PT PLN (PERSERO) Jasa Pendidikan Dan Latihan Bogor

(1)

TRAFO TEGANGAN Pendahuluan

1. Fungsi

Mentransformasikan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah guna pengukuran atau proteksi dan sebagai isolasi antara sisi tegangan yang diukur / diproteksikan dengan alat ukurnya / proteksinya

Contoh : (150.000/V3) / (100/V3) V, (20.000/V3) / (100/V3). 20.000/100 V 15.000/V3 = E1 Merupakan Tegangan Primer

100/V3 = E2 Merupakan Tegangan Sekunder E1/E2 = N1/N2 = a

N1 > N2 (N1 jumlah lilitan primer, N2 jumlah lilitan sekunder) a : Perbandingan transformasi merupakan nilai yang konstan 2. Jenis Trafo Tegangan

• Trafo tegangan dengan inti besi seperti transformator biasa umumnya untuk tegangan rendah sampai dengan tegangan tinggi

• Trafo tegangan dengan kapasitor, di sadap pada tegangan menengah, kemudian diturunkan dengan transformator ke tegangan rendah, umumnya digunakan pada tegangan tinggi dan tegangan ekstra tinggi

(Capasitive Voltage Transformer, CVT) 3. Jenis - Jenis Trafo Tegangan

A. Dipasang antara fase dan fase B. Dipasang antara fase dan tanah

C. Trafo tegangan dengan 3 lilitan, lilitan ke tiga untuk relai gangguan bumi

D. Trafo tegangan dengan 3 lilitan, lilitan ke dua untuk relai ke 1 dan meter, lilitan ke tiga untuk relai ke dua

Tegangan Sekunder (Volt)

100 Atau 110

100/V3 Atau 110/V3 100/3 Atau 110/3 120 Atau 120/V3

(2)

Pemasangan

Catatan : PT dengan pengenal 20.000/100 V dapat dipasang untuk sambungan 3 fase / 3 kawat 3 fase, 4 kawat

PT dengan pengenal (20.000/V3) / (100/V3) hanya untuk sistem 3 fase, 4 kawat dan titik netral (bintang) harus dibumikan

4. Trafo tegangan dengan 2 pengenal sekunder Contoh :

A. (150.00/V3) / (100/V3) - (100/V3) V

Rangkaian sekunder 2 buah yang dapat mempunyai karakteristik yang berbeda B. (20.000/V3) / (100/V3) - (100/3) V

100/3 V digunakan untuk mendapatkan tegangan urutan nol, dan pada saat gangguan 1 fase ke bumi V0 menjadi 100 V maksimum

Penandaan

Primer : P1 dan P2

Sekunder : pertama 1S1 – 2S2 untuk pengukuran dan proteksi pengaman cadangan Kedua 2S1 – 2S2 untuk proteksi pengaman utama

Masing - masing sekunder dapat mempunyai klas ataupun beban mempunyai klas ataupun burden (beban) sama atau berbeda

PT dengan 2 sekunder yang sama khususnya digunakan pada GI tegangan ekstra tinggi.

PENGUKURAN 3 FASE, 3 KAWAT PENGUKURAN/PROTEKSI 3 FASE, 4 KAWAT

(3)

Klas ketelitian (IEC 186/1987)

Pada PT dikenal 2 macam kesalahan yaitu : A. Kesalahan perbandingan

KN VS - VP

e = --- * 100 % VP

KN : Perbandingan Transformasi Nominal PT (20.000/V3) / (100/V3) V KN = 200 B. Kesalahan sudut

Pergeseran Sudut Sisi Sekunder Kurang Atau Lebih Dari 1800

Penggunaan PT dibedakan untuk pengukuran dan untuk sistem proteksi

• Untuk pengukuran teliti untuk daerah kerja pada tegangan dari 80 % sampai 120 % dari tegangan pengenal

• Untuk sistem proteksi relatif ketelitiannya lebih rendah, tetapi untuk daerah kerja dari 5 % sampai 190 % tegangan pengenalnya. Dan pada 2 % tegangan

pengenalnyapun kesalahan masih tertentu A. Trafo tegangan untuk pengukuran

standar klas ketelitian PT untuk pengukuran ialah : 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1,0 - 3,0

dan batas kesalahannya seperti tabel 1

V

P

V

S



₂

=

(4)

Tabel 1

Batas kesalahan transformasi dan pergeseran sudut untuk PT pengukuran

KLAS

% KESALAHAN RASIO

TEGANGAN

+/-PERGESERAN

SUDUT +/- (MENIT)

