49
6. PEMELIHARAAN TRAFO ARUS ( CT ) DAN TRAFO TEGANGAN ( PT )

Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

Embed Size (px)

DESCRIPTION

fgfdhdfafd

Citation preview

Page 1: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

6. PEMELIHARAAN TRAFO ARUS ( CT )

DAN TRAFO TEGANGAN ( PT )

PT PLN (Persero) PUSDIKLAT

2009

Page 2: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Berbagi dan menyebarkan ilmupengetahuan serta nilai-nilai i

Page 3: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI........................................................................................................... iiDAFTAR GAMBAR................................................................................................ iiDAFTAR TABEL................................................................................................... iii6. PEMELIHARAAN TRAFO ARUS (CT) DAN TRAFO TEGANGAN (PT)..........16.1 PEMELIHARAAN TRAFO ARUS................................................................1

6.1.1 Definisi dan Fungsi.........................................................................16.1.2 Prinsip Kerja Trafo Arus..................................................................16.1.3 Aplikasi Trafo Arus..........................................................................36.1.4 Klasifikasi Arus Lebih......................................................................46.1.5 Pengenal (Rating) Trafo Arus.......................................................116.1.6 Kesalahan Trafo Arus...................................................................126.1.7 Kesalahan Komposit (Composite Error).......................................136.1.8 Ketelitian/Akurasi Trafo Arus........................................................136.1.9 Pemeliharaan Trafo Arus..............................................................16

6.2 TRAFO TEGANGAN (POTENTIAL TRANSFORMER / PT).....................216.2.1 Definisi dan Fungsi Trafo CVT / PT..............................................216.2.2 Prinsip Kerja.................................................................................226.2.3 Klasifikasi Trafo Tegangan Menurut Prinsip Kerjanya..................236.2.4 Kesalahan Trafo Tegangan..........................................................286.2.5 Pengujian Trafo Tegangan (PT/CCVT).........................................29

6.3 BATASAN – BATASAN OPERASI TRAFO PENGUKURAN..................336.3.5 Jadwal Pengukuran Minyak Isolasi Trafo Pengukuran.................336.3.6 Pemasangan Spark Gap Pada Isolator Bushing..........................336.3.7 Pengukuran Dielektric Minyak CT/PT/CVT...................................346.3.8 Pengukuran Tahanan Isolasi (Megger)........................................346.3.9 Pengukuran Jarak Rayap (Creepage Distance)...........................35

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6-1. Rangkaian pada Trafo Arus....................................................................1Gambar 6-2. Rangkaian Ekivalen................................................................................2Gambar 6-3. Diagram Fasor Arus dan Tegangan pada Trafo Arus.............................3Gambar 6-4. Kurva kejenuhan CT untuk Metering dan Proteksi.................................4Gambar 6-5. Luas Penampang Inti Trafo Arus............................................................4Gambar 6-6. Bar Primary.............................................................................................5Gambar 6-7. Wound Primary.......................................................................................5Gambar 6-8. Trafo Arus Pemasangan Luar Ruangan.................................................7Gambar 6-9. Trafo Arus Pemasangan Dalam Ruangan..............................................7Gambar 6-10. Trafo Arus Rasio Tunggal 150 – 300 / 5 – 5 A......................................8Gambar 6-11. Trafo Arus Rasio Ganda 800-1600 / 5-5-5 A dan 1000-2000 /5 A........8Gambar 6-12. Trafo Arus dengan 2 Inti.......................................................................9Gambar 6-13. Trafo Arus dengan 4 Inti.......................................................................9Gambar 6-14. Hubungan Paralel dan Seri pada Trafo Arus......................................10Gambar 6-15. Trafo Arus Multi Rasio/Sekunder Tap.................................................11

Berbagi dan menyebarkan ilmupengetahuan serta nilai-nilai ii

Page 4: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-16. Kesalahan Sudut Trafo Arus...............................................................12Gambar 6-17. Kurva Faktor Batas Ketelitian.............................................................14Gambar 6-18. Rangkaian Pengujian Rasio Trafo Arus..............................................17Gambar 6-19. Rangkaian pengujian beban trafo arus...............................................17Gambar 6-20. Rangkaian Pengujian Beban Trafo Arus.............................................18Gambar 6-21. Rangkaian Uji Saturasi Trafo Arus.....................................................18Gambar 6-22. Kurva Kejenuhan Trafo Arus..............................................................19Gambar 6-23. Rangkaian Uji Polaritas Trafo Arus.....................................................19Gambar 6-24. Rangkaian Pengukuran Tahanan DC Trafo Arus...............................20Gambar 6-25. Rangkaian Pengukuran Tahanan Isolasi Trafo Arus..........................20Gambar 6-26. Rangkaian Pengganti Trafo Tegangan...............................................22Gambar 6-27. Rangkaian Ekivalen Trafo Tegangan.................................................23Gambar 6-28. Konstruksi Trafo Tegangan Induktif....................................................24Gambar 6-29. Konstruksi Trafo Tegangan Kapasitif..................................................25Gambar 6-30. Rangkaian Ekivalen CVT....................................................................27Gambar 6-31. Rangkaian Pengujian Rasio Trafo Tegangan.....................................30Gambar 6-32. Rangkaian Pengujian Tahanan Isolasi...............................................31Gambar 6-33. Rangkaian Pengujian Tangen Delta pada CVT..................................32

DAFTAR TABEL

Tabel 6-1. Batas Kesalahan Trafo Arus Metering......................................................14Tabel 6-2. Batas Kesalahan Trafo Arus Metering......................................................14Tabel 6-3. Kesalahan Rasio dan Pergeseran Fasa Trafo Arus Proteksi..................15Tabel 6-4. Batas Kesalahan Trafo Tegangan Pengukuran.......................................29Tabel 6-5. Batas Kesalahan Trafo Tegangan Proteksi..............................................29Tabel 6-6. Jadwal pengujian Minyak Isolasi CT/PT/CVT...........................................33Tabel 6-7. Batasan Pemasangan Spark Gap pada Bushing (Standar VDE

