambar .> 4onstru%si tra1o tegangan %apasiti1.................................................. ?
DAFTAR TABEL
Tabel .! 4elas 4etelitian Tra1o Arus Pada !"" Arus ominal......................... !! Tabel . ;atas 4etelitian Tra1o Arus Prote%si....................................................... !! Tabel .6 4elas 4etelitian Tra1o Arus Bntu% )elai Prote%si.................................. !! Tabel .+ Ting%at 7solasi Tra1o Arus....................................................................... !+ Tabel .< ilai )esistansi 4abel Penghubung........................................................ !$ Tabel .# ;urden Alat B%ur Pada
;urden )elai Pada Arus ominal........................................................... !$ Tabel .? Perbandingan Tra1o Tegangan Magneti% dengan Tra1o Tegangan 4apasiti1................................................................................................... ? Tabel .$ =enis Tra1o Tegangan Bntu% ;erbagai 4eperluan.................................. $ Tabel .!" ;esar ilai 4elas 4etelitian Potensial Trans1ormer Bntu% Pengu%uran................................................................................ 6! Tabel .!! ;esar ilai 4elas 4etelitian Potensial Trans1ormer Bntu% Prote%si... 6!
BAB I PENDAHULUAN 1'1
La%a( Be!a)an*
Per%embangan te%nologi pada era modern sangat ber%embang pesat. al ini menyebab%an %ebutuhan a%an energi sangat besar terutama energi listri%. istri% sangat penting bagi %elangsungan hidup manusia di dunia ini. istri% dapat diman1aat%an dengan berbagai ma5am mulai dari penerangan, indusri,transportasi, pembangunan, dan per%embangan te%nologi. Dengan sema%in bertambahnya %ebutuhan a%an listri% ma%a sangat diperlu%an penambahan umlah pembang%it listri% untu% dapat memenuhi %ebutuhan listri%. 4omponen utama dari suatu pembang%it adalah turbin, generator dan trans1ormator. Turbin ber1ungsi penggera% rotor generator. 8enerator ber1ungsi untu% membang%it%an tegangan, Trans1ormator ber1ungsi untu% mengubah tegangan. istri% untu% dapat sampai %e pelanggan membutuh%an saluran atau penyulang. Dalam sistem %elistri%an mengenal dengan nama aringan transmisi dan aringan distribusi. Bntu% aringan transmisi dan distribusi terdapat gardu indu%. 'ungsi dari gardu indu% adalah menstrans1ormasi%an tegangan menadi tegangan tinggi atau tegangan menengah. Salah satu peralatan yang terdapat pada gardu indu% adalah tra1o arus 2current transformer 3 dan tra1o tegangan 2 potensial transformer 3. 'ungsi utama dari peralatan tersebut adalah pengu%uran dan pemberi sinyal gangguan %epada relai. Tra1o arus dan tra1o tegangan adalah tra1o satu 1asa dan berbeda dengan tra1o daya. Alasan mengguna%an peralatan tersebut adalah aringan yang sangat tinggi sangat sulit dila%u%an pengu%uran se5ara langsung dengan mengguna%an 9oltmeter atau ammeter dan uga dapat membahaya%an operator. Dengan sistem %elistri%an yang sangat %omple%s ma%a dibutuh%an peralatan ini. Tra1o arus dan tra1o tegangan memili%i prinsip %era yang sama hanya berbeda peng%on9ersiannya. Tra1o arus mentrans1ormasi arus dan tra1o tegangan mentrans1ormasi tegangan. 4omponen penting dari %edua peralatan tersebut adalah %umparan dan inti. 4umparan pada tra1o terdiri dari %umparan primer dan %umparan se%under. Prinsip %era tra1o sama dengan tra1o daya satu 1asa. Terdiri dari bagian penting yaitu %umparan dan inti besi. 4umparan pada tra1io terdapat ma5am yaitu %umparan primer dan %umparan se%under. =i%a pada %umparan primer menagalir arus I 1 , ma%a pada %umparan primer timbul gaya gera% magnet sebesar N I . 8aya gera% magnet ini memprodu%si 1lu%s mutual pada inti. 'lu%s mutual ini membang%it%an 88 28aya 8era% istri%3 pada %umparan se%under 2 E2 3. Dalam ma%alah ini a%an menelas%an se5ara leng%ap tentang pengertian tra1o arus dan tra1o tegangan, 1ungsi dari tra1o tersebut, prinsip %era, enis enis tra1o arus dan tra1o tegangan, leta% dari tra1o, perbedaan tra1o pengu%uran dan tra1o daya, galat 21a%tor error3 dan burden tra1o, ting%at %eenuhan tra1o dan lain-lain. al ini penting untu% di%etahui di%arena%an peralatan ini memili%i peran yang sangat besar dalam dunia %elistri%an apalagi peralatan ini sangat diperlu%an di gardu indu% untu% dapat memonitor se%aligus membantu %inera dari relai. Bntu% mahasiswa te%ni% ele%tro yang 1o%us pada sistem tenaga, ma%alah ini sangat berman1aat untu% menambah ilmu pengetahuan tentang ma5am ma5am 1
1
tra1o. Dan dapat diadi%an re1erensi untu% lebih mengenal tra1o arus dan tra1o tegangan. 1'2 T+an • • • • • •
Tuuan dari pembuatan ma%alah ini adalah sebagai beri%ut : Memahami pengertian dari tra1o pengu%uran Mengetahui %omponen %omponen tra1o Mengetahui prinsip %era tra1o pengu%uran Mengerti tentang enis enis tra1o pengu%uran Memahami galat dan burden tra1o Mengetahui 1a%tor pertimbangan dalam pemilihan tra1o pengu%uran
BAB II PEMBAHASAN
Trans1ormator atau yang lebih di%enal dengan nama tra1o sangat penting dalam sistem %elistri%an. 'ungsi dari tra1o adalah mentrans1ormasi%an tegangan listri% dengan tegangan lain. Ma%sudnya tra1o dapat mengubah tegangan listri% menadi tegangan rendah atau tegangan tinggi. =enis enis tra1o terdiri dari ma5am yaitu tra1o daya dan tra1o pengu%uran. Dalam ma%alah ini a%an menelas%an tra1o pengu%uran yang terdiri dari ma5am yaitu current transformer 2tra1o arus3 dan potensial transformer 2tra1o tegangan3 sebagai beri%ut : 2'1
C((en% T(an$,-("e( 2'1'1 Pen*e(%.an Current Transformer /%(a,- a($
Tra1o arus atau 5urrent trans1ormer adalahtra1o satu 1asa yang ber1ungsi untu% mentrans1ormasi%an arus %uat pada aringan %esuatu nilai arus lemah supaya dapat diu%ur dengan amperemeter dan diman1aat%an sebagai besaran sensor pada relai prote%si. Pengu%uran arus pada aringan tegangan tinggi tida% dapat dila%u%an seperti mengu%ur pada aringan tegangan rendah. Di%arena%an dapat membahaya%an operator dan sulit mengu%ur se5ara langsung dengan mengguna%an amperemeter %arena memilii batas %emampuan.. Pada sistem tenaga listri% ditemu%an uga relai-realai prote%si yang mengontrol %inera sistem tenaga listri%. )elai relai tersebut uga membutuh%an besara sensor berupa arus lemah. Sehingga dibutuh%an peran tra1o arus untu% mentrans1ormasi%an arus %uat pasda suatu aringan %e suatu nilai arus lemah supaya dapat diu%ur amperemeter dan dapat diman1aat%an sebagai besaran sensor pada relai prote%si. 0ontoh dari tra1o arus dapat dilihat pada gambar .!.
