Transcript
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
1/27
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transformator merupakan suatu alat listrik yang termasuk ke dalam
klasifikasi mesin listrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari
tegangan tinggi ke tegangan rendah dan sebaliknya. Atau dapat juga diartikan
mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui
suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet.
Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah
kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.
Transformator Arus Adalah trafo yang digunakan untuk mengambil input
data masukan berupa besaran arus dengan cara perbandingan belitan pada belitan
primer atau sekunder. Trafo ini biasa digunakan untuk pengukuran tak langsung
beban arus yang mengalir ke pelanggan kemudian membatasinya. Selain itu bisa
juga besaran arusnya diambil sebagai input data masukan peralatan pengaman
jaringan.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam makalah ini penulis membatasi tentang Prinsip kerja,
pengoperasian Transformator Arus !T" dan pemeliharaannya secara umum dan
tidak membahas mengenai perhitungan dalam trafo arus baik itu perhitungan
burden dan perhitungan dalam pengujian trafo arus.
1.3 Tujuan
Tujuan makalah ini adalah untuk mengetahui pemakaian dan pemeliharaan
transformator arus beserta pengertian transformator arus serta sistem kerjanya
dan untuk persyaratan matakuliah yang diambil.
1
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
2/27
BAB II
DAAR TE!RI
2.1. Te"r# Tra$"
Transformator merupakan suatu alat listrik yang termasuk ke dalam
klasifikasi mesin listrik static yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari
tegangan tinggi ke tegangan rendah dan sebaliknya. Atau dapat juga diartikanmengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui
suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet.
Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah
kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.
Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun
elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik memungkinkan
terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan,
misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak
jauh.
Dasar teori dari transformator adalah apabila ada arus listrik bolak-balik yang
mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi
magnet dan apabila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada
kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan mengelilingi magnet,
sehingga akan timbul #aya #erak $istrik ##$".
2.2. %en#s&jen#s Tra$" 'an Penggunaann(a
Ada beberapa jenis trafo yang dikenal dan digunakan secara luas di masyarakat,
diantaranya adalah %
2
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
3/27
&. Trafo Daya
Adalah trafo yang biasa digunakan di #' baik itu #' baik itu #' Pembangkit dan
#' Distribusi dimana trafo tersebut memiliki kapasitas daya yang besar. Di #'
Pembangkit, trafo digunakan untuk menaikkan tegangan ke tegangan
transmisi/tinggi &()/())k*". Sedangkan di #' Distribusi, trafo digunakan untuk
menurunkan tegangan transmisi ke tegangan primer/menengah &&,+/)k*".
#ambar .& Trafo Daya
3
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
4/27
. Trafo Distribusi
Adalah trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan menengah &&,+/)k*"
menjadi tegangan rendah )/)*". Trafo ini tersebar luas di lingkungan
masyarakat dan mudah mengenalinya karena biasa dicantol di tiang. leh karena
itu, biasa juga disebut dengan gardu cantol. Dalam tulisan ini, penulis hanya
membahas tentang trafo ini saja.
#ambar . Trafo Distribusi fasa
. Trafo Tegangan Potensial Trafo"
Adalah trafo yang digunakan untuk mengambil input data masukan berupa
besaran tegangan dengan cara perbandingan belitan pada belitan primer atau
sekunder. Trafo ini biasa digunakan untuk pengukuran tak langsung beban yang
mengalir ke pelanggan kemudian membatasinya. Selain itu bisa juga besaran
tegangannya diambil sebagai input data masukan peralatan pengaman jaringan.
4
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
5/27
#ambar . Trafo Tegangan
0. Trafo Arus !urrent Trafo"
Adalah trafo yang digunakan untuk mengambil input data masukan berupa
besaran arus dengan cara perbandingan belitan pada belitan primer atau sekunder.