0111/12.66)..............................................................................................33Tabel 6-8. Batasan hasil uji tahanan isolasi Minyak CT/PT/CVT (Standar IEC-156).34Tabel 6-9. Batasan Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Rangkaian Sekunder

CT/PT/CVT (Standar IEEE 43-2000)........................................................34Tabel 6-10. Batasan Jarak Rayap Bushing Isolator (Standar IEC-44.1)....................35

Berbagi dan menyebarkan ilmupengetahuan serta nilai-nilai iii

Page 5: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6. PEMELIHARAAN TRAFO ARUS (CT)

DAN TRAFO TEGANGAN (PT)

6.1 PEMELIHARAAN TRAFO ARUS

6.1.1 Definisi dan Fungsi

Sistem pengukuran besaran listrik pada jaringan tenaga listrik yang

berkapasitas besar, harus menggunakan trafo pengukuran, yaitu trafo arus

(current transformer) untuk besaran arus dan trafo tegangan (potential

transformer) untuk besaran tegangan dan merubahnya menjadi besaran

pengukuran (sekunder). Dengan besaran sekunder ini, maka peralatan ukur

(meter dan proteksi) dapat dirancang lebih fleksibel, sehingga hasil

pengukurannya lebih akurat dan presisi.

Trafo arus adalah trafo yang dirancang khusus untuk fungsi pengukuran arus

pada rangkaian primer dan mengkonversinya menjadi besaran sekunder.

Fungsi trafo arus (CT)

Mengkonversi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran primer

menjadi besaran sekunder untuk keperluan sistem metering dan proteksi.

Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer.

Standarisasi besaran sekunder, yaitu 1 A, 2 A dan 5 A.

6.1.2 Prinsip Kerja Trafo Arus

Prinsip kerja trafo arus adalah sebagai berikut :

Gambar 6-1. Rangkaian pada Trafo Arus

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

0

P1

P2

S2

S1

I2I1

N1 N2

Page 6: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Untuk trafo yang dihubung singkat:

Untuk trafo pada kondisi tidak berbeban:

Dimana:

,

sehingga ,

jumlah lilitan primer, dan

jumlah lilitan sekunder.

Adapun rangkaian ekivalen trafo arus adalah sebagai berikut :

Gambar 6-2. Rangkaian Ekivalen

Tegangan induksi pada sisi sekunder adalah

Volt

Tegangan jepit rangkaian sekunder adalah

Volt

Volt

Dalam aplikasinya harus dipenuhi

Dimana:

= kerapatan fluksi (tesla),

= luas penampang (m²),

= frekuensi (Hz),

= jumlah lilitan sekunder,

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

1

E2 I2U1 I2·Zb = U2I0

I1Z1 I2Z2

Page 7: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

= tegangan sisi primer,

= tegangan sisi sekunder,

= impedansi/tahanan beban trafo arus,

= impedansi/tahanan kawat dari terminasi CT ke instrumen, dan

= impedansi/tahanan internal instrumen, misalnya relai proteksi

atau peralatan meter.

Diagram Fasor Arus dan Tegangan pada Trafo Arus (CT)

Gambar 6-3. Diagram Fasor Arus dan Tegangan pada Trafo Arus

6.1.3 Aplikasi Trafo Arus

Berdasarkan penggunaan, trafo arus dikelompokkan menjadi dua kelompok

dasar, yaitu; trafo arus metering dan trafo arus proteksi.

a. Trafo arus metering

Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian tinggi pada

daerah kerja (daerah pengenalnya) antara 5% - 120% arus nominalnya,

tergantung dari kelas dan tingkat kejenuhan. Tingkat kejenuhan trafo arus

metering relatif lebih rendah dibandingkan trafo arus proteksi.

Penggunaan trafo arus pengukuran untuk Amperemeter, Watt-meter,

VARh-meter, Energi meter dan cos meter.

b. Trafo Arus Proteksi

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

2

Ø

Im

IO

IOI1

I2

U2

E

U1I1 Z1

I2 Z2

Page 8: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Trafo arus proteksi memiliki ketelitian tinggi sampai arus yang besar yaitu

pada saat terjadi gangguan, dimana arus yang mengalir mencapai

beberapa kali dari arus pengenalnya dan trafo arus proteksi mempunyai

tingkat kejenuhan cukup tinggi.

Penggunaan trafo arus proteksi untuk relai arus lebih (OCR dan GFR), relai

beban lebih, relai diferensial, relai daya dan relai jarak.

Perbedaan mendasar trafo arus pengukuran dan proteksi adalah pada titik

saturasinya seperti pada kurva saturasi dibawah (Gambar 6-4).

Gambar 6-4. Kurva kejenuhan CT untuk Metering dan Proteksi

Trafo arus untuk metering dirancang supaya lebih cepat jenuh

dibandingkan trafo arus proteksi sehingga konstruksinya mempunyai luas

penampang inti yang lebih kecil (Gambar 6-5).

Gambar 6-5. Luas Penampang Inti Trafo Arus

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

3

V

metering

I

proteksi

A2

CT Proteksi

A1

CT Metering

Page 9: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.1.4 Klasifikasi Arus Lebih

6.1.4.1 Trafo Arus Berdasarkan Konstruksi Belitan Primer

Berdasarkan konstruksi belitan primer trafo arus terbagi menjadi dua seperti

pada Gambar 6-6 dan Gambar 6-7 berikut.

a. Sisi primer batang (bar primary) dan

Gambar 6-6. Bar Primary

b. Sisi primer lilitan (wound primary).