.!.a
.!.b
Ga"#a( 2'1 .a3
.!.5
Tra1o arus tegangan tinggi. b3 Tra1o arus tegangan menengah. 53 Tra1o arus tegangan rendah
2'1'2 Fn*$. Current Transformer / T(a,- A($
Tra1o arus diguna%an untu% pengu%uran arus yang besarnya ratusan bah%an ribuan ampere dan arus yang mengalir dalam aringan tegangan tinggi. Pengu%uran langsung dengan amperemeter dapat dila%u%an uga pada aringan tegangan rendah dengan arus dibawah < A. Pada aringan tegangan tinggi pengu%uran tida% dapat dila%u%an se5ara langsung %arena dapat membahaya%an operator. Pengu%uran se5ara langsung pada aringan tegangan tinggi uga dapat membahaya%an ammeter di%arena%an isolasi ammeter tida% diran5ang untu% memi%ul tegangan tinggi. =i%a arus yang henda% diu%ur mengalir pada aringan tegangan rendah dan besar arus melebihi < A, ma%a pengu%uran tida% dapat dila%u%an se5ara langsung dengan mengguna%an ammeter di%arena%an batas %emampuan ammeter hanya mengu%ur arus di bawah < A. Selain diguna%an untu% pengu%uran arus, tra1o arus dibutuh%an untu% pengu%uran daya dan energi, untu% %eperluan telemeter dan relai prote%si. 4umparan primer tra1o arus dihubung%an seri dengan aringan atau peralatan yang diu%ur arusnya, sedang%an %umparan s%under dihubung%an dengan meter atau relai prote%si seperti pada gambar .. Pada umumnya peralatan u%ur dan relai membutuh%an arus se%itar ! A sampai dengan < A. Saat teradi hubung sing%at, tra1o arus harus menahan arus hubung sing%at pada batas wa%tu tertentu. )entang %era tra1o arus yang diguna%an untu% pengu%uran biasanya ","< sampai !, %ali arus yang a%an diu%ur. Tra1o arus untu% tuuan prote%si diran5ang untu% mampu mengalir%an arus lebih sebesar !" %ali arus nominalnya.
Ga"#a( 2'2 eta% tra1o arus pada sistem single busbar
2'1'3 P(.n$.& Ke(+a Current Transformer
Prinsip %era tra1o sama dengan tra1o daya satu 1asa. Terdiri dari bagian penting yaitu %umparan dan inti besi. 4umparan pada tra1io terdapat ma5am yaitu %umparan primer dan %umparan se%under. =i%a pada %umparan primer mengalir arus I 1 , ma%a pada %umparan primer timbul gaya gera% magnet sebesar N I . 8aya gera% magnet ini memprodu%si 1lu%s mutual pada inti. 'lu%s mutual ini membang%it%an 88 28aya 8era% istri%3 pada %umparan se%under 2 E2 3. Prinsip %era ini dapat dilihat pada gambar .6 beserta rang%aian e%i9alennya. 1
Ga"#a( 2'3 ;agian
1
utama tra1o arus dan rang%aian e%i9alen tra1o arus
=i%a terminal %umparan se%under tertutup, ma%a pada %umparan se%under mengalir arus I . Arus ini a%an menimbul%an gaya gera% magnet sebesar N 2 I 2 pada %umparan se%under. ;ila pada tra1o tergolong tra1o ideal, sehingga berla%u persamaan 2
N 1 I 1= N 2 I 2
atau
I 1 N 2
=
I 2 N 1
Dalam pra%ti%nya tra1o arus selalu mengandung arus e%sitasi atau arus beban nol 2 I 3. Arus beban nol menimbul%an 1lu%s mutual 2 Φm ¿ yan dibutuh%an untu% membang%it%an gaya gera% listri% E2 . 0
ubungan 1lu%s mutual
Φ (¿¿ m )
dengan gaya gera% listri% E2 adalah
¿
E2= 4,44 f N 2 Φ =4,44 f N 2 A B
Dalam peren5anaan suato tra1o arus ditetap%an batas tertinggi arus %ontinu yang mengalir pada belitan primer dan belitan se%under, masing masing disebut arus nominal primer dan arus nomoinal se%under. Perbandingan arus nominal dengan arus se%under disebut 1a%tor rasio nominal.
2'1' Pe(#edaan Current Transformer den*an Power Transformer
Perbedaan 5urrent trans1ormer dengan power trans1ormer dapat dielas%an sebagai beri%ut : =umlah belitan %umparan primer 0T sangat sedi%it , tida% lebih dari lima belitan. Arus primer tida% dipengaruhi arus beban yang terhubung %e %umparan se%under, %arena arus primer ditentu%an oleh arus pada aringan yang diu%ur. Semua beban pada %umparan se%under dihubung seri. Terminal se%under tra1o tida% boleh terbu%a, oleh %arena itu terminal %umparan se%under harus selalu dihubung%an dengan beban atau dihubung sing%at i%a bebannya belum dihubung%an. al ini di%arena%an saat sisi se%under dilepas 1lu%s mutual tida% tersalur%an %e sisi se%under dan hanya mengelilingi inti. E1e%nya adalah dengan 1lu%s mutual yang sangat tinggi berputar di dalam inti besi,ma%a timbul rugi rugi inti. )ugi rugi inti menyebab%an pada inti besi %enai%an temperature inti besi. A%ibatnya isolasi pada tra1o arus a%an rusa% dan menga%ibat%an tra1o arus rusa% dan pe5ah.
2'1' K-"&-nenK-"&-nen Current Transformer
Bntu% tipe 5in5in yang terlihat pada gambar .+ terdiri dari + bagian yaitu terminal utama, terminal se%under, %umparan se%under dan plat pertanahan. 'ungsi dari masing-masing bagian tersebut adalah sebagai beri%ut F Terminal Btama ber1ungsi sebagai penghubung tra1o arus dengan terminal arus tinggi. Bntu% tipe 5in5in tida% memili%i %umparan primer, hanya terdapat terminal utama sebagai pengganti %umparan primer. al ini di%arena%an 0T dipasang bergelantungan pada saluran. Terminal Se%under ber1ungsi untu% penghubung tra1o arus dengan alat u%ur atau relai prote%si 4umparan Se%under ber1ungsi menurun%an arus sehingga sebesar !-< A agar dapat diguna%an sebagai pengu%uran atau prote%si Plat Pertanahan ber1ungsi pengaman untu% bodi tra1o arus saat teradi gangguan
!3 3 63 +3
Terminal Btama Terminal Se%under 4umparan se%under Plat pertanahan
Ga"#a( 2' Tipe 0in5in
Bntu% tipe tang%i yang terlihat pada gambar .< %omponen%omponennya sama dengan %omponen %omponen 0T tipe 5in5in. anya saa memil%i tambahan tambahan seperti bagian atas Tra1o arus 2transformator head 3 , peredam perlawanan pemuaian minya% 2oil resistant expansion bellows3, penepit 2clamps3, 7nti %umparan dengan belitan berisolasi utama 2core and coil assembly with primary winding and main insulation 3, inti dengan %umparan se%under 2 core with secondary windings3, Tang%i 2 tank 3, Tempat terminal 2terminal box3 !. ;agian atas Tra1o arus 2transformator head 3. . Peredam perlawanan pemuaian minya% 2oil resistant expansion bellows3. 6. Terminal utama 2 primary terminal 3. +. Penepit 2clamps3. <. 7nti %umparan dengan belitan berisolasi utama 2core and coil assembly with primary winding and main insulation 3.