0,1

5 0,2

0,2

10 0,5

0,5

20 1,0

1,0

40 3,0

3,0

-Untuk setiap tegangan dari 80 % sampai 120 % tegangan pengenal dengan beban 25 sampai 100 % beban pengenal pada faktor daya 0,8 tertinggal

Beban (Burden)

Burden ialah beban sekunder dari trafo tegangan, dalam hal ini sangat terkait dengan klas ketelitian PT

Contoh :

• Beban pengenal 30 VA, dan klas 0,2 sedang untuk beban 50 VA klas 0,5 • Beban pengenal 50 VA, dan klas 0,5 sedang untuk beban 100 VA klas 1,0

CVT ini mempunyai 2 sekunder dapat dibebani 100 VA dengan klas ketelitian masing-masing 1,0 dan 0,2

Semakin besar bebannya maka ketelitiannya semakin turun lihat contoh pada PT ABB untuk 12 kV

Kapasitas termal

Kapasitas termal merupakan kapasitas PT dapat berfungsi sebagai transformator biasa, sebagai contoh PT diatas dapat berkapasitas 500 VA tanpa melihat kesalahannya

TRAFO ARUS

(5)

1. Fungsi

• Mentransformasikan dari arus yang besar ke arus yang kecil guna pengukuran atau proteksi

• Sebagai isolasi sirkit sekunder dari sisi primernya

• Memungkinkan penggunaan standar arus pengenal untuk alat sisi sekundernya

Contohnya : 2.000/5 A, 300/1 A

2.000 A dan 300 A = IP Merupakan Arus Primer 5 A dan 1 A = IS Merupakan Arus Sekunder IP N2

---- = --- = KCT IS N1

N2 >> N1 (N1 Jumlah Lilitan Primer, N2 Jumlah Lilitan Sekunder) KCT : Perbandingan Transformasi Merupakan Nilai Yang Konstan

2. Standard Trafo Arus & Trafo Tegangan

a. IEC IEC 185 : 1987 CTs

IEC 44-6 : 1992 CTs

IEC 186 : 1987 CTs

b. EUROPEAN BS 7625 PTs

BS 7626 CTs

BS 7628 CT AND PT

c. BRITISH BS 3938 : 1973 CTs

BS 3941 : 1975 PTs

d. AMERICAN ANSI C51.31.1978 CTs AND PTs

e. CANADIAN CSA CAN 3-C13-M83 CTs AND PTs

g. AUSTRALIAN AS 1675-1986 CTs

h. INDONESIA SNI

(6)

A. Trafo arus untuk pengukuran

- mempunyai ketelitian tinggi pada daerah kerja (daerah pengenalnya)

- cepat jenuh

B. Trafo arus untuk proteksi

- mempunyai daerah ketelitian yang luas - tidak cepat jenuh

Kinerja relai tergantung dari trafo yang digunakan

4. Konstruksi Trafo Arus

SISI PRIMER MERUPAKAN BATANG SISI PRIMER MERUPAKAN BELITAN

Tipikal Trafo Arus Dengan Batang Pada Sisi Primer 1000 / 1 A

PRIMARY

(7)

Pengenal Trafo Arus

Pengenal Primer : 10 - 12,5 - 15 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 - 80 A Dan Kelipatan 10 Pengenal Sekunder : 1 - 2 - 5 A

Trafo Arus Dengan 2 Pengenal Primer Contoh : 500 - 1000 / 5 A

A. Primer Seri Dan Paralel Rangkaian Paralel : 1000 / 5 A Rangkaian Seri : 500 / 5 A B. Sekunder Di Tap

500/5 A 500 - 1000/5 A 500-1000/5 A 500-1000-2000/5 A Trafo Arus Dengan Multi Ratio

A B C D E F G

(8)

Contoh : 100 - 200 - 300 - 400 - 500 - 1000 / 5 A Trafo Arus Ini Banyak Digunakan Di Amerika

Pengenal Sekunder

A. 5 A Umumnya digunakan bila antara trafo arus dengan alat ukur atau relainya dekat B. 1 A Umumnya digunakan bila antara trafo arus dengan alat ukur atau relainya jauh.

