MANFAAT PENGGANTIAN CT KELAS 0.5 DENGAN KELAS CT 0.5S DI PELANGGAN BESAR PADA PEMAKAIAN BEBAN RENDAH
oleh:
Maurits A. Paath
PT. PLN (Persero) Wilayah Papua, Cabang Jayapura
Abstrak
Kajian ini difokuskan pada implikasi perbedaan kelas ketelitian CT 0.5S dibandingkan CT 0.5 jika menggunakan kWh meter kelas 0.5S dan manfaatnya terhadap kenaikan pemakaian energi listrik khususnya pada beban rendah (5 % arus sekunder) dari arus pengenalnya.
Dari hasil analisa studi kasus (1) dan (2) menggambarkan adanya kenaikan pemakaian energi bila menggunakan CT 0.5S, yaitu untuk kesalahan positip sebesar 37.23 kWH dan batas kesalahan negatip sebesar 37.3 kWh.
A. PENDAHULUAN
Dalam meningkatkan proses bisnis kelistrikan maka keandalan penyaluran tenaga listrik sampai ke titik pelanggan harus diperhatikan secara serius, sehingga konsep
Win-Win Solution dapat terjawab dan menjadi kepuasan bagi pelanggan.
Proses bisnis sampai di titik pelanggan yang dimaksud adalah memperhatikan tingkat akurasi peralatan pengukuran daya listrik pelanggan khususnya pelanggan besar pengukuran tak langsung yang menggunakan kWH Meter, CT dan PT sebagai alat bantu. Maka pemahaman kWH Meter serta alat bantu (CT, PT) sebagai alat ukur
P
P
K
L
k
l
s
1s
2B. LATAR BELAKANG
Pengukuran daya listrik dapat dibedakan sesuai sistim pengukuran dan batasan daya serta tarif yang dijual oleh PLN, yaitu:
1. Pengukuran langsung 1 fasa dan 3 fasa Tegangan Rendah (TR)
Alat ukur yang digunakan KWH Meter pengukuran langsung dengan batasan daya 450 VA s/d 33.000 VA
2. Pengukuran tak langsung
Pengukuran tak langsung 3 fasa Tegangan Rendah (TR), Tegangan Menengah (TM) dan Tegangan Tinggi dengan batasan daya 41.500 VA s/d 8.880 kVA. Alat- alat ukur yang yang digunakan kWh Meter pengukuran tak langsung, trafo arus (CT) dan trafo tegangan (PT).
a. Trafo Tegangan (PT)
Mentransformasikan dari tegangan tinggi/menengah ke tegangan rendah guna pengukuran dan proteksi (tidak dibahas detail).
b. Trafo Arus (CT)
Fungsi trafo arus (CT), adalah mentransformasikan dari arus yang besar ke arus yang kecil yang kecil guna pengukuran atau proteksi, sebagai isolasi sirkit sekunder dari sisi primernya dan dan memungkinkan penggunaan standar arus pengenal untuk alat sisi sekundernya.
Pengenal trafo arus (CT)
Trafo arus (CT) memiliki pengenal primer dan sekunder.
Pengenal primer: 10-12.5-15-20-25-30-40-50-60-75-80 A & kelipatan 10 Pengenal sekunder 1-2-5 A
Contoh:
P
P
K
L
k
l
s
1s
3k
s
2Single Ratio Primer/ Sekunder
Single Ratio Primer / Double Ratio Sekunder
Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT)
Untuk menunjukan kelas ketelitian trafo arus (CT) dinyatatakan dengan persentasi kesalahannya.
Pada trafo arus (CT) dikenal 2 macam kesalahan, yaitu:
Kesalahan Perbandingan (ratio error)
ε
ε
= {Kt x Is
– Ip} x 100} / Ip Kt = Perbandingan TransformasiIp = Arus Primer Pengukuran (aktual)
Is = Arus Sekunder Pengukuran (aktual)
Kesalahan Sudut (phase-angle error)δ
Pengaruh Kesalahan Sudut Fasa
Kesalahan sudut fasa berpengaruh bila pengukuran menyangkut besaran arus dan tegangan, misalnya pengukuran daya aktif maupun daya reaktif, pengukuran energi dan relai arah.serta difrensial rele. Dimana:
P = Vp x Ip x Cos Q
= Kct x Is x Kpt x Vs x Cos Q = Kct x Kpt x Is x Vs x Cos Q
Kenyataan yang diukur :
P = Kct x Kpt x Is x Vs x Cos Q ( α+ γ+ β )
Sehingga kesalahan pengukuran tergantung keslahan radio dan kesalahan sudut.