#. 7nti dengan %umparan se%under 2core with secondary windings 3. >. Tang%i 2tank 3. ?. Tempat terminal 2terminal box3. $. Plat untu% pentanahan 2 earthing plate3 Ga"#a( 2' Tipe Tang%i 2'1'4 Jen.$ Jen.$ Current Transformer
=enis tra1o dapat dibagi menurut umlah dan %onstru%si %umparan primer, menurut umlah rasio, menurut umlah inti, menurut %etelitian, menurut pemasangan, menurut %onstru%si isolasi. ;eri%ut ini a%an dielas%an enis-enis tra1o menurut pembagiannya. 2'1'4'1 Men(% J"!ah dan K-n$%()$. K"&a(an P(."e(
=enis tra1o arus ditinau dari %onstru%si belitan primer terdiri dari enis %umparan 2 wound type3 dan enis %ondu%tor tunggal. =enis %ondu%tor terbagi menadi enis yaitu enis 5in5in dan enis bar. =enis tra1o tersebut dapat diperlihat%an pada gambar .#. =enis 5in5in tida% dileng%api dengan %umparan primer, hanya terdiri dari inti dan %umparan se%under. =enis ini dapat langsung dirang%ai%an pada %ondo%tor yang arusnya a%an diu%ur, =enis 5in5in uga terbagi enis yaitu enis bushing dan enis terbu%a. =enis bushing diguna%an untu% mengu%ur arus pada %ondu%tor
yang sudah berisolasi penuh. Seperti untu% mengu%ur arus %eluaran tra1o daya, tra1o arus dipasang pada bushing tra1o daya. Dalam hal ini , isolasi belitan primer dengan inti tra1o arus adalah isolasi dari bushing itu sendiri, sehingga tida% dibutuh%an lagi isolasi tambahan. Bntu% enis 5in5in terbu%a, intinya dileng%api dengan isolasi untu% mengisolir belitan primer dengan inti. Tra1o arus ini diguna%an untu% pengu%uran arus pada %ondu%tor telanang, misalnya rel daya pada panel daya. Tra1o arus enis %umparan diguna%an untu% pengu%uran arus rendah, untu% burden yang besar dan pengu%uran untu% %etelitian yang sangat tinggi. =umlah belitan primernya bergantung pada arus primer yang diu%ur, biasanya di batasi lebih daripada < belitan dan diran5ang menghasil%an gaya gera% magnet %ira %ira !"" ampere per belitan. Penambahan umlah belitan primer a%an mengurangi %emampuan tra1o arus memi%ul e1e% termal dan gaya dinamis yang teradi pada %umparan %eti%a %umparan primer dialiri arus hubung sing%at sistem. =enis %umparan dapat dilihat pada gambar .#. Tra1o arus enis %ondu%tor tunggal diguna%an untu% pengu%uran arus besar 2ribuan ampere3. 4onstru%sinya sangat sederhana dan %o%oh sehingga tra1o arus ini mampu menahan arus hubung sing%at yang besar atau bisa di%ata%an bahwa tra1o ini dapat memi%ul e1e% termal dan gaya dinamis yang teradi pada %umparannya, %eti%a %umparan primer arus hubung sing%at sistem. Tetapi , tra1o arus enis %ondutor tunggal dengan arus nominal primer rendah. anya pada arus primer nominal ≥ !""" A diperoleh %etelitian yang lebih tinggi. 4etelitian tra1o arus enis %ondu%tor tunggal dapat uga ditinggi%an dengan menambah luas penampang intinya. A%ibatnya, dibutuh%an 9olume isolasi yang sema%in besar sehingga biaya menadi lebih tinggi.
Ga"#a( 2'4 =enis
tra1o arus menurut umlah dan %onstru%si %umparan primer
2'1'4'2 Men(% J"!ah Ra$.-
Menurut umlah rasio tra1o arus terbagi atas dua enis yaitu tra1o arus rasio tunggal dan tra1o arus rasio ganda. Bntu% memperoleh tra1o arus rasio ganda, umlah belitan %umparan
primer diperbanya%. 4umparan-%umparan itu dapat dihubung%an seri atau paralel. Tra1o arus rasio ganda dapat uga diperoleh dengan mengubah umlah belitan se%undernya. Tra1o arus dapat diguna%an untu% mengu%ur arus yang besar, ma%a belitan primer biasanya dibagi menadi menadi beberapa %elompo% yang dapat dihubung%an seri atau parallel. Dengan demi%ian arus primer nominal tra1o arus dapat diatur. Perubahan arus primer nominal membuat rasio arus nominal ber9ariasi, namun galat tetap tida% berubah untu% setiap rasio yang dipilih, %arena ampere seri, %etahanan arus hubung sing%at sangat rendah daripada %eti%a belitan primer dihubung%an parallel dan %etahanan arus hubung sing%at tra1o arus menadi %urang. )asio ganda pada tra1o arus enis %umparan diperoleh dengan merang%ai %umparan primernya.. Bntu% memperoleh arus nominal primer dan arus wa%tu sing%at yang tinggi, %ondu%tor primer ta1o arus terbuat dari %ondu%tor tunggal. Pada tra1o arus enis %ondu%tor tunggal, rasio ganda diperoleh dengan membuat sadapan di %umparan se%undernya. Tetapi perlu diperhati%an bahwa daya %eluaran sebanding dengan %uadrat ampere-belitan se%undernya. =i%a rasio di%urangi menadi setengah , ma%a %apasitas dayanya ber%urang menadi seperempat daripada semula, tetapi arus termal wa%tu sing%at tetap seperti semula =enis tra1o menurut umlah rasio dapat dilihat pada gambar .>.
Ga"#a( 2'5 )ang%aian primer untu% memperoleh rasio ganda 2'1'4'3 Men(% J"!ah In%.
;erdasar%an umlah inti, tra1o arus terbagi menadi enis yaitu tra1o arus inti tunggal dan tra1o arus inti ganda. Tra1o arus inti ganda diguna%an i%a sistem ,membutuh%an arus pengu%uran dan prote%si. Pada gambar .? membperlihat%an tra1o arus inti , satunya diapa%ai untu% pengu%uran dan satunya lagi diguna%an untu% prote%si. =i%a teradi gangguan pada sisi primer suatu tra1o arus, gangguan uga dirasa%an pada rang%aian se%under tra1o arus
tersebut. )elai prote%si pada rang%aian se%under tida% membutuh%an %etelitian tingg, tetapi harus mentrans1ormasi%an arus gangguan sehingga relai be%era. 7nti tra1o arus untu% pengu%uran terbuat dari bahan yang enuh pada arus rendah, sehingga besar arus belitan se%under tetap dalam batas %emampuan ammeter se%alipun arus di belitan primer nai% beberapa puluh arus nominalnya, sehingga ammeter tida% menadi rusa% %eti%a arus primer sangat besar. Sebali%nya, inti yang diguna%an untu% relai prote%si harus terbuat dari bahan yang enuh pada arus tinggi.G, sehingga arus se%under tetap sebanding dengan arus primer se%alipun arus primer nai% sampai sepuluh atau lima belas %ali arus nominal primer.