Gambar 6-7. Wound Primary

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

4

Page 10: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.1.4.2 Trafo Arus Berdasarkan Kontruksi Jenis Inti

Berdasarkan konstruksi jenis inti, trafo arus dibagi menjadi dua kelompok:

a. Trafo arus dengan inti besi

Trafo arus dengan inti besi adalah trafo arus yang umum digunakan,

pada arus yang kecil (jauh dibawah nilai nominal) terdapat

kecenderungan kesalahan dan pada arus yang besar (beberapa kali nilai

nominal) trafo arus akan mengalami saturasi.

b. Trafo arus dengan inti bukan besi

Trafo arus dengan inti bukan besi tidak memiliki saturasi dan rugi

histerisis, transformasi dari besaran primer ke besaran sekunder adalah

linier di seluruh jangkauan pengukuran, contohnya adalah koil rogowski

(rogowski coil ).

6.1.4.3 Trafo Arus Berdasarkan Jenis Isolasi

Berdasarkan jenis isolasinya, trafo arus dibagi menjadi dua kelompok:

a. 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 70 kV dan 150 kV.

b. Trafo arus kering

Trafo arus kering biasanya digunakan pada tegangan menengah,

umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor) misalnya

trafo arus cast resin, trafo arus tipe cincin yang digunakan pada kubikel

penyulang 20 kV.

6.1.4.4 Trafo Arus Berdasarkan Pemasangan

Berdasarkan lokasi pemasangannya, trafo arus dibagi menjadi dua

kelompok, yaitu:

a. 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

eksternal.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

5

Page 11: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-8. Trafo Arus Pemasangan Luar Ruangan

b. 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.

Gambar 6-9. Trafo Arus Pemasangan Dalam Ruangan

6.1.4.5 Trafo Arus Berdasarkan Rasio Transformasi

a. Rasio tunggal (single ratio)

Contoh rasio trafo arus:

– 150 – 300 / 5 A, 150 – 300 / 5 – 5 A

– 400 – 800 – 1600 / 5 A, 400 – 800 – 1600 / 5 – 5 –

5 A.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

6

Page 12: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-10. Trafo Arus Rasio Tunggal 150 – 300 / 5 – 5 A

b. Rasio ganda (double ratio)

Contoh rasio trafo arus:

– 150 – 300 / 5 A dan 1000 – 2000 / 5 A,

– 800 – 1600 / 5 A dan 1000 – 2000 / 5 A.

Gambar 6-11. Trafo Arus Rasio Ganda 800-1600 / 5-5-5 A dan 1000-2000 /5 A

6.1.4.1 Trafo arus berdasarkan jumlah inti pada sekunder

a. Trafo arus dengan inti tunggal (single core)

Contoh: 150 – 300 / 5 A, 200 – 400 / 5 A, atau 300 – 600 / 1 A.

b. Trafo arus dengan inti banyak (multi core)

Trafo arus dengan inti banyak dirancang untuk berbagai keperluan yang

mempunyai sifat pengunaan yang berbeda dan untuk menghemat

tempat.

Contoh:

Trafo arus 2 (dua) inti 150 – 300 / 5 – 5 A (Gambar 10).

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

7

P1 P2

1S1 1S2 2S1 2S2

300/5 A

300/5 A

1600/5

A1600/5

A1600/5

A2000/5

A4S1 4S21S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2

P1 P2

Page 13: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Penandaan primer: P1-P2

Penandaan sekunder inti ke-1: 1S1-1S2 (untuk metering)

Penandaan sekunder inti ke-2: 2S1-2S2 (untuk proteksi)

Gambar 6-12. Trafo Arus dengan 2 Inti

Trafo arus 4 (empat) inti 800 – 1600 / 5 – 5 – 5 – 5 A (Gambar 6-13).

Penandaan primer: P1-P2

Penandaan sekunder inti ke-1: 1S1-1S2 (untuk metering)

Penandaan sekunder inti ke-2: 2S1-2S2 (untuk relai arus lebih)

Penandaan sekunder inti ke-3: 3S1-3S2 (untuk relai jarak)

Penandaan sekunder inti ke-4: 4S1-4S2 (untuk proteksi rel)

Trafo arus 4 (empat) inti 800 – 1600 / 5 – 5 – 5 – 5 A

Gambar 6-13. Trafo Arus dengan 4 Inti

6.1.4.2 Trafo arus berdasarkan pengenal

Trafo arus memiliki dua pengenal, yaitu pengenal primer dan sekunder.

Pengenal primer yang biasanya dipakai adalah 150, 200, 300, 400, 600,

800, 900, 1000, 1200, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000 dan 3600.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

8

P1 P2

1S1 1S2 2S1 2S2

300/5 A

300/5 A

1S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2 4S1 4S2

P1 P2

1600/5

A1600/5 A

1600/5

A1600/5 A

Page 14: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Pengenal sekunder yang biasa dipakai adalah 1 A, 2 A dan 5 A.

Berdasarkan pengenalnya, trafo arus dapat dibagi menjadi:

a. Trafo arus dengan dua pengenal primer

- Primer paralel

Contoh: CT dengan rasio 800 – 1600 / 1 A. Untuk hubungan primer

paralel, maka didapat rasio CT 600 / 5 A, (Gambar 6-14).

Gambar 6-14. Hubungan Paralel dan Seri pada Trafo Arus

– Primer seri

Contoh: CT 800 – 1600 / 1 A

Untuk hubungan primer seri, maka didapat rasio CT

800 / 1 A, (lihat Gambar 6-14).

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 Gambar 6-15).

Contoh:

– Trafo arus dengan dua tap: 300 – 600 / 5 A

Pada Gambar 13.a., S1-S2 = 300 / 5 A, S1-S3 = 600 / 5 A.