Umumnya digunakan pada sistem tegangan tinggi atau ekstra tinggi C. 2 A Untuk keperluan tertentu

Contoh Penggunaan Trafo Arus

Bushing CT untuk trafo daya untuk generator unit PLTU Paiton 1 & 2 Trafo daya 470 MVA, (525 +/- 2 * 13,125) / 18 kV, CT Sisi 500 kV

Kode Letak Terminal Rasio A Burden

Va Klas Penggunaan

T8, T9, T10

T11, T12, T13 T14, T15, T16 T17, T18, T19

T21 Indikator suhu Lilitan Relai F 87 GT B Relai F 87 GT B

Catatan : Klas X : VK > 800 / 400 RCT < 4 / 2 Ohm 5. Rangkaian Arus

(9)

(10)

Rangkaian Arus CT 500/1-1-1-1 A

Rangkaian Arus Semuanya Seri Untuk Setiap CT

Tujuan Salah Satu Sisi Sekunder

Tujuan salah satu sisi sekunder dibumikan ialah jika hubung singkat antara sisi primer dan sisi sekunder, tegangan sirkit sekunder tidak naik

Pada dasarnya pembumian dapat dilakukan s1 atau s2

Dalam beberapa hal letak pembumian sisi sekunder mengikuti buku petunjuk pemasangan meter atau relainya

Pembumian tidak mempengaruhi arah arus

KWH KVARH

KVA KW

A

F 32 F 40 F 51 V

F 87 1S₁

1S₂ 8 V

1 A

2S₁

2S₂ 6 V

1 A

3S₁

3S₂ 2V

1 A

4S₁

4S₂ TIDAK DIGUNAKAN P₂

(11)

6. Beban (Burden) Beban Pengenal

• Nilai dari beban CT dimana klas ketelitian dinyatakan • Beban CT dinyatakan dalam va

• Nilai beban umum digunakan : 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 30 VA Arus Pengenal Kontinyu

• Umumnya dinyatakan pada sisi primer, misalnya 1000/1 A, 2000/1 A Arus Pengenal Waktu Singkat (Short Time Rated Current)

• Umumnya dinyatakan untuk 0,5 ; 1,0 ; 2 ; 3 detik • Tidak menimbulkan kerusakan

• Umumnya dinyatakan pada keadaan sekunder CT di hubung singkat • Arus dinyatakan dalam rms (nilai efektif)

Pengenal Arus Dinamik

• Perbandingan dari : Ipuncak / Ipengenal

• Ipuncak : kemampuan arus maksimum ct tanpa menimbulkan suatu kerusakan

Contoh :

CT Dengan 4 Inti 500 / 1 - 1 - 1 - 1 A Polaritas Primer P1 - P2

Polaritas Sekunder Inti Ke 1 1S1 - 1S2 ---> 15 VA Polaritas Sekunder Inti Ke 2 2S1 - 2S2 ---> 10 VA Polaritas Sekunder Inti Ke 3 3S1 - 3S2 ---> 15 VA Polaritas Sekunder Inti Ke 3 4S1 - 4S2 ---> 15 VA

(12)

7. Klas Ketelitian (Iec 185 / 1987)

Untuk menunjukkan ketelitian ct dinyatakan dengan kesalahannya suatu alat semakin kecil kesalahannya semakin teliti alat tersebut

Pada CT dikenal 2 macam kesalahan yaitu a. Kesalahan perbandingan e

KT IS - IP

e = --- * 100 % IP

KT : Perbandingan transformasi nominal CT 500 / 5 A KT = 100

b. Kesalahan sudut d

7.1. Klas Ketelitian Trafo Arus Untuk Pengukuran

 CT untuk meter teliti untuk daerah rendah 0,1 s/d 1,2 in  Cepat jenuh, diusahakan 5 kali pengenal telah mulai jenuh. Supaya CT cepat jenuh dibuat dengan luas penampang jg relatif kecil atau bahan-bahan yang mempunyai lengkung B vs H cepat jenuh misalnya MU-Metal. Kelas ketelitian trafo arus untuk meter dapat dilihat pada tabel 1 dan tabel 2 dan kurva kesalahan CT.



₂

=

(13)

TABEL 1

Nilai Batas Kesalahan C.T Untuk Meter

Klas Ketelitian

+/- % Kesalahan Rasio Arus Pada % Dari Arus Pengenal

+/- Pergeseran Fase Pada % Dari Arus Pengenal Menit (1/60

Derajat)

5 20 100 120 5 20 100 120

0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5

0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10

0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30

1,0 3,0 1,5 1,0 1,0 180 90 60 60

(14)

Dalam Pemasangan Alat-Alat Bantu Tersebut Ada Tiga Cara Saja. 1.Pemasangan Dengan Cara Seri

Pemasangan ini semua alat yang bersifat arus : ampere meter

2.Pemasangan Dengan Cara Paralel

Pemasangan ini semua alat yang mendapat tegangan : volt meter

3.Pemasangan Dengan Cara Campuran (Seri + Paralel)

Pemasangan ini semua alat yang mendapat arus dan tegangan KW. Meter, Cos j Meter, KVAR Meter, kWh Meter.

