SUMBER SUMBER MA SUKA N RELE
4 4 UN JUK KERJA CTS PA DA KOMPON EN A C SIMETRIS
Untuk ko m po nen sim etri, unjuk kerja ditentukan dengan m elihat arus terbesar yang dapat direpro duksi tanpa m en galam i kejenuhan yan g akan m en yebabkan kesalahan perbandingan. Kesalahan sudut fasa um um nya tidak terlalu kritis dan berpengaruh pada kerja rele. Apabila CTs tidak m engalam i saturasi, diasum sikan bahwa Ie dapat diabaikan.
C P S
R
I
I
=
Am pere atau IS = IP per Unitdim ana RC adalah perbandingan Transfo rm ato r arus atau sam a dengan n dalam Gam bar 4- 6. Untuk CTs yang dihubungkan dalam lead fase pada sistem tenaga dengan beban yang m elewatinya, ratio RC dipilih sedem ikian rupa sehin gga arus seku nder tidak m elebihi 5 A sekunder. Hal ini dipero leh berdasarkan pengalam an yan g ditunjukkan dengan pen ggunaan tanda skala standar 5A bagi instrum en bergerak. Bila dipilih ratio yang akan m enghasilkan arus dibawah 5A pada beban m aksim um , m aka segala instrum en yang terhubung pada sirkit tersebut tidak akan m encapai skala yang sesuai.
Instrum en dapat saja terhubung atau tidak terhubung m elalui sirkit rele, nam un penggunaan ini terus berlangsung, dim ana standar rating CTs dan rele selalu 5A.
N am un dem ikian, arus eksitasi CTs, Ie, tidak pernah no l apabila CT energise baik m elalui prim er m aupun sekunder. Oleh karena itu harus dipastikan bahwa besaran ini diabaikan. Hal ini dapat dilakukan dengan tiga m eto da, yaitu:
( 1) . Meto da klasik;
( 2) . Kurva unjuk kerja CT; dan
( 3) . Klas akurasi berdasarkan standar AN SI / IEEE bagi rele.
4 . 4 . 1 Unjuk Kerja Berdasarkan A nalisis Klasik Fo rm ula klasik dari suatu Transfo rm ato r adalah:
V 10 x A N f 44 , 4 V 8 maks ef −
β
=dim ana f adalah frekuensi dalam Hertz, N adalah jum lah lilitan sekunder, A adalah luas penanm pang inti besi dalam inc2, dan
maks
β adalah kerapatan fluks pada inti besi dalam Garis/ inc2. N am un dem ikian, kebanyakan besaran ini tidak tersedia, dan m eto da ini hanya digunakan o leh perancang CT. Vef adalah tegangan yang dibutuhkan o leh CT untuk dapat m enghasilkan arus disisi sekunder m enuju beban.
Beban yang terhubung pada CT terdiri dari tahanan sekunder CT, RS,, im pedansi leading Zld, dan peralatan lain ( rele, dan sebagainya) , Zr. Tegangan yang diperlukan beban adalah :
Vef = IS ( RS + Z1d + Zr) V
4 . 4 . 2 Unjuk Kerja Berdasarkan Kurva Karakteristik CT
Perhitungan unjuk kerja dengan m enggunakan rangkaian ekivalen dalam Gam bar 4- 6a sukar dilakukan, m eskipun harga X diketahui. Standar AN SI/ IEEE no m o r C57.13 tentang CTs m engetahui ko ndisi ini, o leh karena itu CTs yang m em iliki fluks linkage signifikant dengan tipe inti dim asukkan dalam KLAS T. CTs yang m em iliki satu atau beberapa belitan prim er yang m en gelilingi inti, juga dim asukkan dalam KLAS T. Unjuk kerja CTs tipe ini dapat ditentukan dengan baik m elalui pengujian.
CTs dirancang agar dapat m em inim isasi fluks linkage pada inti, seperti pada tipe langsung, bar dan tipe bushing ( Gam bar 4- 1) , dim ana rangkaian ekivalennya didapat dari m o difikasi sirkit ekivalen Gam bar 4- 6b. Sirkit ekivalent digam barkan dengan m enem patkan reaktansi bo co r X didepan caban g reaktansi perm agnetan, dan cabang- cabang ini dapat diparalel dengan Ze. Dengan sirkit ekivalen seperti ini, unjuk kerja CT dapat dihitung. CTs ini dirancang sebagai CTs KLAS C.
Evaluasi berdasarkan kurva unjuk kerja m em erlukan pengujian kurva seperti diperlihatkan dalam Gam bar 4- 7 untuk KLAS T, atau kurva perm agnetan ( eksitasi) seperti dalam Gam bar 4- 8 untuk KLAS C. B- 1 sam pai B- 6 pada Gam bar 4- 8 m enunjukkan standar burden. An gka m em perlihatkan im pedansi burden dalam OHM pada fakto r kerja 0 ,5. B- 1 adalah burden sebesar 1Ω, B- 8 adalah burden 8Ω, dem ikian seterusnya.