– Trafo arus dengan tiga tap: 150 – 300 – 600 / 5 A

Pada Gambar 13.b., S1-S2 = 150 / 5 A, S1-S3 = 300 / 5 A, S1-S4 = 600 /

5 A.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

9

S1

P1 P2

S2

P2P1

S1 S2

Hubung Paralel Hubung Seri

Page 15: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-15. Trafo Arus Multi Rasio/Sekunder Tap

6.1.5 Pengenal (Rating) Trafo Arus

6.1.5.1 Pengenal Beban (Rated Burden)

Pengenal beban adalah pengenal dari beban trafo arus dimana akurasi trafo

arus masih bisa dicapai dan dinyatakan dalam satuan VA. Umumnya bernilai

2.5, 5, 7.5, 10, 15, 20, 30 dan 40 VA.

6.1.5.2 Pengenal Arus Kontinyu (Continuous Rated Current)

Pengenal arus kontinu adalah arus primer maksimum yang diperbolehkan

mengalir secara terus-menerus (arus nominal). Umumnya dinyatakan pada

pengenal trafo arus, contoh: 300 / 5 A.

6.1.5.3 Pengenal Arus Sesaat (Instantaneous Rated Current)

Pengenal arus sesaat atau sering disebut short time rated current adalah

arus primer maksimum (dinyatakan dalam nilai rms) yang diperbolehkan

mengalir dalam waktu tertentu dengan sekunder trafo arus terhubung

singkat sesuai dengan tanda pengenal trafo arus (nameplate), contoh: Ith =

31.5 kA / 1 s.

6.1.5.4 Pengenal Arus Dinamik (Dynamic Rated Current)

Pengenal arus dinamik adalah perbandingan , dimana Ipeak adalah arus

puncak primer maksimum trafo arus yang diijinkan tanpa menimbulkan

kerusakan dan Irated adalah arus nominal primer trafo arus, contoh: Idyn = 40

kA.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

10

P1

S1

P2

S2 S3

CT Sekunder 2 Tap

P1 P2

S1 S2 S3 S4

CT Sekunder 3 Tap

Page 16: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.1.6 Kesalahan Trafo Arus

Pada trafo arus dikenal 2 jenis kesalahan, yaitu:

Kesalahan perbandingan/rasio

Kesalahan perbandingan/rasio trafo arus berdasarkan IEC–185/1987 adalah

kesalahan besaran arus karena perbedaan rasio pengenal trafo arus dengan

rasio sebenarnya dinyatakan dalam:

,

dimana = kesalahan rasio trafo arus (%),

= pengenal rasio trafo arus,

= arus primer aktual trafo arus (A), dan

= arus sekunder aktual trafo arus (A)

6.1.6.1 Kesalahan Sudut Fasa

Kesalahan sudut fasa adalah kesalahan akibat pergeseran fasa antara arus

sisii primer dengan arus sisi sekunder. Kesalahan sudut fasa akan

memberikan pengaruh pada pengukuran berhubungan dengan besaran arus

dan tegangan, misalnya pada pengukuran daya aktif maupun daya reaktif,

pengukuran energi dan relai arah. Kesalahan sudut fasa dibagi menjadi dua

nilai, yaitu:

Bernilai positif (+) jika sudut fasa IS mendahului IP

Bernilai negatif (–) jika sudut fasa IS tertinggal IP

Gambar 6-16. Kesalahan Sudut Trafo Arus

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

11

Sudut fasa (δ1) negatif

Sudut fasa (δ1) positif

IP

IS

Page 17: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.1.7 Kesalahan Komposit (Composite Error)

Kesalahan komposit (%) berdasarkan IEC – 185 merupakan nilai rms dari

kesalahan trafo arus yang ditunjukkan oleh persamaan berikut:

,

dimana :

= kesalahan komposit (%),

= arus primer (A),

= periode (detik),

= pengenal rasio trafo arus,

= arus sesaat sekunder (A), dan

= arus sesaat primer (A).

6.1.8 Ketelitian/Akurasi Trafo Arus

Ketelitian trafo arus dinyatakan dalam tingkat kesalahannya. Semakin kecil

kesalahan sebuah trafo arus, semakin tinggi tingkat ketelitian/akurasinya.

6.1.8.1 Batas Ketelitian Arus Primer (Accuracy Limit Primary Current)

Batas ketelitian arus primer adalah batasan kesalahan arus primer minimum

dimana kesalahan komposit dari trafo arus sama atau lebih kecil dari 5%

atau 10% pada saat sekunder dibebani arus pengenalnya.

6.1.8.2 Faktor Batas Ketelitian (Accuracy Limit Factor / ALF)

Faktor batas ketelitian disebut juga faktor kejenuhan inti adalah batasan

perbandingan nilai arus primer minimum terhadap arus primer pengenal

dimana kesalahan komposit dari trafo arus sama atau lebih kecil dari 5%

atau 10% pada sekunder yang dibebani arus pengenalnya. ALF merupakan

perbandingan dari

Contoh:

CT 5P20 dengan rasio 300 / 1 A, artinya accuracy limit factor (ALF) = 20,

maka batas ketelitian trafo arus tersebut adalah :

≤ 5% pada nilai 20 x Arus pengenal primer atau

≤ 5% * 300 A pada pengukuran arus primer 20 * 300 A, atauBerbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

12

Page 18: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

≤15 A pada pengukuran arus primer 6000 A.

6.1.8.3 Kelas Ketelitian Trafo Arus Metering

Trafo arus metering memiliki ketelitian tinggi untuk daerah pengukuran

sampai 1,2 kali nominalnya. Daerah kerja trafo arus metering antara : 0.1 –

1.2 x IN trafo arus.

Kelas ketelitian trafo arus metering dinyatakan dalam prosentase kesalahan

rasio pengukuran baik untuk arus maupun pergeseran sudut fasa, seperti

pada Tabel 6-1 dan Tabel 6-2 di bawah ini.

Tabel 6-1. Batas Kesalahan Trafo Arus Metering

Tabel 6-2. Batas Kesalahan Trafo Arus Metering

Gambar 6-17. Kurva Faktor Batas Ketelitian

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

13

2

4

6

8

10

2 4 6 8 10 12

x IP

x IS

%5

Page 19: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.1.8.4 Kelas Ketelitian Trafo Arus Proteksi

a. Kelas P

Kelas ketelitian trafo arus proteksi dinyatakan dalam pengenal sebagai

berikut: 15 VA, 10P20.