SAMBUNGAN CAMPURAN (SERI PARALEL)

X KW

SAMBUNGAN SERI A

X

SAMBUNGAN PARALEL

(15)

A. Diagram Garis Tunggal

Diagram garis tunggal dibuat untuk mengetahui dari suatu fungsi instalasi secara global atau garis besarnya saja dilengkapi dengan simbol atau angka yang menunjukkan alat tersebut

Contoh diagram garis tunggal

Diagram Pengawatan Meter Tegangan (Voltmeter)

A

V

K CT

L A

SUMBER

PENGUKURAN SEKUNDER

BEBAN SUMBER

PENGUKURAN PRIMER

•

Terminal Amper Meter

Dihubungkan Langsung Secara Seri Dengan Sumber Dan Beban Dari Sirkit Yang Diukur

•

Terminal Amper Meter

Dihubungkan Dengan Terminal Keluaran Trafo Arus (CT)

CATATAN ;

(16)

DIAGRAM PENGAWATAN METER DAYA (WATT METER) Catatan ;

•

Voltmeter Dapat Dihubungkan Secara Paralel Dengan Meter- Meter Yang Lain Yaitu : Kumparan Tegangan Meter- Meter Kwh, Cos , Watt, Frekwensi

•

Terminal Volt Meter Dihubungkan

(17)

LEMBAR KERJA TEST POLARITAS CT Alat Yang Digunakan :

1. Batu Batery 1,5 V = 1 Bh 2. CT Yang Di Uji = 1 Bh 3. Mili Amper Meter = 1 Bh 4. Kabel Penyambungan = 4 Bh Gambar Rangkaian

Keterangan :

1. Bila mili amper menunjuk ke kanan polaritas ct.benar / ke kanan fungsi s1 u / memasukkan pada kwh

2. Bila mili amper menunjuk ke kiri polaritas ct salah / kiri fungsi kwh akan terbalik

MA mA

S1 S2

P2 P1

(18)

LEMBAR KERJA

TEST PERBANDINGAN TRANSFORMATOR Alat Yang Digunakan :

1. Injeksi Arus Test = 1 Bh

2. Ct Yang Di Uji = 1 Bh

3. Amper Meter = 2 Bh

4. Kabel Penyambungan = 8 Bh Gambar Rangkaian

TABEL KERJA

I

P

I

s

KES PERBANDINGAN %

Kn = I

S

– Ip

--- X 100 %

Ip

A U

(19)

V

1

A

1

S

1

S

2

P

1

P

2

V

2

i

2

i

1

LEMBAR PRAKTEK TEST RASIO PT Alat Yang Digunakan :

1. Auto Trafo = 1 Buah 2. Amper Meter = 2 Buah 3. Volt Meter = 1 Buah

GAMBAR RANGKAIAN :

b

TABEL KERJA

EP = V1

ES = V2

KES PERBANDINGAN

KM . (ES – EP)

(20)

• PEMERIKSAAN VISUAL / KONSTRUKSI

Pemeriksaan visual / konstruksi dilakukan untuk memeriksa kondisi peralatan, adanya cacat atau rusak pada peralatan yang terpasang dan untuk memeriksa apakah pemasangannya telah dilaksanakan secara baik dan benar sesuai konstruksi / petunjuk pabrikan antara lain meliputi :

- Kelurusan (Leveling) Pemasangan PHB TM - Pemasangan Rel

- Keadaan Isolator - Penandaan Urutan Fasa

- Pemasangan Kawat Pembumian

- Tingkat Perlindungan Selungkup PHB TM

• PEMERIKSAAN DAN PENCATATAN DATA PERALATAN

Pemeriksaan dan pencatatan data peralatan dilakukan untuk memeriksa kesesuaian peralatan terhadap spesifikasi kontrak.

Data peralatan umumnya meliputi : - Merek / Pabrik Pembuat - Tipe

- Nilai Pengenal Arus Dan Tegangan - Nilai Pengenal Frekuensi

- Dan Nilai Pengenal Lainnya

Peralatan yang terpasang pada PHB TM meliputi : - Pemutus Tenaga

- Transformator Arus - Transformator Tegangan - Meter Dan Relai Proteksi

• PENGUJIAN INDIVIDUAL PERALATAN

(21)

Pengujian individual peralatan umumnya meliputi : - Pemeriksaan Visual

- Pengujian Karakteristik

Pengujian individual peralatan tidak termasuk dalam pelatihan ini tetapi pelaksanaannya dapat mengacu kepada pedoman dan manual masing - masing peralatan

