MAKALAH
MAKALAH
CURRENT TRANSFORMER
CURRENT TRANSFORMER
DAN
DAN
POTENSIAL TRANSFORMER
POTENSIAL TRANSFORMER
Dosen Pengampu : Dr. Eng. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng. Dosen Pengampu : Dr. Eng. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng.
Oleh : Oleh : Dimas
Dimas Setiyo Setiyo Wibowo Wibowo !!!!!"#"!$!"#"!$ A%hmad
A%hmad &a%y &a%y 'anani 'anani !!!!!"#"$!"#"$ (
(oosse e ))ii**aall !!!!!!""##""++++
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM LINTAS JALUR PROGRAM LINTAS JALUR F
FAKULAKULTTAS TEAS TEKNOLOGI KNOLOGI INDUSTRIINDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA SURABAYA
2013 2013
KAT
KATA PEA PENGANNGANTAR TAR
Segala pui syu%ur penulis panat%an %e hadirat Alloh SWT atas segala Segala pui syu%ur penulis panat%an %e hadirat Alloh SWT atas segala ra
rahmhmat at dadan n hihidadayayah-h-yya a pepenunulilis s dadapapat t memenynyelelesesaiai%a%an n MaMa%a%alalah h /0/0ururrerentnt Trans1ormer dan
Trans1ormer dan Potensial TPotensial Trans1ormer/ ini dengan bai%. rans1ormer/ ini dengan bai%. Ma%alah ini berisi tentangMa%alah ini berisi tentang pengertian
pengertian tra1o tra1o arus arus dan dan tra1o tra1o tegangan, tegangan, 1ungsi 1ungsi dari dari tra1o tra1o tersebut, tersebut, prinsip prinsip %era,%era, enis enis tra1o arus dan tra1o tegangan, leta% dari
enis enis tra1o arus dan tra1o tegangan, leta% dari tra1o, perbedaan tra1o pengu%urantra1o, perbedaan tra1o pengu%uran dan tra1o daya, galat 21a%tor error3 dan burden tra1o, ting%at %eenuhan tra1o dan dan tra1o daya, galat 21a%tor error3 dan burden tra1o, ting%at %eenuhan tra1o dan lain-lain.
lain-lain.
4esempurnaan mutla% hanya mili% Allah SWT. Penulis hanyalah insan biasa 4esempurnaan mutla% hanya mili% Allah SWT. Penulis hanyalah insan biasa yang berusaha sebai% mung%in dalam membuat dan menyelesai%an ma%alah ini, 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 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 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. dan memberi%an man1aat se%aligus sebagai media in1ormasi bagi para pemba5a.
4riti% dan saran yang bersi1at membangun selalu penulis nanti%an guna 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 terselesai%annya ma%alah yang lebih bai% di masa mendatang dan mening%at%an %emampuan %ami dalam penyelesaian ma%alah.
%emampuan %ami dalam penyelesaian ma%alah. A%hir
A%hir %ata penu%ata penulis u5ap%lis u5ap%an terima %asih yaan terima %asih yang sebesng sebesar-bear-besarnysarnya %epadaa %epada sem
semua ua pihpiha% a% yanyang g ter%ter%ait ait baibai% % se5se5ara ara lanlangsugsung ng maumaupun pun tidtida% a% lanlangsugsung ng daldalamam pembuatan ma%alah ini.
pembuatan ma%alah ini.
Surabaya, 6"
Surabaya, 6" Mei Mei "!6"!6
Penulis Penulis
DAFTAR ISI DAFTAR ISI
4ata
4ata Pengantar...Pengantar... ... ii Da1tar
Da1tar 7si 7si ...ii..ii Da1tar 8ambar ...
Da1tar 8ambar ... .. iiiiii Da1tar T
Da1tar Tabel...abel... ... i9i9
BAB I Pendah!an
BAB I Pendah!an ... !... !
!.!
!.! atar atar ;ela%ang ;ela%ang ... !... ! !.
!. Tuuan Tuuan ... ...
BAB II Pe"#aha$an
BAB II Pe"#aha$an ... 6... 6
.!
.! 0urrent 0urrent Trans1oTrans1ormer rmer ... 6... 6 .!.!
.!.! Pengertian Pengertian 0urrent 0urrent Trans1ormer Trans1ormer ... ... 66 .!.
.!. 'ungsi 'ungsi 0urrent 0urrent Trans1ormer Trans1ormer ... ... ++ .!.6
.!.6 Prinsip Prinsip 4era 4era 0urrent 0urrent Trans1ormer Trans1ormer ... <... < .!.+
.!.+ Perbedaan Perbedaan 0urrent 0urrent Trans1ormer Trans1ormer dengandengan Power
Power Trans1ormer Trans1ormer ... ... ## .!.<
.!.< 4omponen-4omponen 4omponen-4omponen 0urrent 0urrent Trans1ormer Trans1ormer ... ... ## .!.#
.!.# =enis-=enis =enis-=enis 0urrent 0urrent Trans1ormer Trans1ormer ... ... >> .!.#.!