Ga"#a( 2'6 Tra1o arus inti tunggal dan inti ganda 2'1'4' Men(% Ke%e!.%.an
Suatu tra1o arus yang diguna%an untu% pengu%uran memili%i 5iri yaitu be%era pada %ondisi normal, %etelitian tinggi, burden rendah dan enuh pada tegangan rendah, %elas %etelitian dan galat rasio arus standar dapat dilihat pada tabel .!. 4etelitian tra1o arus yang diguna%an untu% prote%si ditentu%an oleh galat %omposit tertinggi yang diiin%an pada saat batas %etelitian arus primer sama dengan yang ditetap%an %elasnya. al ini dapat dilihat pada tabel . dan .6.
Ta#e! 2'1 4elas
Ta#e! 2'2
4etelitian Tra1o Arus Pada !"" Arus ominal
;atas 4etelitian Tra1o Arus Prote%si
Ta#e! 2'3 4elas 4etelitian Tra1o Arus Bntu% )elai Prote%si
2'1'4' Men(% Pene"&a%ann7a
Menurut penempatnnya, tra1o arus dibagi menadi bagian yaitu indoor dan outdoor. Dapat dilihat pada gambar .$ .
a
b Ga"#a( 2'8 a3 7ndoor, b3 Outdoor 2'1'4'4 Men(% K-n$%()$. I$-!a$.
;erdasar%an %onstru%si isolasi, 0T dapat dibeda%an menadi seperti beri%ut : •
CT )e(.n*
Diguna%an pada tegangan rendah, umumnya diguna%an dalam ruangan 2indoor 3. •
CT Ca$% Re$.n
Diguna%an pada tegangan menengah, umumnya diguna%an dalam ruangan 2indoor 3, misalnya tra1o arus tipe 5in5in yang diguna%an pada %ubi%el penyulang " %H. •
CT .$-!a$. ".n7a)
Diguna%an pada pengu%uran arus tegangan tinggi, umumnya diguna%an di luar ruangan 2 outdoor 3 misal%an tra1o arus tipe bushing yang diguna%an pada pengu%uran arus penghantar tegangan >" %H dan !<" %H. •
CT .$-!a$. SF4 9 C-"&-nd
Diguna%an pada pengu%uran arus tegangan tinggi, umumnya diguna%an di luar ruangan 2 outdoor 3 misal%an tra1o arus tipe top-5ore. 0T menurut %onstru%si isolasi dapat dilihat pada gambar .!" dan .!!
Ga"#a( 2'10 0ast resin dan 7solasi minya%
Ga"#a( 2'11 Tra1o arus isolasi S'# 2'1'5 T.n*)a% I$-!a$. T(a,- A($
Tra1o arus harus mampu memi%ul tegangan sistem pada %ondisi %eadaan normal maupun %eti%a teradi tegangan lebih. Oleh %arena itu , tra1o harus memili%i suatu spesi1i%asi yang disebut ting%at isolasi. Ting%at isolasi adalah nilai tegangan ui 1re%uensi daya, tegangan ui impuls petir !,C<" μ s dan tegangan ui impuls hubung bu%a <"C<"" μ s yang dapat dipi%ul tra1o arus tersebut. Tra1o arus yang a%an dipasang pada sistem tegangan dibawah 6"" 4H harus memili%i spesi1i%asi tegangan ui 1re%uensi daya pada %ondisi %ering dan basah dan tegangan ui impuls petir. Tra1o arus yang a%an dipasang pada sistem ≥ 6"" %9 harus memil%i spesi1i%asi tegangan ui 1re%uensi daya pada %ondisi %ering, tegangan ui impuls petir !,C<" μ s dan tegangan ui impuls hubung bu%a <"C<"" μ s pada %ondisi basah. Menurut 7E0 #!?#$-!, ting%at isolasi tara1o arus dapat dilihat pada tabel .+.
4e%uatan diele%tri% isolasi tra1o arus a%an ber%urang i%a ditempat%an pada lo%asi yang %etinggiannya lebih dari !""" m di atas permu%aan laut. Sehingga ting%at isolasi harus disesuai%an dengan lo%asi penempatnnya, yaitu sama dengan 1a%tor %ore%si %etinggian 2 k t ¿ di%ali%an dengan ting%at isolasi pada %eadaan standar 2 ≤ !""" m3. Menurut 7E0 #!?#$-! 1a%tor %ore%si %etinggian dapat dihitung dengan rumus : m × ( H − 1000 )
k t =e
8150
Dalam hal ini adalah tinggi lo%asi diatas permu%aan laut, m I! untu% ui 1re%uensi daya dan tegangan tegangan ui impuls petir dan mI",>< untu% tegangan ui impuls hubung bu%a. Ta#e! 2' Ting%at 7solasi Tra1o Arus
2'1'6 Te*an*an L%%
Tegangan lutut adalah nilai e1e%ti1 tegangan pada sisi se%under yang memberi penambahan arus e%sitasi lebih <" daripada arus e%sitasi sebelumnya, i%a tegangan bertambah !" daripada nilai tegangan tersebut.Tegangan lutut perlu diperhitung%an i%a tra1o arus diguna%an untu% relai prote%si terutama i%a tra1o diguna%an untu% relai di1erensial dan relai ara%. =i%a suatu tra1o arus a%an diguna%an untu% relai yang beroperasi 5epat tetapi tegangan lutut tida% sebesar yang diingin%an,
ma%a relai a%an be%era lambat dan gagal memprote%si sistem. Tegangan lutut lebih rendah daripada gaya gera% listri% nominal belitan se%under. Oleh %arena itu se5ara pende%atan nilai tegangan lutut sebesar ",? 88 nominal dapat dilihat pada gambar .!. 8aya gera% listri% nominal belitan s%under sama atau lebih besar daripada gaya gera% listri% ma%simum pada belitan se%under. Arus se%under teradi %eti%a belitan primer dialiri arus hubung sing%at tertinggi. Sehingga tegangan lutut ditetap%an dengan persamaan : E% J ",? Ema%s 2 7E0 #""++-#3 Tegangan lutut untu% relai di1erensial berbeda dengan tegangan lutut pada relai ara%. Bntu% relai di1erensial diperlu%an set tra1o arus dan pada setiap set terdiri dari tiga unit tra1o arus. Tegangan lutut tida% perlu diperhati%an i%a %ara%teristi% magnetisasi sama. Bntu% relai ara% harus memenuhi persyaratan sebagai beri%ut 4eti%a hubung sing%at teradi pada uung terauh *ona prote%si pertama , relai mengu%ur impedansi hubung sing%at dengan galat rasio tra1o arus tida% lebih daripada 6 <. 7nti tra1o arus tida% mengalami %eenuhan %eti%a belitan primer dialiri arus hubung sing%at tertinggi. •
•
Ga"#a( 2'12 4ur9a magnetisasi dari tegangan lutut 2'1'8 Ga!a% T(a,- A($
Pada tra1o arus ditemu%an uga galat rasio dan galat sudut. al ini disebab%an %arena adanya arus beban nol pada tra1o arus. Arus beban nol menga%ibat%an hal yaitu: I 1 •