15 VA = Pengenal beban (burden) trafo arus, sebesar 15 VA.

10 P = Kelas proteksi, kesalahan 10 % pada pengenal batas akurasi.

20 = Accuracy Limit Factor, batas ketelitian trafo arus s.d. 20 kali

arus pengenal.

Tabel 6-3. Kesalahan Rasio dan Pergeseran Fasa Trafo Arus Proteksi

b. Kelas TPX, TPY dan TPZ

Trafo arus yang mempunyai sirkit tanpa ataupun dengan celah udara serta

mempunyai tipikal konstanta waktu sekunder, dikelompokkan sebagai

berikut:

Kelas TPX (non gapped core)

Trafo arus TPX adalah trafo arus tanpa celah udara dengan konstanta

waktu lebih lama dari 5 detik, umumnya 5 s.d. 20 detik. Trafo arus jenis ini

mempunyai ketelitian tinggi, arus magnetisasi yang sangat rendah, presisi

pada transformasi komponen AC dan DC.

– Cocok untuk semua jenis proteksi.

– Faktor remenensi KR 0.8

– Trafo arus jenis ini mempunyai inti yang besar sehingga berat dan mahal.

– Dapat dikombinasikan dengan trafo arus jenis TPY.

– Pengguna (user) harus menyertakan nilai minimum dari Vknee dan nilai

rms maksimum dari arus eksitasi.

– Trafo arus jenis TPX ini pada umumnya digunakan pada sistem

tegangan tinggi/tegangan ekstra tinggi untuk proteksi: Busbar, CCP, dan

REF.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

14

Page 20: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Kelas TPY (anti remanence gapped core)

Trafo arus TPY adalah trafo arus yang memiliki celah udara kecil (pada inti)

dengan konstanta waktu 0.2 s.d. 5 detik. Trafo arus jenis ini hampir sama

dengan trafo arus jenis TPX namun transformasi komponen DC tidak seteliti

trafo arus TPX.

– Kesalahan transien lebih besar pada konstanta waktu yang kecil.

– Faktor remenensi KR < 0.1

– Trafo arus jenis ini mempunyai inti yang besar sehingga berat dan mahal.

– Cocok untuk semua jenis proteksi.

– Toleransi konstanta waktu sekunder 20 % jika Ts < 2 detik dan CT

digunakan untuk proteksi penghantar (LP).

Kelas TPZ (linear core)

Trafo arus TPZ adalah trafo arus yang memiliki celah udara besar (pada inti)

dengan konstanta waktu 60 milidetik ±10%.

Arus magnetisasi 53% dari arus sekunder pada keadaan tunak (steady

state).

– Faktor remenensi KR 0

– Ukuran core 1/3 dari tipe TPX dan TPY untuk keperluan yang sama,

– Hanya dapat dikombinasikan dengan trafo arus jenis TPZ saja.

6.1.9 Pemeliharaan Trafo Arus

Lingkup pengujian trafo arus adalah sebagai berikut:

1. Pengujian Rasio,

2. Pengujian Beban,

3. Pengujian Kejenuhan (Saturasi),

4. Pengujian Polaritas,

5. Pengukuran Tahanan DC (R dc), dan

6. Pengukuran Tahanan Isolasi (Megger).

6.1.9.1 Pengujian Rasio Trafo Arus

Pengujian rasio CT dilakukan untuk membandingkan rasio transformasi arus

primer dan sekunder, apakah sesuai dengan tanda pengenal (nameplate)

trafo arus.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

15

Page 21: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Pengujian rasio sesuai dengan IK-OPH/CT-03/P3BS/2007.

Gambar 6-18. Rangkaian Pengujian Rasio Trafo Arus

6.1.9.2 Pengujian Beban (Burden) Trafo Arus

Pengujian beban trafo arus dilakukan untuk mengetahui besar kemampuan

trafo arus apakah masih sesuai dengan spesifikasi teknis yang tertulis pada

tanda pengenal trafo arus.

Pengujian beban trafo sesuai dengan IK-OPH/CT-06/P3BS/2007.

Gambar 6-19. Rangkaian pengujian beban trafo arus

6.1.9.3 Pengujian Beban pada Rangkaian Sekunder Trafo Arus

Pengujian beban rangkaian sekunder dilakukan untuk mengetahui besar

beban yang tersambung pada sekunder trafo arus dibandingkan dengan

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

16

P1 P2

AA

Alat Uji ArusS1

220 V

S2

S1

S2

AVAAAlat Uji

Arus

22

0 V

Page 22: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

kemampuan beban trafo arus. Pengujian beban rangkaian sekunder dengan

IK-OPH/CT-07/P3BS/2007.

Gambar 6-20. Rangkaian Pengujian Beban Trafo Arus

6.1.9.4 Pengujian Kejenuhan Trafo Arus (Saturasi)

Pengujian kejenuhan trafo arus dilakukan untuk mengetahui tegangan knee

(Knee point) terhadap referensi dari tanda pengenal trafo arus dan kurva

magnetisasi pada masing-masing inti (core), kemudian dibandingkan

dengan kebutuhan persyaratan tegangan pada rangkaian sekunder (Vs)

yang ditinjau saat terjadi gangguan hubung singkat maksimum.

Pengujian kejenuhan CT sesuai dengan IK-OPH/CT-04/P3BS/2007.

Gambar 6-21. Rangkaian Uji Saturasi Trafo Arus

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

17

S1

S2

AVAAAlat Uji

Arus 220

V

ARelai

AA

Pengatur tegangan uji

AV

220 VS1

S2

Page 23: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-22. Kurva Kejenuhan Trafo Arus

6.1.9.5 Pengujian Polaritas

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah arah arus (polaritas) dari

trafo arus yang terpasang sudah benar.