.!.#.! Menurut Menurut =umlah =umlah dan dan 4onstru%si 4onstru%si 4umparan 4umparan Primer Primer ... .. >> .!.#.
.!.#. Menurut Menurut =umlah =umlah )asio )asio ... ... $$ .!.#.6
.!.#.6 Menurut Menurut =umlah =umlah 7nti 7nti ... ... !"!" .!.#.+
.!.#.+ Menurut Menurut 4etelitian 4etelitian ... ... !"!" .!.#.<
.!.#.< Menurut Menurut Penempatannya Penempatannya ... ... !!!! .!.#.#
.!.#.# Menurut Menurut 4onstru%si 4onstru%si 7solasi 7solasi ... ... !! .!.>
.!.> Ting%at Ting%at 7solasi 7solasi Tra1o Tra1o Arus Arus ... ... !6!6 .!.?
.!.? TTegangan egangan utut utut ... ... !+!+ .!.$
.!.$ 8alat 8alat Tra1o Tra1o Arus Arus ... ... !<!< .!.!"
.!.!" 4lasi1i%asi 4lasi1i%asi Tra1o Tra1o dan dan ;urden ;urden Tra1o Tra1o ... . !#!# .!.!
.!.!! ! 'a%tor 'a%tor Pertimbangan Pertimbangan Dalam Dalam Pemilihan Pemilihan Tra1o Tra1o ... .. "" .
. Potensial Potensial Trans1ormer Trans1ormer ... ... "" ..!
..! Pendahuluan...Pendahuluan... ... "" ..
.. Pengertian Pengertian Potensial Potensial Trans1ormer...Trans1ormer... ... "" ..6
..6 'ungsi 'ungsi Potensial Potensial Trans1ormer...Trans1ormer... ... !! ..+
..+ Prinsip Prinsip 4era 4era Potensial Potensial Trans1ormer...Trans1ormer... !... ! ..<
..< =enis-=enis =enis-=enis Potensial Potensial Trans1ormer...Trans1ormer... ... 66 ..<.!
..<.! Tra1o Tra1o TTegangan egangan Magneti%...Magneti%... ... 66 ..<.
..<. Tra1o Tra1o TTegangan egangan 4apasiti1...4apasiti1... ... ## ..#
..# 4esalahan 4esalahan )atio )atio Potensial Potensial Trans1ormer....Trans1ormer... $... $
BAB III Pen%&
BAB III Pen%& ... ... 66
6.!
6.! 4esimpulan 4esimpulan ... ... 66 6.
6. Saran Saran ... ... 66 Da1tar
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 <AC<" *... !$ Tabel .> ;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
1 I 1 . 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
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
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 .!.5
Ga"#a( 2'1 .a3 Tra1o arus tegangan tinggi. b3 Tra1o arus tegangan
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.
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
1 I 1 . 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.
Ga"#a( 2'3;agian 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 2 . 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
N 1 I 1= N 2 I 2 atau I 1 I 2 = N 2 N 1
Dalam pra%ti%nya tra1o arus selalu mengandung arus e%sitasi atau arus beban nol 2 I 0 3. Arus beban nol menimbul%an 1lu%s mutual 2
Φm¿ yan dibutuh%an untu% membang%it%an gaya gera% listri% E2 .
ubungan 1lu%s mutual (¿¿Φm)
¿
dengan gaya gera% listri% E2 adalah
E2=4,44f N 2Φ=4,44f 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 Terminal Btama
3 Terminal Se%under 63 4umparan se%under +3 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 insulation3, inti dengan %umparan se%under 2core with
secondary windings3, Tang%i 2tank 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 insulation3.
#. 7nti dengan %umparan se%under 2core with secondary windings3.
>. Tang%i 2tank 3.
?. Tempat terminal 2terminal box3.
$. Plat untu% pentanahan 2earthing plate3
Ga"#a( 2' Tipe Tang%i
2'1'4 Jen.$ 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 2wound 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
Ta#e! 2'1 4elas 4etelitian Tra1o Arus Pada !"" Arus ominal
Ta#e! 2'2 ;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 2outdoor 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 2outdoor 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
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 :
k
t =e
m ×( H −1000) 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( 2'124ur9a 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
• Arus I 1 tida% satu 1asa lagi dengan I 2 , hal ini menimbul%an
galat sudut
al ini dapat dilihat pada gambar .!6 dan .!+.
G a"#a( 2'13 8alat rasio
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$.,.)a$. 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 :
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 <P atau !"P. Pada %ara%teristi% utama dari 0T untu% prote%si adalah a%urasi rendah 2%esalahan lebih besar diiin%an bila dibanding%an untu% pengu%uran3 dan %eenuhan tegangan 2saturation 9oltage3, tinggi. Pada
%eenuhan tegangan di%ata%an sebagai A55ura5y imit 'a5tor 2A'3. Dimana %enai%an arus dari arus primer pengenal, dapat dipenuhi a55ura5yC%etelitian pengenal pada burden pengenal yang dihubung%annya., ini di%ata%an sebagai nilai minimum. Dapat uga di%ata%an perbandingan antara %eenuhan tegangan dan tegangan pada
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.