I 2
≠
N 2 N 1
hal ini menyeba%an galat rasio
Arus I tida% satu 1asa lagi dengan I , hal ini menimbul%an galat sudut al ini dapat dilihat pada gambar .!6 dan .!+. •
1
a"#a( 2'13 8alat rasio
2
G
Ga"#a( 2'1 8alat sudut
Selain mengalami galat sudut dan galat rasio, tra1o arus uga mengalami galat %omposit. al ini desebab%an %arena %eti%a pun5a%, arus pada belitan primer melebihi %ur9a magnetisasi arus sesaat pada belitan se%undernya tida% lagi berbentu% sinusoidal murni. 4eadaan ini dapat i%a pada belitan primer teradi arus hubung sing%at. 8alat %omposit dapat dihitung dengan persamaan
2' 1'10 K!a$.,.)a$. T(a,- dan B(den T(a,-
Tra1o arus dapat di%lasi1i%asi%an menadi ma5am , yaitu tra1o arus untu% pengu%uran dan tra1o arus untu% prote%si. 4lasi1i%asi tra1o arus dapat dielas%an sebagai beri%ut : A. Tra1o arus untu% pengu%uran
4ara%teristri% tra1o arus untu% pengu%uran adalah sebagai beri%ut : Mempunyai %etelitian tinggi pada daerah %era 2daerah pengenalnya3 0epat enuh 8ambar .!< menunu%%an 0T untu% pengu%uran C metering •
•
Ga"#a( 2'1 0T metering
;. Tra1o arus untu% prote%si 4ara%teristri% tra1o arus untu% pengu%uran adalah sebagai beri%ut : Mempunyai daerah %etelitian yang luas Tida% 5epat enuh 8ambar .!# menunu%%an 0T untu% prote%si. • •
Ga"#a( 2'14 0T prote%si
;eban yang dihubung%an %e se%under di%ata%an sebagai burden, dimana tra1o arus dengan batasannya dapat menampung beban pada sisi se%under. ;eban ini dinyata%an dalam ohm impedansi atau HA. Misal burden impedansi ",< ohm dapat di e%spresi%an uga pada !,< HA dengan arus < A. Sebagai pengaman pada 0T, %hususnya di %las prote%si perlu membatasi arus yang besar yang masu% %e 0T, sesuai standar 7E0 untu% membatasi arus bola% bali% yang simetris adalah
arus pengenal dan burden sisi se%under. Pertambahan nilai %eenuhan dapat diper%ira%an dengan persamaan dibawah ini:
Dimana : Sn I ;urden pengenal 2HA3 S I ;urden sesungguhnya 2HA3 7sn I Arus pengenal se%under 2A3 )0T I Tahanan dalam 0T pada ><"0 2ohm3 nA' I a55ura5y limit 1a5tor. Bntu% melindungi peralatan u%ur dari arus besar, yang ditimbul%an %arena adanya gangguan hubung sing%at disisi primer, batasan arus se%under adalah 's K arus pengenalnya, dimana pengamanan peralatan metering tinggi bila 'S rendah . dengan spesi1i%asi 1a%tor yang ada 'S< atau 'S!", ini adalah sebagai nilai ma%simum dan hanya 9alid 2sah3 pada burden pengenalnya.ilai pertambahan %eenuhan dieKpresi%an sebagai nilai n, sebagai beri%ut:
Perbedaan %eenuhan antara tra1o arus untu% pengu%uran dan tra1o arus untu% prote%si, adalah pada ting%at %eenuhannya yang berbeda seperti terlihat pada gambar .!> dibawah. Dimana tra1o arus untu% pengu%uran harus lebih 5epat enuh dibanding%an dengan tra1o arus untu% prote%si, tra1o arus prote%si maupun pengu%uran, saat diberi arus primer tertentu arus eKitasi di se%under a%an belo%, mes%ipun arus dinai%%an terus menerus, tegangan eKitasi 2ES3 tida% mampu lagi nai%, teradilah pembelo%an dari gra1i%, Pembelo%an gra1i% ini disebut knee point 2titi% lutut3 yang diarti%an sebagai lutut manusia beng%o% 2tida% lurus3.
Ga"#a( 2'15 4ur9a magnetisasi 0T
;urden tra1o arus adalah semua impedansi yang ditemu%an pada rang%aian se%under tra1o arus. ;urden dinyata%an dalam impedansi dan 1a%tor daya atau daya dalam satuan HA. Burden total = Z s + Z b +Z k
impedansi %umparan se%under tra1o arus, impedansi alat u%ur, relai, atau peralatan yang terhubung pada terminal se%under tra1o arus, impedansi %abel penghubung peralatan dengan terminal tra1o arus.Ma5am-ma5am nilai resistansi %abel penghubung ditunu%%an pada tabel .<.Sedang%an tabel .# dan .> menunu%%an nilai burden pada alat u%ur dan relai. Z s Z , b
,
Z k adalah
Ta#e! 2' ilai )esistansi 4abel
Penghubung
Ta#e! 2'4 ;urden Alat B%ur Pada
Ta#e! 2'5 ;urden )elai Pada Arus ominal
2'1'11 Fa)%-( Pe(%."#an*an Da!a" Pe".!.han T(a,- A($
'a%tor-1a%tor yang harus dipertimbang%an dalam pemilihan tra1o arus adalah sebagai beri%ut : Standar Arus ominal Primer Arus ominal Se%under )asio ominal 're%uensi ominal 8alat 2 Error 3 • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • • •
2'2
Burden
Arus E%sitasi Arus Termal 4ontinu Arus Termal Wa%tu Sing%at Arus Dinamis Wa%tu Sing%at Arus 4eamanan 7nstrumen 'a%tor 4eselamatan 7nstrumen 4etelitian Arus Primer ;atas 4etelitian =umlah 4umparan Primer dan Se%under 'a%tor ;atas 4etelitian Tegangan utut =enis Tra1o Arus =umlah 7nti Ting%at 7solasi 4ondisi ing%ungan 7nstalasi Tra1o Arus
P-%en$.a! T(an$,-("e( 2'2'1 Pendah!an
Bntu% memonitor dan mengendali%an %inera suatu sistem tenaga listri%, diperlu%an alat u%ur, lampu indi%ator dan relai prote%si. Pengu%uran tegangan tinggi tida% dapat dila%u%an langsung seperti halnya pengu%uran tegangan rendah, %arena selain berbahaya bagi operator, adalah sulit membuat 9oltmeter yang mampu mengu%ur langsung tegangan tinggi. ampu indi%ator dan relai prote%si uga membutuh%an tegangan rendah. Oleh %arena itu diperlu%an potensial trans1ormer atau tra1o tegangan untu% mentrans1ormasi tegangan sistem %e suatu tegangan rendah agar dapat diu%ur dengan 9oltmeter dan dapat diman1aat%an untu% %eperluan lampu indi%ator dan relai prote%si.