Trafo ini biasa digunakan untuk pengukuran tak langsung beban arus yang
mengalir ke pelanggan kemudian membatasinya. Selain itu bisa juga besaran
arusnya diambil sebagai input data masukan peralatan pengaman jaringan.
5
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
6/27
#ambar .0 Trafo arus
2.3 Pengert#an Tra$" Arus
Trafo Arus Current Transformator" yaitu peralatan yang digunakan
untuk melakukan pengukuran besaran arus pada intalasi tenaga listrik
disisi primer T1T, TT dan T2" yang berskala besar dengan melakukan
transformasi dari besaran arus yang besar menjadi besaran arus yang
kecil secara akurat dan teliti untuk keperluan pengukuran dan proteksi.
2.) *ungs# Tra$" Arus
3ungsi dari trafo arus adalah%
- 2engkon4ersi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran
primer menjadi besaran sekunder untuk keperluan pengukuran
sistem metering dan proteksi
6
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
7/27
- 2engisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, sebagai
pengamanan terhadap manusia atau operator yang melakukan
pengukuran.
- Standarisasi besaran sekunder, untuk arus nominal & Amp dan (
Amp
Secara fungsi trafo arus dibedakan menjadi dua yaitu%
a". Trafo arus pengukuran
o Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitiantinggi pada daerah kerja daerah pengenalnya" (5 - &)5 arus
nominalnya tergantung dari kelasnya dan tingkat kejenuhan
yang relatif rendah dibandingkan trafo arus untuk proteksi.
o Penggunaan trafo arus pengukuran untuk Amperemeter, 6att-
meter, *A7h-meter, dan cos meter.
b". Trafo arus proteksi
Trafo arus untuk proteksi, memiliki ketelitian tinggi pada saat
terjadi gangguan dimana arus yang mengalir beberapa kali dari
arus pengenalnya dan tingkat kejenuhan cukup tinggi.
Penggunaan trafo arus proteksi untuk relai arus lebih !7 dan
#37", relai beban lebih, relai diferensial, relai daya dan relai
jarak.
Perbedaan mendasar trafo arus pengukuran dan proteksi adalah pada titiksaturasinya seperti pada kur4a saturasi diba8ah
2.+ Pen(e,a, -angguan Tra$"
&. Tegangan $ebih Akibat Petir
7
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
8/27
#angguan ini terjadi akibat sambaran petir yang mengenai ka8at phasa, sehingga
menimbulkan gelombang berjalan yang merambat melalui ka8at phasa tersebut
dan menimbulkan gangguan pada trafo. 9al ini dapat terjadi karena arrester yang
terpasang tidak berfungsi dengan baik, akibat kerusakan peralatan/pentanahan
yang tidak ada. Pada kondisi normal, arrester akan mengalirkan arus bertegangan
lebih yang muncul akibat sambaran petir ke tanah. Tetapi apabila terjadi
kerusakan pada arrester, arus petir tersebut tidak akan dialirkan ke tanah oleh
arrester sehingga mengalir ke trafo. :ika tegangan lebih tersebut lebih besar dari
kemampuan isolasi trafo, maka tegangan lebih tersebut akan merusak lilitan trafo
dan mengakibatkan hubungan singkat antar lilitan.
. 4erload dan ;eban Tidak Seimbang
Overload terjadi karena beban yang terpasang pada trafo melebihi kapasitas
maksimum yang dapat dipikul trafo dimana arus beban melebihi arus beban penuh
full load" dari trafo.
Overload akan menyebabkan trafo menjadi panas dan ka8at tidak sanggup lagi
menahan beban, sehingga timbul panas yang menyebabkan naiknya suhu lilitan
tersebut.