Pengujian polaritas CT sesuai dengan IK-OPH/CT-09/P3BS/2007.

Gambar 6-23. Rangkaian Uji Polaritas Trafo Arus

6.1.9.6 Pengukuran Tahanan DC (R dc)

Pengukuran tahanan DC trafo arus bertujuan untuk mengetahui nilai

tahanan DC internal trafo arus. Nilai tahanan DC pada trafo arus biasanya

dipakai untuk menghitung setelan pada relai gangguan tanah terbatas

(restricted earth fault). Pengukuran tahanan DC sesuai dengan IK-OPH/CT-

08/P3BS/2007.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

18

Trafo arus metering

I

V

dI = 50%

dV = 10%Trafo arus proteksi

P1 P2

S1

S2

+ -

Am

A dc

+ -

S Batere

i

Page 24: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-24. Rangkaian Pengukuran Tahanan DC Trafo Arus

6.1.9.7 Pengukuran Tahanan Isolasi Trafo Arus (Megger)

Tahanan isolasi yang akan diukur adalah antara:

– terminal primer (P1/P2) - ground,

– terminal primer (P1/P2) – sekunder (S1/S2), dan

– terminal sekunder (S1/S2) - ground, secara bergantian.

Tegangan uji peralatan (Megger) yang digunakan adalah

– skala 5000 V untuk sisi primer ( P1 atau P2 - Ground), dan

– skala 1000-2500 V untuk sisi sekunder ( 1S1 – 2S1).

Pengujian tahanan isolasi sesuai dengan IK-OPH/CT-02/P3BS/2007

Gambar 6-25. Rangkaian Pengukuran Tahanan Isolasi Trafo Arus

Contoh Perhitungan Kejenuhan Inti

Diketahui arus hubung singkat maksimum IF max = 7266 A, rasio CT 1000 /5 A

dan kelas 10P20, burden 7.5 VA.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

19

S1 S2

AmΩ

Pengukuran tahanan isolasi dilakukan pada

semua terminal sekunder pada masing-masing

inti seperti Gambar 19.

- Terminal 1S1 – 1S2,

- Terminal 1S1 – 1S3,

- Terminal 2S1 – 2S2, dan

- Terminal 2S1 – 2S3.

S1 S2

Page 25: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

CT tersebut dihubungkan pada rangkaian relai proteksi dengan nilai tahanan

internal RCT = 0.26 , Rrelai = 0.02 , Rkawat = 0.15

Perhitungan untuk relai arus lebih:

tegangan pada sisi sekunder CT adalah:

Volt

Volt

Volt

tegangan knee (V knee) CT adalah:

Volt

Volt

Volt

Vk >VS –– dengan demikian CT masih memenuhi kebutuhan

6.2 TRAFO TEGANGAN (POTENTIAL TRANSFORMER / PT)

6.2.1 Definisi dan Fungsi Trafo CVT / PT

Trafo tegangan adalah trafo yang dirancang khusus untuk fungsi pengukuran

tegangan pada rangkaian primer dan mengkonversinya menjadi besaran

sekunder.

Fungsi trafo tegangan (PT) :

Mengkonversi besaran tegangan pada sistem tenaga listrik dari besaran

primer menjadi besaran sekunder untuk keperluan sistem metering dan

proteksi.

Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer.

Standarisasi besaran sekunder, yaitu tegangan 100, 100/√3, 110/√3 dan

110 volt.

Trafo tegangan dibagi menjadi 2 (dua) jenis, trafo tegangan magnetik

(magnetic voltage transformer/VT) atau yang sering disebut trafo tegangan

induktif, dan trafo tegangan kapasitif (capacitor voltage transformer/CVT).

Jenis trafo tegangan induktif umumnya dipakai pada tegangan s.d. 145 kV

sedangkan jenis trafo tegangan kapasitif dipakai pada tegangan diatas 145

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

20

Page 26: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

kV. Trafo tegangan kapasitif juga dapat dipakai dengan peralatan PLC untuk

komunikasi melalui saluran transmisi tegangan tinggi.

Trafo tegangan umumnya dihubungkan pada tegangan fasa – tanah.

6.2.2 Prinsip Kerja

Berikut ini adalah gambar rangkaian pengganti trafo tegangan.

Gambar 6-26. Rangkaian Pengganti Trafo Tegangan

Prinsip kerja trafo tegangan adalah berdasarkan persamaan berikut:

,

dimana:

= perbandingan transformasi dimana ,

= jumlah lilitan primer,

= jumlah lilitan sekunder,

= tegangan primer (Volt), dan

= tegangan Sekunder (Volt).

Pada dasarnya, prinsip kerja trafo tegangan sama dengan prinsip kerja pada

trafo arus. Pada trafo tegangan perbandingan transformasi tegangan dari

besaran primer menjadi besaran sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan primer

dan sekunder.

Diagram fasor arus dan tegangan untuk trafo arus juga berlaku untuk trafo

tegangan, lihat Gambar 6-3. Diagram Fasor Arus dan Tegangan pada Trafo

Arus.

Rangkaian ekivalen trafo tegangan adalah :

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

21

E2E1

N1 N2

Page 27: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-27. Rangkaian Ekivalen Trafo Tegangan

6.2.3 Klasifikasi Trafo Tegangan Menurut Prinsip Kerjanya

Menurut prinsip kerjanya, trafo tegangan diklasifikasikan menjadi 2 (dua)

kelompok, yaitu:

Trafo Tegangan Induktif (inductive voltage transformer atau

electromagnetic voltage transformer)

Trafo tegangan induktif adalah trafo tegangan yang terdiri dari belitan

primer dan belitan sekunder dengan prinsip kerja tegangan masukan

(input) pada belitan primer akan menginduksikan tegangan ke belitan

sekunder melalui inti.