2'2'2 Pen*e(%.an P-%en$.a! T(an$,-("e(
Potensial trans1ormer atau biasa disebut tra1o tegangan adalah tra1o satu 1asa step-down yang mentrans1ormasi tegangan sistem %e suatu tegangan rendah yang besarannya sesuai untu% lampu indi%ator, alat
u%ur, relai dan alat sin%ronisasi. ;entu% 1isi% tra1o tegangan ditunu%%an pada gambar .!?.
2a3
2b3 253 Ga"#a( 2'16 ;entu% 1isi% potensial trans1ormer Potensial trans1ormer pada gambar .!?2a3 adalah S'# potensial trans1ormer yang diguna%an pada tegangan !!" %H. Potensial trans1ormer pada gambar .!?2b3 adalah potensial trans1ormer yang diguna%an pada 87S 2 8as 7nsulated Swit5hgear3 di tegangan !!" %H. Sedang%an potensial trans1ormer pada gambar .!?253 adalah potensial trans1ormer dengan rating !!" %H yang mengguna%an pen5elupan minya% 2 Oil 7mmersion Holtage Trans1ormer3. 2'2'3 Fn*$. P-%en$.a! T(an$,-("e(
'ungsi potensial trans1ormer atau yang biasa disebut tra1o tegangan adalah mentrans1ormasi%an dari tegangan tinggi %e tegangan rendah guna pengu%uran atau prote%si dan sebagai isolasi antara sisi tegangan yang diu%ur C diprote%si%an dengan alat u%urnya C prote%sinya. 0ontoh : 2!<"."""CH63C2!""CH63H,2"."""CH63C2!""CH63."."""C!""H 4eterangan : !<."""CH6 I E! Merupa%an Tegangan Primer !""CH6 I E Merupa%an Tegangan Se%under E!CE I !C I a ! J I 2! umlah lilitan primer, umlah lilitan se%under3 a I Perbandingan trans1ormasi merupa%an nilai yang %onstan
2'2' P(.n$.& Ke(+a P-%en$.a! T(an$,-("e(
Prinsip %era tra1o tegangan tida% berbeda dengan tra1o daya. 4umparan primer dihubung%an %e aringan tegangan tinggi yang a%an diu%ur sehingga arus mengalir pada %umparan primer. Arus pada %umparan primer menimbul%an 1lu%s magneti% pada inti tra1o tegangan. 'lu%s tersebut a%an mengindu%si%an gaya gera% listri% yang rendah pada %umparan se%under sehingga pada terminal %umparan se%under terdapat
beda tegangan yang sebanding dengan tegangan yang diu%ur. 8ambar .!$ menunu%%an prinsip %era potensial trans1ormer.
Ga"#a( 2'18 Prinsip %era potensial trans1ormer.
8ambar ." menunu%%an posisiCleta% pemasangan potensial trans1ormer pada sistem tenaga listri%.
Ga"#a( 2'20 Pemasangan potensial trans1ormer pada sistem tenaga listri%
Walaupun prinsip %era potensial trans1ormer C tra1o tegangan sama dengan tra1o daya , masih ada beberapa %ara%teristi% yang membeda%an tra1o tegangan dengan tra1o daya. 4ara%teristi%nya adalah sebagai beri%ut : a. 4apasitasnya %e5il 2!"-!<" HA3, %arena bebannya hanya peralatan yang meng%onsumsi daya rendah, seperti 9oltmeter, %Whmeter,wattmeter,relai ara%, sin%ros%op dan lampu indi%ator. b. 4arena diguna%an %ontinu dan menadi beban bagi sistem yang mengguna%annya, ma%a tra1o tegangan diran5ang meng%onsumsi energi se%e5il mung%in. 5. Bntu% mengurangi %esalahan pengu%uran, tra1o tegangan diran5ang sedemi%ian rupa agar tegangan se%under sebanding dan se1asa dengan tegangan primer. d. Tegangan pengenal se%under tra1o tegangan umumnya ditetap%an !"" -6" H atau 2!""-6"3L6 H.
2'2' Jen.$Jen.$ P-%en$.a! T(an$,-("e(
Ada dua enis potensial trans1ormerCtra1o tegangan yaitu tra1o tegangan magneti% dan tra1o tegangan %apasiti1. Tra1o tegangan %apasiti1 diguna%an untu% %eperluan pengu%uran se%aligus dapat diguna%an untu% %eperluan %omuni%asi 2power line 5arrier3. ;eri%ut ini a%an dielas%an tentang %onstru%si dan %ara%teristi% %edua enis tra1o tegangan tersebut. 2'2''1 T(a,- Te*an*an Ma*ne%.)
4omponen utama dari tra1o tegangan magneti% adalah %umparan primer, %umparan se%under dan inti baa sili%on. 4etiga %omponen tersebut di5eta% dalam isolasi padat atau bisa saa dimasu%%an dalam suatu beana berisi isolasi 5air atau gas. Dalam pra%ti%nya, badan tra1o tegangan selalu terhubung %e tanah. 8ambar .! menunu%%an susunan dan hubungan %etiga %omponen tersebut.
4eterangan : E I 4umparan E%sitasi 4 I 4umparan %ompensasi I 4umparan tegangan tinggi Ga"#a( 2'21 Tra1o tegangan magneti%
Ada tiga enis tra1o tegangan magneti%, yaitu : tra1o tegangan %utub tunggal, tra1o tegangan %utub ganda dan tra1o tegangan tiga 1asa. )ang%aian listri% masing-masing enis tra1o tegangan tersebut diperlihat%an pada gambar ..
Ga"#a( 2'22 )ang%aian tra1o tegangan magneti%
Tra1o tegangan %utub tunggal dan tra1o tegangan %utub ganda diguna%an untu% pengu%uran sistem tiga 1asa dan diguna%an untu% men5atu tegangan %epada relai prote%si arus-tanah.Dalam hal ini, tra1o tegangan dileng%api lagi dengan %umparan tambahan yang diguna%an untu% mendete%si adanya arus gangguan tanah. 4umparan tambahan ini disebut %umparan prote%si. Tra1o tegangan %utub ganda diguna%an untu% pengu%uran daya dan energi sistem tiga 1asa. 4edua terminalnya diisolir terhadap bumi. Dilihat dari terminal belitan primernya, tra1o tegangan %utub tunggal terdiri atas tra1o tegangan tanpa bushing 2gambar .6a3 dan tra1o tegangan dengan bushing 2gambar .6b3. Tra1o tegangan dengan bushing diguna%an untu% tegangan di atas !! %H. 8ambar .65 menunu%%an %onstru%si tra1o tegangan %utub ganda dimana %edua terminalnya diisolir terhadap bumi.