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
9/27
a"Flash Over
Flash Over dapat terjadi apabila muncul tegangan lebih pada jaringan distribusi
seperti pada saat terjadi sambaran petir/surja hubung. ;ila besar surja tegangan
yang timbul menyamai atau melebihi ketahanan impuls isolator, maka
kemungkinan akan terjadi flash over pada bushing. Pada system )
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
10/27
BAB III
TRAN*!RMAT!R ARU
3.1 Pengert#an Tra$" Arus
Trafo Arus Current Transformator" yaitu peralatan yang digunakan
untuk melakukan pengukuran besaran arus pada intalasi tenaga listrik
disisi primer T1T, TT dan T2" yang berskala besar dengan melakukan
transformasi dari besaran arus yang besar menjadi besaran arus yang
kecil secara akurat dan teliti untuk keperluan pengukuran dan proteksi.
Prinsip kerja trafo arus adalah sebagai berikut%
=ntuk trafo yang dihubung singkat % && NINI =
=ntuk trafo pada kondisi tidak berbeban%
&
&
N
N
E
E=
Dimana
&
N
Na = ,
& II > sehingga & NN < ,
=&
N jumlah lilitan primer, dan
10
P1
P2
S2
S1
I2
I1
N1
N2
Gambar 1.1. Rangkaian pada Trafo Arus
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
11/27
=,
N jumlah lilitan sekunder.
7angkaian 1ki4alen
Tegangan induksi pada sisi sekunder adalah
00,0 NfABE = *olt
Tegangan jepit rangkaian sekunder adalah
( )bZZIE += ,,, *olt
instkaatb ZZZ += *olt
Dalam aplikasinya harus dipenuhi ,& !! >
Dimana% =B kerapatan fluksi tesla"
=A luas penampang m>"
=f frekuensi 9?"
=,
N jumlah lilitan sekunder
=&
! tegangan sisi primer
=,
! tegangan sisi sekunder
=b
Z impedansi/tahanan beban trafo arus
11
E2
I2
U1
I2Z
b= U
2I0
I1Z
1 I
2Z
2
Gambar 1.2. Rangkaian Ekivalen
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
12/27
=kaat
Z impedansi/tahanan ka8at dari terminasi !T
ke instrumen
=inst
Z impedansi/tahanan internal instrumen, misalnya
relai proteksi atau peralatan meter.
Diagram 3asor Arus dan Tegangan pada Trafo Arus !T"
3.2 *ungs# Tra$" Arus
3ungsi dari trafo arus adalah%
- 2engkon4ersi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran
primer menjadi besaran sekunder untuk keperluan pengukuran
sistem metering dan proteksi
- 2engisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, sebagai
pengamanan terhadap manusia atau operator yang melakukan
pengukuran.
- Standarisasi besaran sekunder, untuk arus nominal & Amp dan (
Amp
Secara fungsi trafo arus dibedakan menjadi dua yaitu%
a". Trafo arus pengukuran
12
Im
IO
IO
I1
I2
U2
E
U1
I1Z
1
I2Z2
Gambar 1.3. Diagram Fasor Arus dan Tegangan padaTrafo Arus
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
13/27
o Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian
tinggi pada daerah kerja daerah pengenalnya" (5 - &)5 arus
nominalnya tergantung dari kelasnya dan tingkat kejenuhan
yang relatif rendah dibandingkan trafo arus untuk proteksi.
o Penggunaan trafo arus pengukuran untuk Amperemeter, 6att-
meter, *A7h-meter, dan cos meter.
b". Trafo arus proteksi
Trafo arus untuk proteksi, memiliki ketelitian tinggi pada saat
terjadi gangguan dimana arus yang mengalir beberapa kali dari
arus pengenalnya dan tingkat kejenuhan cukup tinggi.
Penggunaan trafo arus proteksi untuk relai arus lebih !7 dan
#37", relai beban lebih, relai diferensial, relai daya dan relai
jarak.
Perbedaan mendasar trafo arus pengukuran dan proteksi adalah
pada titik saturasinya seperti pada kur4a saturasi diba8ah#ambar 0".
- Trafo arus untuk pengukuran dirancang supaya lebih cepat jenuh
dibandingkan trafo arus proteksi sehingga konstruksinya mempunyai
luas penampang inti yang lebih kecil #ambar (".