Trafo Tegangan Kapasitor (capasitor voltage transformer)

Trafo tegangan kapasitif terdiri dari rangkaian kapasitor yang berfungsi

sebagai pembagi tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan menengah

pada primer, selanjutnya diinduksikan ke belitan sekunder.

6.2.3.1 Kontruksi Trafo Tegangan Induktif (Voltage Transformer / VT)

Trafo tegangan jenis ini banyak dipakai pada tegangan 12 kV sampai 170

kV. Konstruksi trafo tegangan induktif adalah sebagai berikut:

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

22

Vi Vo ZB

Page 28: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-28. Konstruksi Trafo Tegangan Induktif

6.2.3.2 Kontruksi Trafo Tegangan Kapasitor (Capacitor Voltage Transformer)

Bagian –bagian utama CVT :

1). HV.T adalah terminal tegangan tinggi (high voltage terminal) yaitu bagian

yang dihubungkan dengan tegangan transmisi baik untuk tegangan bus

maupun tegangan penghantar terminal tegangan tinggi/primer.

2). C1, C2 adalah kapasitor pembagi tegangan (capacitive voltage divider)

yang berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untuk diubah oleh trafo

tegangan menjadi tegangan pengukuran yang lebih rendah. Kapasitansi

C2 lebih besar dari C1. Sebagai contoh untuk CCVT 110/3 kV / 100/3 V

dengan maksimum tegangan fasa – tanah 71 kV, kapasitansi masukan

(input capacity) 8.800 pF yang terdiri dari C1 = 20.661 pF, dan C2 =

182.504 pF (C1 dan C2 terhubung seri).

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

23

7

6

5

1

2

3

4

8

Keterangan gambar:

1. Kertas/Isolasi Minyak Mineral/Quartz filling.

2. Belitan Primer: vernis ganda-isolasi kawat tembaga, tahan pada suhu tinggi.

3. Inti: bukan orientasi listrik baja memperkecil resiko resonansi besi

4. Belitan Sekunder

5. Isolator Keramik

6. Dehydrating Breather

7. Terminal Primer

8. Terminal Sekunder

Page 29: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-29. Konstruksi Trafo Tegangan Kapasitif

3). L0 adalah induktor penyesuai tegangan (medium voltage choke) yang

berfungsi untuk mengatur/menyesuaikan supaya tidak terjadi pergeseran

fasa antara tegangan masukan (vi) dengan tegangan keluaran (vo) pada

frekuensi dasar.

4). PT adalah trafo tegangan yang memberikan tegangan sekunder vo untuk

masukan pada instrumen meter dan peralatan/relai proteksi dengan

mengubah tegangan menengah dari kapasitor pembagi tegangan ke

tegangan rendah.

5). Rubber bilow adalah sebagai katup pernapasan (dehydrating breather)

untuk menyerap udara lembab pada kompartemen yang timbul akibat

perubahan temperatur, sehingga akan mencegah penurunan isolasi

minyak.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

24

1

6

4

3 7

2

C

1

C

2

5

Page 30: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6). Isolator adalah Isolator porselen penyangga, tempat kedudukan

kapasitor dan berfungsi sebagai isolasi pada bagian-bagian tegangan

tinggi.

7). 1a, 2a adalah terminal keluaran untuk tegangan sekunder, sebagai

contoh untuk rasio CVT 50 Hz adalah 150/3kV / 100/3 volt atau rasio

sama dengan 1500.

Bagian-bagian lainnya:

- PG (protective gap) adalah gap pengaman,

- H.F (high frequency) adalah teminal frekuensi tinggi yang berkisar

sampai puluhan kilohertz, sebagai pelengkap pada salah satu

konduktor penghantar dalam memberikan sinyal komunikasi melalui

PLC,

- L3 adalah reaktor pentanahan yang berfungsi untuk meneruskan

frekuensi 50 Hz,

- SA (surge arrester) atau arester surja adalah pelindung terhadap

gelombang surja petir, dan

- S adalah sakelar pentanahan (earthing switch), yang biasanya

dipergunakan pada kegiatan pemeliharaan.

6.2.3.3 Prinsip kerja CCVT

Coupling Capacitive Voltage Transformer (CCVT) digunakan untuk

instrumentasi, khususnya pada peralatan-peralatan meter dan proteksi. Pada

umumnya kinerja CCVT sangat baik pada kondisi steady state.

Prinsip kerja CCVT adalah menurunkan besaran tegangan primer (150 kV)

menjadi besaran tegangan sekunder (100 volt) melalui kapasitor (C1 & C2)

yang berfungsi sebagai pembagi tegangan (voltage divider) dan trafo

tegangan sebagai penurun tegangan. Keluaran tegangan sekunder

dirancang seakurat mungkin sama dengan perbandingan rasio tegangan

masukan disisi primer dalam segala kondisi operasi.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

25

Page 31: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Gambar 6-30. Rangkaian Ekivalen CVT

dimana :

Vi = tegangan tinggi ekivalen (input),

Vp = tegangan tinggi sisi primer CVT,

Vo = tegangan keluaran (output),

C1 = adalah kapasitor tegangan tinggi,

C2 = adalah kapasitor tegangan menengah,

Lc= induktansi choke, dan

Zb = impedansi beban.

Tegangan keluaran CVT:

Volt,

Pada keadaan tunak (steady state) kondisi ini dapat dipenuhi sesuai dengan

desain dan penyetelan CCVT, namun akurasi CCVT akan menurun pada

keadaan peralihan (transient) mengikuti komponen induktif, kapasitif dan

nonliniernya, seperti:

- pada gejala peralihan switching operations pemutus tenaga (PMT) atau

pemisah (PMS).

- terjadinya sambaran petir langsung atau tidak langsung pada saluran

transmisi tegangan tinggi (SUTT/SUTET) yang terhubung ke busbar gardu

induk, yang diikuti ataupun tidak diikuti kerusakan isolasi; atau kerjanya

arrester.