Ga"#a( 2'23 4onstru%si
tra1o tegangan %utub tunggal dan %utub
ganda 4onstru%si tra1o tegangan dengan %utub tunggal lebih sederhana daripada tra1o %utub ganda, %arena tebal isolasi pada tra1o tegangan %utub tunggal dapat dibuat berting%at sesuai dengan te%anan ele%tri% yang dipi%ulnya. Sedang%an pada tra1o tegangan %utub ganda, seluruh %umparan tegangan tinggi harus diisolasi terhadap bagian-bagian yang di%ebumi%an dengan tebal isolasi yang sama, agar tra1o tegangan dapat memi%ul tegangan penguian penuh. Oleh %arena itu tra1o tegangan %utub ganda hanya diguna%an untu% tegangan pengenal sampai 6" %H, sedang%an tra1o tegangan %utub tunggal diperguna%an untu% tegangan pengenal yang lebih tinggi. ;eberapa ma5am %onstru%si tra1o tegangan magneti% diperlihat%an pada gambar .+. Pemilihan enis %onstru%si tra1o tegangan magneti% bergantung %epada nilai tegangan operasi dan tempat instalasi. Bntu% pema%aian pasangan dalam, tra1o u%ur tegangan biasanya diisolasi dengan resin epo%si, dimana semua %umparan dan %adang-%adang termasu% inti besi di5eta% dalam bahan isolasi resin padat 2gambar .+a3. Bntu% operasi pasangan luar, tra1o resin epo%si masih dapat dipa%ai untu% tegangan pengenal yang tida% terlalu tinggi. Bntu% tegangan yang lebih tinggi dipa%ai tra1o %utub tunggal dengan isolasi minya%-%ertas. )an5angan tra1o %utub tunggal
isolasi minya%-%ertas terdiri dari dua enis, yaitu enis tang%i logam dan enis tabung isolasi. Pada enis pertama, badan a%ti1 tra1o tegangan dimasu%%an dalam beana baa. Pada beana dipasang bushing untu% melewat%an tegangan tinggi %e terminalnya 2gambar .+b3. Pada enis %edua, badan a%ti1 tra1o semua dibung%us dengan tabung porselen 2gambar .+53. =enis tera%hir ini biasanya diguna%an untu% tegangan yang lebih besar daripada ## %H. Pemilihan enis %onstru%si tra1o tegangan bergantung pada susunan bahan a%ti1 tra1o 2inti dan %umparan3. Dilihat dari segi pema%aian tempat, enis tabung isolasi adalah lebih bai% %arena %onstru%sinya lebih %e5il. 4onstru%sinya sangat berbeda dengan enis tang%i logam yang harus mengguna%an tabung porselen dengan diameter yang lebih besar.
Ga"#a( 2'2 4onstru%si badan tra1o magneti%
.<.
;entu% 1isi% dari Tra1o Magneti% dapat dilihat pada gambar
4eterangan : !. 4ertasC7solasi Minya% MineralCuart* 1illing. . ;elitan Primer: 9ernis ganda-isolasi %awat tembaga, tahan pada suhu tinggi. 6. 7nti: bu%an orientasi listri% baa memper%e5il resi%o resonansi besi +. ;elitan Se%under <. 7solator 4erami% #. Dehydrating ;reather >. Terminal Primer ?. Terminal Se%under Ga"#a( 2'2 ;entu% 1isi% tra1o magneti% 2'2''2 T(a,- Te*an*an Ka&a$.%.,
;agian utama tra1o tegangan %apasiti1 adalah pembagi tegangan %apasiti1 0! dan 0. Se5ara te%nis dengan meran5ang nilai %apasitansi 0! dan 0, tegangan pada %apasitor 0 dapat diperoleh dalam orde ratusan 9olt 2sesuai dengan %ebutuhan alat u%ur, relai, atau lampu indi%ator3, tetapi 5ara ini tida% e%onomis. Oleh %arena itu, %apasitansi 0 ! dan 0 diran5ang sedemi%ian rupa, sehingga tegangan pada %apasitor 0 diperoleh dalam orde puluhan %ilo9olt, umumnya <,!",!<, dan " %H. Diantara %apasitor 0 dengan beban diselip%an suatu tra1o tegangan magneti% yang disebut dengan tra1o penengah 2 intermediate transformer 3.Terminal %apasitor 0 dihubung%an %e belitan primer tra1o penengah, sehingga tegangan primer tra1o penengah sama dengan tegangan pada terminal %apasitor 0. Tegangan primer tra1or penengah 2dalam orde puluhan ribu 9olt3, diturun%an oleh tra1o penengah menadi ratusan 9olt, umumnya menadi !"" atau !""L6 9olt. 4eti%a hubungan antara terminal %umparan primer tra1o tegangan yang di%ebumi%an dengan inti atau badan tra1o tegangan terbu%a, %umparan primer diran5ang mampu memi%ul tegangan 1re%uensi daya sebesar 6 %H rms dalam durasi sing%at. 8ambar .# menunu%%an rang%aian e%ui9alen tra1o tegangan %apasiti1.
4eterangan : Hn I Tegangan 1asa %e netral transmisi 0! I 4apasitor tegangan tinggi 0 I 4apasitor tegangan rendah TP I Tra1o penengah 2intermediate3 H! I Tegangan primer tra1o penengah H I Tegangan se%under tra1o penengah Ga"#a( 2'24 )ang%aian e%ui9alen tra1o tegangan %apasiti1
Sedang%an gambar .> menunu%%an %onstru%si tra1o tegangan %apasiti1.
4eterangan : !. H.T adalah terminal tegangan tinggi . 4apasitor 0! N 0 pembagi tegangan 2capacitive voltage divider 3 yang ber1ungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untu% diubah oleh tra1o tegangan menadi tegangan pengu%uran yang lebih rendah 6. " adalah indu%tor penyesuai tegangan 2 medium voltage choke3 yang ber1ungsi untu% mengaturCmenyesuai%an supaya tida% teradi pergeseran 1asa antara tegangan masu%an 2 vi3 dengan tegangan %eluaran 2vo3 pada 1re%uensi dasar. +. ;elitan primer <. 7solator %erami% >. Terminal se%under Ga"#a( 2'25 4onstru%si tra1o tegangan %apasiti1
Bntu% pengu%uran tegangan diatas !!" %H adalah lebih e%onomis mengguna%an tra1o tegangan %apasiti1 daripada mengguna%an tra1o tegangan magneti%, %arena %onstru%si isolasi tegangan %apasiti1 lebih sederhana daripada tra1o tegangan magneti%. Tra1o tegangan %apasiti1 a%an lebih e%onomis lagi i%a diguna%an se%aligus untu% pengiriman sinyal melalui %ondu%tor transmisi 2 power line carrier 3, yaitu sinyal %omuni%asi data, sinyal audio dan sinyal %endali ara% auh 2 telecontrol 3. Tra1o tegangan %apasiti1 diguna%an uga untu% pengu%uran energi pada %onsumen sendiri. Sangat andal diguna%an untu% men5atu tegangan %e relai ele%troni% yang be%era sangat 5epat, terutama i%a tra1o tegangan %apasiti1 mengguna%an peredam osilasi ele%troni%. =i%a diharus%an untu% memilih antara tra1o tegangan magneti% atau tra1o tegangan %apasiti1, ada beberapa 1a%tor yang perlu dipertimbang%an, diantaranya yang terpenting adalah penggunaannya, penempatan tra1o dan biaya. Tabel .? memperlihat%an perbandingan tra1o tegangan magneti% dengan tra1o tegangan %apasiti1. Pada tabel .$ diperlihat%an enis tra1o yang 5o5o% untu% beberapa %eperluan. Ta#e! 2'6 Perbandingan
Tra1o Tegangan Magneti% dengan Tra1o Tegangan 4apasiti1
T(a,- Te*an*an Ma*ne%.)