13
pengukuran
V
I
proteksi
Gambar 1.4. urva ke!enu"an #T untuk $engukuran dan $roteksi
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
14/27
3.3 %en#s Tra$" Arus
%en#s tra$" arus menurut t#e k"ntruks# 'an asangann(a.
Tipe
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
15/27
o Sisi primer batang bar #rimar"" dan
o Sisi tipe lilitan ound #rimar"".
%en#s tra$" arus ,er'asarkan k"nstruks# jen#s #nt#
Trafo arus dengan inti besi
Trafo arus dengan inti besi adalah trafo arus yang umum
digunakan, pada arus yang kecil jauh diba8ah nilai nominal"
terdapat kecenderungan kesalahan dan pada arus yang besar
beberapa kali nilai nominal" trafo arus akan mengalami saturasi.
15
Gambar 1.(. Bar Primary
Gambar 1.) Wound Primary
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
16/27
Trafo arus tanpa inti besi
Trafo arus tanpa inti besi tidak memiliki saturasi dan rugi histerisis,
transformasi dari besaran primer ke besaran sekunder adalah linier
di seluruh jangkauan pengukuran, contohnya adalah koil rogo8ski
coilrogo8ski"
%en#s tra$" arus ,er'asarkan jen#s #s"las#
;erdasarkan jenis isolasinya, trafo arus dibagi menjadi duakelompok, yaitu%
o Trafo arus kering
Trafo arus kering biasanya digunakan pada tegangan rendah,
umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan indoor".
o Trafo arus !ast 7esin
Trafo arus ini biasanya digunakan pada tegangan menengah,
umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan indoor",
misalnya trafo arus tipe cincin yang digunakan pada kubikel
penyulang ) k*.
o Trafo arus isolasi minyak
Trafo arus isolasi minyak banyak digunakan pada pengukuran
arus tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di
luar ruangan outdoor" misalkan trafo arus tipe bushing yang
digunakan pada pengukuran arus penghantar tegangan @) k*
dan &() k*.
o Trafo arus isolasi S3+ / !ompound
Trafo arus ini banyak digunakan pada pengukuran arus
tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di luar
ruangan outdoor" misalkan trafo arus tipe top-core.
16
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
17/27
%en#s tra$" arus ,er'asarkan emasangan
;erdasarkan lokasi pemasangannya, trafo arus dibagi menjadi dua
kelompok, yaitu%
o Trafo arus pemasangan luar ruangan outdoor"
Trafo arus pemasangan luar ruangan memiliki konstruksi fisik
yang kokoh, isolasi yang baik, biasanya menggunakan isolasi
minyak untuk rangkaian elektrik internal dan bahan
keramik/porcelain untuk isolator ekternal.
o Trafo arus pemasangan dalam ruangan indoor"
Trafo arus pemasangan dalam ruangan biasanya memiliki ukuran
yang lebih kecil dari pada trafo arus pemasangan luar ruangan,
menggunakan isolator dari bahan resin.
17
Gambar 1.*. Trafo Arus $emasangan &uar Ruangan
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
18/27
%en#s Tra$" arus ,er'asarkan jumlah #nt# a'a sekun'er
Trafo arus dengan inti tunggal
!ontoh% &() )) / ( A, )) 0)) / ( A, atau )) +)) / &
A.
Trafo arus dengan inti banyak
Trafo arus dengan inti banyak dirancang untuk berbagai
keperluan yang mempunyai sifat pengunaan yang berbeda dan
untuk menghemat tempat.
!ontoh%
Trafo arus dua" inti &() )) / ( ( A #ambar BB".
Penandaan primer% P&-P
Penandaan sekunder inti ke-&% &S&-&Suntuk pengukuran"
Penandaan sekunder inti ke-% S&-Suntuk relai arus lebih"
18
Gambar 1.+ Trafo Arus $emasangan Dalam Ruangan
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
19/27
Trafo arus 0 empat" inti )) &+)) / ( ( ( ( A #ambar &&".