• PENGUJIAN RANGKAIAN SEKUNDER TRANSFORMATOR ARUS DAN TEGANGAN

Pengujian rangkaian sekunder transformator arus dan tegangan dilakukan untuk memeriksa kesesuaian rangkaian sekunder transformator arus dan tegangan untuk meter dan relai terhadap gambar kerja yang telah disetujui (Approved), termasuk kekencangan baut pada terminal kabel dan pengukuran beban rangkaian

pelaksanaan dapat dilakukan dengan pengujian injeksi sekunder

Gambar Rangkaian Pengujian Injeksi Sekunder Transformator Arus

Pengukuran beban rangkaian dilakukan pada arus injeksi sekunder sesuai dengan arus nominal sekunder transformator arus (1A atau 5A) dan diukur tegangan jatuh (voltage drop) antara terminal yang diukur : beban rangkaian (VA) merupakan hasil kali injeksi (A)

RELAY TEST

SET 1S1

1S2

2S1

2S2 P2

P1

KWH KVARH

Ry V

V

A 1 

220 V

(22)

dan tegangan jatuh (V), tidak boleh melebihi spesifikasi (VA) dari transformator arus yang terpasang

Gambar Rangkaian Pengujian Injeksi Sekunder Transformator Tegangan

• PENGUJIAN FUNGSI KERJA RANGKAIAN KONTROL DAN PROTEKSI Pengujian fungsi kerja rangkaian kontrol dan proteksi dilakukan untuk memeriksa fungsi kerja hubungan antara satu peralatan dengan peralatan yang lain sebagai bagian dari suatu sistem kontrol dan proteksi

Sebagai acuan digunakan gambar operasi (Operation Diagram PHB TM) yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat dan telah disetujui oleh owner.

Jenis rangkaian kontrol dan proteksi pada sistem 20 kv meliputi :

– Fungsi Kerja Peralatan Switsing Utama Secara Lokal / Remote Termasuk Sistem Interlock

– Fungsi Kerja Rangkaian Tripping Dan Auto Reclose Pemutus Tenaga – Fungsi Kerja Sistem Alarm Dan Indikasi (Annunciator System) – Fungsi Kerja Rangkaian Tripping Lood Shedding

N

R

S INJEKSI

TEGANGAN 3  / 100 V

PENYULANG

1 PENYULANG 2 PENYULANG 3 PENYULANG 4 DST

3 : 380 V

N R S T

T

Pada Setiap Penyulang Dilakukan Pengukuran

(23)

• PENGUKURAN RESISTANS RANGKAIAN UTAMA

Pengukuran resistans rangkaian utama dilakukan untuk memeriksa kontinuitas hubungan antara satu peralatan dengan peralatan yang lain di dalam PHB TM, maupun hubungan antar PHB TM penyulang, termasuk kekencangan baut dan resistans kontak dari peralatan switsing utama

Gambar rangkaian pengukuran resistans rangkaian utama PHB - TM sebagai berikut :

C1 P1 P2 C2

MICRO OHM TESTER

A  1 

220 V

1 2 3 4 5 6 7

CB CB CB CB CB CB CB

(24)

• PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI

Pengujian tegangan tinggi dilakukan untuk menguji ketahanan isolasi rangkaian primer PHB TM yang telah tersusun dalam suatu rangkaian pada instalasi di Gardu Induk, terhadap tegangan tinggi dan diterapkan sesuai ketentuan standar IEC

Pelaksanaan pengujian dilakukan secara bergantian setiap fasa, terhadap dua fasa yang lain dihubungkan bersama dengan body / ground (semua pemutus tenaga dalam posisi masuk)

Gambar rangkaian pengujian tegangan tinggi sebagai berikut :

• PENGUJIAN INJEKSI PRIMER

Pengujian injeksi primer dilakukan untuk memeriksa unjuk kerja transformator arus, baik sebagai peralatan secara individual maupun sebagai bagian dari suatu sistem kontrol, proteksi dan pengukuran

Pelaksanaan pengujian dilakukan dengan mengijeksikan arus pada sisi primer transformator arus setiap fasa dan arus sekunder dimonitor pada setiap rangkaian meter dan relai pengaman

Pengujian ini dilakukan sampai relai bekerja, mentripkan pemutus tenaga dan dicatat setiap indikasi yang muncul pada panel kontrol

CB

CB : CIRCUIT BREAKER (PEMUTUS TENAGA)

(25)

Gambar rangkaian pengujian injeksi primer sebagai berikut :

KWH METER A

A A

Ry RELAY

2S1

2S2 1S1

1S2

A _{1 }