;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
Z s , Z b , Z k adalah 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.
Ta#e! 2' ilai )esistansi 4abel Penghubung
Ta#e! 2'4 ;urden Alat B%ur Pada <AC<" *
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
• 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
2'2 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
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, %Wh-meter,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 ..
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 2intermediate
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 %Hrms 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
0I 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 2medium voltage choke3
yang ber1ungsi untu% mengaturCmenyesuai%an supaya tida% teradi pergeseran 1asa antara tegangan masu%an 2vi3 dengan
tegangan %eluaran 2vo3 pada 1re%uensi dasar.
+. ;elitan primer <. 7solator %erami% >. Terminal se%under
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 2telecontrol 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$.%.,
4etelitian bergantung
%epada 1a%tor trans1ormasi pembagi tegangan %apasiti1,4etelitian bergantung %epada rea%tansi, dan 1a%tor trans1ormasi tra1o intermediasi 4etelitian tida% sensiti1
terhadap perubahan 1re%uensi
4etelitian sensiti1 terhadap perubahan 1re%uensi
Dapat teradi 1erroresonansi dengan sistem
'erroresonansi dilo%alisasi pada rang%aian se%under
Tida% memili%i 1asilitas
untu% P0 Dapat diguna%an untu% P0 Memili%i respon yang bai%
terhadap transien i%a ada gangguan pada sistem
)esponsnya %urang bai% terhadap transien i%a ada gangguan pada sistem
Dapat diguna%an pada
stasiun pembang%it prote%siDileng%api dengan sela Tida% mempengaruhi
%etahanan isolasi sistem Adanya mempengaruhi %apasitansi%etahanan isolasi sistem
Ting%at tegangan
Menimbul%an %enai%an tegangan tanah yang rendah %eti%a dipisah%an dari sistem
Menimbul%an %enai%an tegangan tanah yang tinggi %eti%a dipisah%an dari sistem
Ta#e! 2'8 =enis Tra1o Tegangan Bntu% ;erbagai 4eperluan
Un%) Ke&e(!an Jen.$
T(a,-Holtmeter,%Wh-Meter,
Sin%ronisasi, relai ara% tanpa P0
Tra1o tegangan magneti%
4omuni%asi tanpa meter
dan relai per sir%uit! unit tra1o tegangan %apasiti1 )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$,-("e(
al yang harus diperhati%an pada potensial trans1ormer adalah burden yang dii*in%an, biasanya terdapat pada name platenya. Pembebanan yang melebihi burden a%an menga%ibat%an atuh tegangan sehingga teradi %esalahan pada pengu%uran 2metering3.
;urden ialah beban se%under dari tra1o tegangan, dalam hal ini sangat ter%ait dengan %las %etelitian potensial trans1ormer.
0ontoh :
;eban pengenal 6" HA, dan %las ", sedang untu% beban <" HA %las ",<
;eban pengenal <" HA, dan %las ",< sedang untu% beban !"" HA %las !," 0HT ini mempunyai se%under dapat dibebani !"" HA dengan %las %etelitian masing-masing !," dan ",
Sema%in besar bebannya ma%a %etelitiannya sema%in turun. Pada PT di%enal ma5am %esalahan yaitu :
A. 4esalahan perbandingan
Dimana :
;. 4esalahan sudut
Pergeseran sudut sisi se%under %urang atau lebih dari !?"Q
Penggunaan potensial trans1ormer dibeda%an untu% pengu%uran dan untu% sistem prote%si, seperti dielas%an sebagai beri%ut:
a' Bntu% pengu%uran teliti untu% daerah %era pada tegangan
dari ?" sampai !" dari tegangan pengenal dengan beban < sampai !"" burden pengenalnya pada 1a%tor
daya I ",? tertinggal.
Standar %elas %etelitian PT untu% pengu%uran ialah : ",! - ", - ",< - !," - 6,"
Bntu% tegangan dari ?" sampai !" dari tegangan pengenal dengan beban < sampai !"" beban pengenalnya pada 1a%tor daya I ",? tertinggal.
ilai %elas %etelitian potensial trans1ormator C tra1o tegangan untu% pengu%uran dapat dilihat di tabel .!".
Ta#e! 2'10 ;esar ilai 4elas 4etelitian Potensial Trans1ormer
Bntu% Pengu%uran
VP
#' Bntu% sistem prote%si relati1 %etelitiannya lebih rendah,
tetapi untu% daerah %era dari < sampai 2!"C!<"C!$"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
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 1 , ma%a pada %umparan primer timbul gaya gera% magnet sebesar N 1 I 1 .
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.
3'2 Sa(an
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