Untuk pemasangan alat-alat ukur dan alat -alat proteksi / pengaman pada instalasi tegangan tinggi, menengah dan rendah diperlukan trafo pengukuran. Fungsi CT :
§ Memperkecil besaran arus pada sistem tenaga listrik menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran.
§ Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer § Standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder
Berdasarkan rumus : I1 N1 = I2 N2
CT dalam sistem tenaga listrik digunakan untuk keperluan pengukuran dan proteksi.
Perbedaan mendasar pada kedua pemakaian diatas adalah pada kurva magnetisasinya. I1 I2 N1 N2 I1 N2 1 = = I2 N1 a N1 dimana a = N2 I1 > I2 sehingga N1 < N2 N1 = jumlah lilitan Primer N2 = jumlah lilitan sekunder
Gambar 1.3.
Kurva kejenuhan untuk pengukuran dan proteksi
Untuk pengukuran, memiliki kejenuhan sampai dengan 120 % arus rating tergantung dari kelasnya, hal ini untuk mengamankan meter pada saat gangguan
Untuk proteksi, memiliki kejenuhan cukup tinggi sampai beberapa kali arus rating.
Hubungan antara belitan primer dan sekunder membagi jenis CT menjadi tipe bar (batang) dan tipe wound (lingkaran) seperti pada gambar 1.3.a dan 1.3.b.
Contoh kontruksi lengkap seperti pada gambar 1.3.c dan1.3.d
Gambar 1.3.a. Bar primary Gambar 1.3.b. Wound primary H
B
proteksi
1.3.1. CT dengan 2 Pengenal Primer
a. Primer Seri atau paralel
Contoh : 500 – 1000 / 5 A
Rangkaian paralel 1000 / 5A, seri 500 / 5A
Gambar 1.3.1.a. Rangkaian Primer paralel
Gambar 1.3.1.b.Rangkaian Primer seri
Gambar 1.3.c.
Conventional Dead Tank CT
Gambar 1.3.d. Inverted CT S1 S2 P2 S1 S2 P1 P1 P2
b. Sekunder di Tap
Gambar 1.3.1.c. Sekunder CT di tap dengan rasio 500 – 1000/5A
c. Primer Seri atau Paralel dan sekunder di Tap
1.3.2. Ratio CT dengan Multi Ratio
Contoh : 100 – 200 – 300 – 400 – 500 – 1000 / 5A
Gambar 1.3.2. Sekunder CT di tap dengan multi rasio
P1 P2 S1 S2 S3 P1 P2 S1 S2 S3 P1 P2 S1 S2 S3
S1
S2
S3 P1 P2 S4
S5
S6
S7
Digunakan untuk keperluan yang berbeda seperti untuk kebutuhan pengukuran dan proteksi.
Contoh :
§ CT dengan 2 inti 500 / 5 – 5 A Penandaan primer P1- P2
Penandaan sekunder inti ke 1 ⇒ 1S1 – 1S2 adalah untuk pengukuran Penandaan sekunder inti ke 2 ⇒ 2S1 – 2S2 adalah untuk proteksi § CT dengan 2 inti 500 / 1 – 1 – 1 – 1A
Penandaan primer P1 – P2
Penandaan sekunder inti ke 1 ⇒ 1S1 – 1S2 untuk pengukuran Penandaan sekunder inti ke 2 ⇒ 2S1 – 2S2 untuk rele arus lebih Penandaan sekunder inti ke 3 ⇒ 3S1 - 3S2 untuk rele jarak Penandaan sekunder inti ke 4 ⇒ 4S1 – 4S2 untuk diffrensial
1.3.4. Rating CT
§ Rating beban
Rating dari beban dimana akurasi masih bisa dicapai yang dinyatakan dalam VA.