Penandaan primer% P&-P
Penandaan sekunder inti ke-&% &S&-&Suntuk pengukuran"
Penandaan sekunder inti ke-% S&-S untuk relai arus
lebih"
Penandaan sekunder inti ke-% S&-Suntuk relai jarak"
Penandaan sekunder inti ke-0% 0S&-0Suntuk proteksi rel"
Trafo arus 0 empat" inti )) &+)) / ( ( ( ( A
19
P1
P2
1S1
1S2 2S
1 2S
2
3,,-% A
3,,-% A
Gambar 1.1,. Trafo Arus dengan 2 'nti
Gambar 1.11 Trafo Arus dengan 4 'nti
1S1
1S22S
1 2S
23S
1 3S
24S
1 4S
2
P1
P2
3,,-% A
3,,-% A
3,,-% A
3,,-% A
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
20/27
%en#s tra$" arus ,er'asarkan engenal
Trafo arus memiliki dua pengenal, yaitu pengenal primer dan
sekunder.
Pengenal primer yang biasanya dipakai adalah &(), )), )), 0)),
+)), )), C)), &))), &)), &+)), &)), ))), ()), ))) dan
+)).
Pengenal sekunder yang biasa dipakai adalah & dan ( A.
;erdasarkan pengenalnya, trafo arus dapat dibagi menjadi%
Trafo arus dengan dua pengenal primer
o Primer seri
!ontoh% !T )) &+)) / & A
=ntuk hubungan primer seri, maka didapat rasio !T
)) / & A, lihat #ambar &.a. berikut.
o Primer paralel
!ontoh% !T dengan rasio )) &+)) / & A
20
Gambar 1.13.
$rimer /eri
#T rasio *,, - 1 A
S1
P1
P2
S2
Gambar 1.12
$rimer $aralel
#T rasio 1(,, - 1 A
P2
P1
S1
S2
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
21/27
=ntuk hubungan primer paralel, maka didapat rasio !T
&+)) A, lihat #ambar &.b.
- Trafo arus multi rasio/sekunder tap
Trafo arus multi rasio memiliki rasio tap yang merupakan
kelipatan dari tap yang terkecil, umumnya trafo arus memiliki
dua rasio tap, namun ada juga yang memiliki lebih dari dua tap
lihat #ambar &".
!ontoh%
Trafo arus dengan dua tap% )) +)) / ( A
Pada #ambar &.a., S&-S )) / ( A, S&-S +)) / ( A.
Trafo arus dengan tiga tap% &() )) +)) / ( A
Pada #ambar &.b., S&-S &() / ( A, S&-S )) / ( A, S&-
S0 +)) / ( A.
21
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
22/27
3.) 0"m"nen Tra$" Arus
T#e #n#n r#ng 4#n'"4 t(e5 'an T#e "r&"ran
ast res#n moundedcastresintype)
22
P1
S1
P2
S2
S3
Gambar 1.14
#T /ekunder 2 Tap
P1
P2
S1
S2
S3 S
4
Gambar 1.1%.
#T /ekunder 3 Tap
Gambar 1.1(. #T tipe 0in0in
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
23/27
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
24/27
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
25/27
C. Plat untuk pentanahan earthin$ #late".
:enis isolasi pada trafo arus tipe tangki adalah minyak. Trafo
arus isolasi minyak banyak digunakan pada pengukuran arus
tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di luar
ruangan outdoor" misalkan trafo arus tipe bushing yang
digunakan pada pengukuran arus penghantar tegangan @) k*,
&() k* dan ()) k*.
BAB I6
PENUTUP
).1 0es#mulan
25
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
26/27
7/22/2019 [Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi
27/27
EF ;akhtiar hasan,s"stem #roteksi s"stem tena$a listrik( kuliah teknik elektro
'
top related