δ2 = -
δ1 = +
Ip Is
Is
β
Vs Ip
Is
γ α
Vp
Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT)
Kelas ketelitian untuk tabel (1) dan (2) berlaku dalam kondisi persentase beban sekunder adalah setiap nilai 25 % sampai 100 % beban pengenal trafo Arus (CT).
Tabel 1. Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT) untuk Meter 0.1 s/d 1 (Standar IEC 60044-1)
Catatan: beban sekunder adalah setiap nilai 25 % s/d 100%
Tabel 2. Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT) untuk Meter Khusus 0.2 S s/d 0.5S (Standar IEC 60044-1)
Catatan: beban sekunder adalah setiap nilai 25 % s/d 100%
C. LANDASAN TEORI
Cos θ = 0.8 = > Tan θ= 0.75
Dari rumus (1), maka untuk pengukuran tak langsung tegangan rendah menjadi:
) 75 . 0 tan 3438 100
1 (
. m i
s
)
1. Studi kasus (1), menggunakan kelas kWh meter 0.5S & CT Kelas 0.5: Diketahui data–data pelanggan tersambung sebagai berikut:
Pelanggan 3 fasa tersambung dengan Daya 197 kVA (beban seimbang) kWH meter 3 fasa, Vn: 3 x 220 / 380 V; In : 5 Amp
Menggunakan trafo arus rating: 300/5 A
Beban R,S,T primer: 30 A, Beban R,S,T sekunder: 0.5 A = 5 % Isek Vfasa-nol: 220 Volt, Cos Q= 0.8, t = 240 jam
Tabel 3. Batas Kesalahan
Instrument
Batas Kesalahan
Beban Penuh Beban Rendah Sesuai Kelas Sesuai Kelas
kWH Meter (0.5S) ± 0.5 % ± 1 %
Untuk batas kesalahan positip:
Dari rumus (1) didapatkan; Φ = γ–β = 0 – 90 = -90
) Isek= 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Primer (Ep)
Fasa Teg (V) Ipri (A) Cos Q Waktu (t) Ep (kWh)
L1 220 30 0,8 240 1.267,2 L2 220 30 0,8 240 1.267,2 L3 220 30 0,8 240 1.267,2 kWh Total 3.801,60
Kenyataan energi yang diukur:
Energi Sekunder (Es)
Kesalahan pengukuran positip, adalah: (Ep-Es )/ Ep x 100% = 2,96 %
Penyelesaian batas kesalahan negatip
Dari rumus (1) didapatkan; Φ = γ–β = 0 – (+90) = -90
Batas kesalahan pengukuran negatip : + 0.9634 %
Untuk mengetahui batas kesalahan negatip Ep vs Es untuk beban rendah (% Isek= 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Sekunder (Es)
Kesalahan pengukuran negatip, adalah: (Ep-Es) / Ep x 100% = 0,96 %
)
2. Studi kasus (2), kelas kWh meter Kelas 0.5S & CT Kelas 0.5S:
Penyelesaian
Untuk batas kesalahan positip:
Dari rumus (1) didapatkan; Φ = γ–β = 0 – 45 = -45
Batas kesalahan pengukuran positip : + 1.9817 %
Untuk mengetahui batas kesalahan positip Ep vs Es untuk beban rendah (%Isek = 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Primer (Ep)
Fasa Teg (V) Ipri (A) Cos Q Waktu (t) Ep (kWh)
L1 220 30 0,8 240 1.267,2 L2 220 30 0,8 240 1.267,2 L3 220 30 0,8 240 1.267,2 kWh Total 3.801,60
Kenyataan energi yang diukur:
Energi Sekunder (Es)
Kesalahan pengukuran positip, adalah: (Ep-Es) / Ep x 100% = 1,98 %
Penyelesaian batas kesalahan negatip
Dari rumus (1) didapatkan;
Φ = γ–β = 0 – (+45´) = -45´
. ki.Es
Untuk mengetahui batas kesalahan negatip Ep vs Es untuk beban rendah (% Isek= 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Sekunder (Es)
Fasa Teg (V)
Rasio CT
Isek (A)
Waktu
(t) Cos Q
Faktor
Kesalahan E (kWh)