T(a,- Te*an*an Ka&a$.%.,
4etelitian bergantung 4etelitian bergantung %epada %epada 1a%tor trans1ormasi pembagi tegangan %apasiti1, rea%tansi, dan 1a%tor trans1ormasi tra1o intermediasi 4etelitian tida% sensiti1 4etelitian sensiti1 terhadap terhadap perubahan perubahan 1re%uensi 1re%uensi Dapat teradi 'erroresonansi dilo%alisasi 1erroresonansi dengan pada rang%aian se%under sistem Tida% memili%i 1asilitas Dapat diguna%an untu% P0 untu% P0 Memili%i respon yang bai% )esponsnya %urang bai% terhadap transien i%a ada terhadap transien i%a ada gangguan pada sistem gangguan pada sistem Dapat diguna%an pada Dileng%api dengan sela stasiun pembang%it prote%si Tida% mempengaruhi Adanya %apasitansi %etahanan isolasi sistem mempengaruhi %etahanan isolasi sistem Ting%at tegangan Ting%at tegangan penguian penguian rendah lebih tinggi
Menimbul%an %enai%an Menimbul%an %enai%an tegangan tanah yang tegangan tanah yang tinggi rendah %eti%a dipisah%an %eti%a dipisah%an dari sistem dari sistem Ta#e! 2'8 =enis Tra1o Tegangan Bntu% ;erbagai 4eperluan Un%) Ke&e(!an
Jen.$ T(a,-
Holtmeter,%Wh-Meter, Tra1o tegangan magneti% Sin%ronisasi, relai ara% tanpa P0 4omuni%asi tanpa meter ! unit tra1o tegangan %apasiti1 dan relai per sir%uit )elai ara% dengan P0 ! unit tra1o tegangan %apasiti1 per 1asa 4omuni%asi dan meter ! unit tra1o tegangan %apasiti1 dan unit tra1o tegangan magneti% atau 6 unit tra1o tegangan %apasiti1 2'2'4 Ke$a!ahan Ra%.- P-%en$.a! T(an$,-("e(
al yang harus diperhati%an pada potensial trans1ormer adalah burden yang dii*in%an, biasanya terdapat pada name platenya. Pembebanan yang melebihi burden a%an menga%ibat%an atuh tegangan sehingga teradi %esalahan pada pengu%uran 2metering3. ;urden ialah beban se%under dari tra1o tegangan, dalam hal ini sangat ter%ait dengan %las %etelitian potensial trans1ormer. 0ontoh : ;eban pengenal 6" HA, dan %las ", sedang untu% beban <" HA %las ",< ;eban pengenal <" HA, dan %las ",< sedang untu% beban !"" HA %las !," 0HT ini mempunyai se%under dapat dibebani !"" HA dengan %las %etelitian masing-masing !," dan ", Sema%in besar bebannya ma%a %etelitiannya sema%in turun. Pada PT di%enal ma5am %esalahan yaitu : A. 4esalahan perbandingan
Dimana : 4 PT : Perbandingan Trans1ormasi ominal
;. 4esalahan sudut Pergeseran sudut sisi se%under %urang atau lebih dari !?"Q
VP
VS
Penggunaan potensial trans1ormer dibeda%an untu% pengu%uran dan untu% sistem prote%si, seperti dielas%an sebagai beri%ut: a' Bntu% pengu%uran teliti untu% daerah %era pada tegangan dari ?" sampai !" dari tegangan pengenal dengan beban < sampai !"" burden pengenalnya pada 1a%tor daya I ",? tertinggal. Standar %elas %etelitian PT untu% pengu%uran ialah : ",! - ", - ",< - !," - 6," Bntu% tegangan dari ?" sampai !" dari tegangan pengenal dengan beban < sampai !"" beban pengenalnya pada 1a%tor daya I ",? tertinggal. ilai %elas %etelitian potensial trans1ormator C tra1o tegangan untu% pengu%uran dapat dilihat di tabel .!". ;esar ilai 4elas 4etelitian Potensial Trans1ormer Bntu% Pengu%uran
Ta#e! 2'10
#'
Bntu% sistem prote%si relati1 %etelitiannya lebih rendah, tetapi untu% daerah %era dari < sampai 2!"C!<"C!$"3 tegangan pengenalnya dengan burden < sampai !"" burden pengenalnya pada 1a%tor daya I ",? tertinggal.. Dan pada tegangan pengenalnya pun %esalahan masih tertentu. ilai %elas %etelitian potensial trans1ormator C tra1o tegangan untu% prote%si dapat dilihat di tabel .!!.
Ta#e! 2'11
;esar ilai 4elas 4etelitian Potensial Trans1ormer Bntu% Prote%si
BAB III PENUTUP '1 Ke$."&!an
Tra1o arus dan tra1o tegangan adalah tra1o satu 1asa yang ber1ungsi untu% pengu%uran dan besaran sensor pada relai prote%si. 'ungsi lain dari tra1o pengu%uran yaitu sebagai media %omuni%asi. Tra1o yang dapat diman1aat%an untu% media %omuni%asi adalah tra1o tegangan %apasiti1. Prinsip %era dari tra1o pengu%uran sama dengan tra1o daya. =i%a pada %umparan primer menagalir arus I , ma%a pada %umparan primer timbul gaya gera% magnet sebesar N I . 8aya gera% magnet ini memprodu%si 1lu%s mutual pada inti. 'lu%s mutual ini membang%it%an 88 28aya 8era% istri%3 pada %umparan se%under 2 E2 3. Tra1o tegangan ada dua enis yaitu tra1o tegangan magneti5 dan tra1o tegangan %apasiti1. Tra1o arus terbagi beberapa ma5am yaitu menurut umlah dan %onstru%si %umparan primer, umlah rasio, umlah inti, %etelitian pemasangan, %onstru%si isolasi. Di dalam tra1o pengu%uran terdapat galat atau dapat disebut 1a%tor %esalahan. ;urden tra1o arus adalah semua impedansi yang ditemu%an pada rang%aian se%under tra1o arus. ;urden dinyata%an dalam impedansi dan 1a%tor daya atau daya dalam satuan HA. Tegangan lutut adalah nilai e1e%ti1 tegangan pada sisi se%under yang memberi penambahan arus e%sitasi lebih <" daripada arus e%sitasi sebelumnya, i%a tegangan bertambah !" daripada nilai tegangan tersebut. Ting%at %eenuhan tra1o arus untu% pengu%uran dan relai prote%si sangat berbeda. Bntu% pengu%uran tra1o arus mudah enuh berbeda hal dengan relai prote%si, tra1o arus tida% mudah enuh. 1
3'2 Sa(an
1
1
Di dalam ma%alah ini terdapat banya% %e%urangan perihal tra1o pengu%uran. Sebagai penulis ma%alah ini sangat berterima %asih bilamana ada sumber sumber lain dapat ditambah%an %edalam ma%alah ini sehingga ma%alah ini dapat disempurna%an