Gam bar 4- 7 : Tipikal kurva ratio arus lebih CT klas T
Lutut atau titik efektif saturasi didefinisikan o leh standar AN SI/ IEEEE sebagai perpo to ngan kurva dengan garis tangen 450 . N am un dem ikian, IEC m endifinisikan daerah lutut sebagai perpo to ngan antara garis lu rus yang ditarik dari bagian tidak jenuh dan bagian yan g telah m en galam i kejenuhan dari kurva perm agnetan. Daerah lutut dari IEC m em iliki tegangan lebih tinggi dari daerah lutut dari standar AN SI.
4 . 4 . 3 Unjuk Kerja Berdasarkan Klas Standar A kurasi A N SI/ IEEE
Dalam beberapa applikasi, penggunaan gam baran klas akurasi dari AN SI/ IEEE dibutuhkan untuk m enjam in unjuk kerja rele dengan baik. Seperti dikem ukakan, ada dua kelas standar, yaitu : kelas T, dim ana unjuk kerjanya tidak m udah untuk dihitung, untuk itu digunakan kurva pengujian pabrik ; dan kelas C, dim ana unjuk kerjanya dapat dihitung. Penggam baran ini diikuti o leh indikato r tegangan term inal sekunder, Vgh, dim ana Transfo rm ato r dapat m enghasilkan arus sekunder ke burden standar 20 kali dari rating arus standar tanpa m elam paui 10 % ko reksi rasio . Angka 10 % ini tidak akan terlam paui untuk arus dari 1 sam pai 20 kali rating arus standar sekunder CT pada
burden standar atau dibawah burden standar. Untuk rele, klas tegangan yang digunakan adalah 10 0 , 20 0 , 40 0 dan 80 0 , sesuai den gan standar burden B- 1, B- 2, B- 4 dan B- 8 secara beturut- turut. Beban- beban ini pada fakto r daya sebesar 0 ,5, dengan satuan burden OHM, dipero leh dengan cara m em bagi rating tegangan dengan 20 kali rating arus sekunder. Jadi bila rating tegangan adalah 80 0 Vo lt, dengan burden B- 8, m aka: 8Ωx5Ax 20 =80 0 V.
Gam bar 4- 8 : Tipikal kurva eksitasi CT Klas C Multiratio
Jika arus lebih rendah, m aka pro po rsi burden m enjadi lebih besar, nam un dem ikian hal ini tidak terpakai untuk arus yang lebih tinggi karena im pedansi internal yang diabaikan akan m em pengaruhi u njuk kerja. Dengan dem ikian untuk rating tegangan 40 0 V, CT akan m am pu m elalukan arus sebesar 10 0 A dengan burden 4 Ω atau lebih kecil dengan ratio kesalahan tidak lebih dari 10 %. CT tersebut m am pu m elewatkan arus sebesar 50 A dengan burden 8 Ω dan kesalahan tidak lebih dari 10 %.
Untuk rating tegangan tersebut, lebih um um digunakan tegangan term inal dibanding tegangan eksitasi, atau :
Vgh = IS ( Zld + Zr) V
Untuk klas tegangan lebih rendah seperti 10 , 20 , dan 50 dengan standar burden B- 0 ,1, B- 0 ,2, dan B- 0 ,5 pada fakto r daya sebesar 0 ,9 terutam a digunakan untuk pengukuran dan untuk keperluan pro teksi harus digunakan secara hati- hati.
Dua CTs dengan rasio yang sam a dan kedua sisi sekundernya dihubungkan secara seri akan m enaikkan ketelitian m enjadi lebih baik. Masing- m asing CT hanya m enyum bang setengah dari tegangan yang dibutuhkan bu rden. Dua CTs dengan sirkit prim er
terhubung seri dan sekunder terhubung paralel dapat m enghasilkan ratio lebih rendah dengan ratio individual tinggi dari CTs dan rating ketelitian tinggi.
Harus dipaham i bahwa klasifikasi AN SI hanya m enunjukkan bahwa ko reksi ratio atau kesalahan tidak akan m elam paui 10 %; tidak m em berikan info rm asi aktual, yang dapat berapa saja tetapi tidak akan m elebihi 10 %. Penting juga diingat bahwa klas ketelitian ini hanya berlaku untuk belitan penuh, dan akan m enurun bila digu nakan tap yan g lebih rendah. Kebanyakan Transfo rm ato r klas C adalah tipe bushing m ulti ratio dengan 5 tap sekunder, sepeerti diperlihatkan dalam Gambar 4- 8. Unjuk kerja pada tap rendah akan m enurun secara signifikan dan terbatas. Secara um um , penggunakan rasio tap rendah seharusnya dihindarkan, dan apabila terpaksa digunakan harus diperiksa lebih dahulu. Menurut standar, pabrikasi CT dim aksudkan untuk m em ehuhi kebutuhan rele akan: 1. Klas ketelitian; 2) . Rating therm is dan sho rt- tim e m echanical; 3) . Tahanan; 4) . Kurva- kurva seperti dalam Gam bar 4- 7 untuk kelas T dan Gam bar 4- 8 untuk kelas C.
Gam bar 4- 9: Burden pada CT untuk beberapa tipe hubungan dan gangguan