L1 220 60 0,5 240 0,8 1,0002 1.267,5 L2 220 60 0,5 240 0,8 1,0002 1.267,5 L3 220 60 0,5 240 0,8 1,0002 1.267,5 kWh Total 3.802,4
Kesalahan pengukuran negatip, adalah: (Ep-Es)/Ep x 100% = - 0,02 %
Hasil analisa studi kasus (1) dan (2) perbandingan energi primer (Ep) dan energi sekunder (Es) kelas CT 0.5 dan CT 0.5S pada beban rendah 5 %, adalah sebagai berikut:
Untuk kelas CT 0.5; kelas CT 0.5S
Error positip= 0.9704 (+2.9 %) Error positip= 0.9802 (+1.98 %) Error negatip= 0.9904 (+0.96 %) Error negatip= 1.0002 (-0.02 %)
Jika dibandingkan dengan persentase batas ketelitian kWH meter sebesar ±1% pada beban rendah dan ±0,5 % pada beban penuh, maka batas persentase CT 0,5S adalah ± 1,9817% cenderung mendekati persentase batas kesalahan kWh meter ±1% dan batas persentase CT 0,5 adalah 2,9 % untuk kesalahan positip.
Selisih dari kesalahan pengukuran kelas CT 0.5S vs kelas 0.5 untuk batas kesalahan pada beban 1%, 20 %, 100 %, dan 120 % sesuai formulasi diatas table (4) dibawah ini:
Tabel 4. Justifikasi Selisih Batas Kesalahan Pengukuran CT 0.5 vs 0.5S Terhadap kWH Meter EDMI-Genius Kelas 0.5S
Akurasi
Batas Kesalahan Batas Kesalahan Batas Kesalahan Batas Kesalahan Batas Kesalahan
Pengukuran Pengukuran Pengukuran Pengukuran Pengukuran
Terhadap Eprimer
Positip Negatip Positip Negatip Positip Negatip Positip Negatip Positip Negatip
Klas mengukur beban rendah sampai 1% sedangkan CT 0.5 tidak dapat mengukur. b. Pada beban rendah 1%, 5% dan 20% pergeseran sudut dan waktu untuk CT
0.5S lebih kecil dibandingkan CT 0.5 (lihat table 1 & 2)
c. Persentase batas kelas ketelitian pengukuran untuk CT 0.5S sama dengan persentase batas kelas ketelitian meter pada beban 20%.
2. Saran
1. Diusulkan agar dalam perencanaan serta pemasangan APP (kWH Meter dan CT), untuk kelas ketelitiann dan spesifikasinya harus sama.
2. Guna menganalisa serta mengetahui secara akurat kesalahan rasio (% ratio error) dan kesalahan sudut (phase-angle error) serta persentasi perkembangan beban rendah dari 1 % s/d 20 % di trafo arus (CT) dibutuhkan CT Analyzer.
DAFTAR PUSTAKA
1. SPLN 76:1987, Transformator Arus, Standar Perusahaan Umum Listrik Negara 2. SPLN 60-7:1992, Kamar Uji Instrumen Ukur Listrik, Standar Perusahaan Listrik
Negara.
3. J. Soekarto. Trafo Arus dan Trafo Tegangan
4. Bonggas L. Tobing, Peralatan Tegangan Tinggi, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003
5. Ken Sonnenberg, Current & Voltage Transformers Basic, GE Multilin / Intrument Transformer, Inc
6. CR MAGNETICS, INC, CURRENT TRANSFORMERS, An Analysis of Ratio and Phase Angle Error, St. Louis 63122 USA
(http:www.crmagnetics.com/Newprod/error.asp)
7. SQUARE D, Schneider Electric, Instrument Transformer, 600V-Indoor Type, Current and Voltage.
8. Annonymous, Current Transformer
9. Rudolf Current Transformer, Current Transformer
10.Norbert J. Ackermann, Jr, CEO, Spinlab, CURRENT TRANSFORMER, Basics of Operation snd In-Service Testing,
11.Knoop Incorporated, ANSI Standar Burden Sets (Voltage and Current), (http://www.knooppinc.com/ansi.htm)