Umumnya bernilai 2.5 , 5 , 7.5 , 10 , 15 , 30 VA § Rating Arus Kontinue
Biasanya pada batas arus primer § Rating Arus Sesaat
Biasanya dalam batas waktu 0.5 , 1 , 2 atau 3 detik § Rating Arus Dinamik
Perbandingan I peak : I rated
dimana Ipeak adalah arus maksimum CT yang diijinkan tanpa menimbulkan kerusakan.
a. Kesalahan rasio CT
Kesalahan besaran arus karena perbedaan rasio name plate dengan rasio sebenarnya dinyatakan dalam :
% = 100 ( Kn Is – Ip ) / Ip.
dimana Kn = rating rasio transformer Ip = arus primer aktual Is = arus sekunder actual
b. Kesalahan fasa
Akibat pergeseran fasa antara arus sisi primer dengan arus sisi sekunder :
§ bernilai positip ( + ) jika Is mendahului Ip § bernilai negatip ( - ) jika Is tertinggal dari Ip c. Komposit error
Komposit error merupakan nilai rms dari kesalahan trafo dan ditunjukkan oleh persamaan berikut :
1.3.6. Kelas CT
Menyatakan prosentase kesalahan pengukuran CT pada rating atau pada rating akurasi limit.
a. Accuracy Limit Factor ( ALF )
Disebut juga faktor kejenuhan inti Perbandingan dari I primer : I rated
Nilai dimana akurasi CT masih bisa dicapai Contoh :
CT (CT) 200 / 1 A dengan accuracy limit faktor (ALF) = 5 Maka batas akurasi < 5 x 200 A = 1000 A
T ∫ 0
(Kn is – ip)² dt
b. Kelas untuk CT Pengukuran
Tabel 1.3.6.a. Kesalahan rasio dan pergeseran fasa CT pengukuran
± % kesalahan rasio pd % beban
Pergeseran fasa dalam menit pada % beban
Klas
20<%< 100 100<%<In<120 20<%In<100 100<%In<120
0.1 0.2 0.1 8 5
0.2 0.35 0.2 15 10
0.5 0.75 0.5 45 30
1 1.5 1 90 60
c. Kelas untuk CT Proteksi
Klas. P
Dinyatakan dalam bentuk seperti contoh berikut 15 VA ,10 P, 20
dimana :
15 VA = Rating beban CT sebesar 15 VA
10 P = Klas proteksi, kesalahan 10 % pada rating batas akurasi
20 = accuracy limit faktor, batas akurasi CT sampai dengan 20 kali arus rating
Tabel 1.3.6.b. Kesalahan rasio dan pergeseran fasa CT proteksi
Klas
% kesalahan rasio pada 100 % In.
Pergeseran fasa pada % In (menit).
Kesalahan Komposit error
5P ± 1% ± 60 5
d. Kelas TPX, TPY dan TPZ
CT dimana performance transientnya signifikan.
Trafo arus yang mempunyai sirkit tanpa dan dengan celah udara serta mempunyai tipikal konstanta waktu sekunder yang pada umumnya digunakan pada sistem 500 kV khususnya jawa bali sebagai berikut :
e. Kelas TPX ( non gapped 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
Klass TPX ini pada umumnya digunakan pada sistem 500 kV untuk Proteksi : Busbar, CCP, REF,
f. Kelas TPY (anti remanence gapped core)
Dengan celah udara kecil (pada inti ), dengan 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 dan CT digunakan untuk Line Protection ( LP).
g. Kelas TPZ (linear 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.
1.3.7. Pengecekan Kejenuhan Inti
Diketahui
If max = 7266 A
rasio Ct 1000 / 5 A dan klas 7.5 VA 10P20 Rct = 0.26 ohm
Rr = 0.02 ohm Rl = 0.15 ohm
Periksa apakah V knee memenuhi kebutuhan untuk rele arus lebih dan rele hubung tanah.
Jawab
Untuk rele arus lebih tegangan pada sisi sekunder CT Vs = If ( Rct + Rr + Rl )
= 7226 x 5 / 1000 ( 0.26 + 0.02 + 0.15 ) = 15.54 volt V knee CT dapat sebagai berikut
Vk = VA/In x ALF + Rct x In x ALF = 7.5 / 5 x 20 + 0.26 x 5 x 20 = 56 volt