Oleh karena itu, dalam menentukan rancangan instalasi meter dan proteksi,

harus mempertimbangan beberapa karakteristik kerja CCVT dan kesalahan

(error) akibat arus eksitasi dan pembebanan (burden) CCVT tersebut.Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

26

Zb

C1+C2Lc

VpCC

CVi

21

1

Vo

Page 32: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Kesalahan (error) pembacaan pada meter dan proteksi dapat juga

disebabkan terjadinya osilasi feroresonansi (ferroresonance) yang

diakibatkan :

– apabila sirkit kapasitansi beresonansi dengan induktasi nonlinier inti besi

(iron core). Gejala-gejala ini juga terjadi pada kondisi operasi pemberian

tegangan (energize) pada saluran tanpa beban yang diikuti fenomena

tegangan lebih (overvoltage), sehingga dapat menyebabkan kerusakan

peralatan atau penurunan tahanan.

– Pelepasan beban (rejection of load) sebelum hilangnya gangguan hubung

singkat temporer juga menyebabkan kondisi kritis terjadinya osilasi

feroresonansi.

Bahaya tegangan lebih tidak terjadi selama periode gangguan hubung

singkat, karena terjadi penurunan tegangan pada saat hubung singkat,

namun sebaliknya pada saat hilangnya gangguan, tegangan sistem dapat

naik dan menimbulkan gejala feroresonansi.

6.2.4 Kesalahan Trafo Tegangan

Trafo tegangan biasanya dibebani oleh rangkaian impedansi yang terdiri dari

relai-relai proteksi, peralatan meter dan kawat (penghubung dari terminasi

PT ke instrumen proteksi maupun meter).

Kesalahan pengukuran PT (ε) berdasarkan IEC-186 adalah sebagai berikut:

Kesalahan PT didefinisikan sebagai:

,

dimana:

= perbandingan rasio pengenal,

= tegangan primer aktual (Volt), dan

= tegangan sekunder aktual (Volt).

Jika kesalahan trafo tegangan (ε) positif maka tegangan sekunder lebih

besar dari nilai tegangan nominal pengenalnya.

Jumlah lilitan yang lebih kecil pada pembebanan rendah dan negatip pada

pembebanan besar.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

27

Page 33: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Selain kesalahan rasio juga terdapat kesalahan akibat pergeseran fasa.

Kesalahan ini bernilai positif jika tegangan sekunder mendahului tegangan

primer.

Untuk pemakaian proteksi akurasi pengukuran tegangan menjadi penting

selama kondisi gangguan.

Batasan akurasi Trafo Tegangan seperti tabel berikut: dengan pengenal

tegangan 0.8 s.d. 1.2 kali dan pengenal beban 0.25 s.d. 1 kali pada faktor

daya 0.8.

Tabel 6-4. Batas Kesalahan Trafo Tegangan Pengukuran

Tabel 6-5. Batas Kesalahan Trafo Tegangan Proteksi

6.2.5 Pengujian Trafo Tegangan (PT/CCVT)

Lingkup Pengujian pemeliharaan trafo tegangan (PT/CCVT) adalah:

1. Pengujian Rasio

2. Pengujian Tahanan Isolasi

3. Pengujian Tangen Delta (Dielectric Loss Factor and Capacitance) khusus

untuk CVT

4. Pengujian Beban pada Rangkaian Sekunder

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

28

Page 34: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.2.5.1 Pengujian Rasio Tegangan

Pengujian ini dilakukan dengan cara menginjeksikan tegangan secara

bertahap sampai dengan tegangan yang diinginkan, misalnya 500 Volt.

Perhatikan pembacaan tegangan pada alat uji, dan parameter VA Meter

secara bersamaan.

Kemudian data hasil pengukuran sisi primer dan sekunder dibandingkan,

sehingga prosentase kesalahan (error) rasio primer-sekunder dapat dihitung.

Gambar 6-31. Rangkaian Pengujian Rasio Trafo Tegangan

Khusus untuk pengujian rasio pada CVT menggunakan peralatan HV-Test.

Pengujian rasio PT/CVT sesuai dengan IK-OPH/PT-03/P3BS/2007.

6.2.5.2 Pengukuran Tahanan Isolasi Trafo Tegangan (Megger)

(sesuai dengan SE-032)

Tahanan isolasi yang akan diukur adalah antara:

– terminal primer (P) - ground,

– terminal sekunder (a1) - ground, secara bergantian.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

29

VA Meter

N

a n

Alat Uji Tegangan

220 V

Page 35: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Tegangan uji peralatan (Megger) yang digunakan adalah

– skala 5000 V untuk sisi primer ( P1 atau P2 - Ground), dan

– skala 1000-2500 V untuk sisi sekunder ( a1).

Pengukuran tahanan isolasi PT/CVT sesuai dengan

IK-OPH/PT-02/P3BS/2007.

Gambar 6-32. Rangkaian Pengujian Tahanan Isolasi

6.2.5.3 Pengujian Tangen Delta (Dielectric Loss Factor and Capacitance)

Pengujian Tangen Delta (Dielectric Loss Factor and Capacitance) Khusus

pada CVT adalah sebagai berikut. Kapasitor kopling (coupling capacitor)

pada CVT merupakan bagian yang sangat penting dan sangat menentukan

performa CVT tersebut. Material isolasi (insulation) yang digunakan

kapasitor adalah material plastik film sebagai lapisan bersama-sama dengan

material kertas, (paper-polypropylene film) dan diimpregnasikan dengan

minyak sintetis (synthetik). Sehingga nilai kapasitansinya dipengaruhi oleh

kondisi minyak sintetis tersebut. Untuk itu perlu perhatian khusus dengan

melakukan pemeriksaan dan mengujian untuk mengetahui kondisi minyak

sintetisnya. Apabila hasil ukur faktor daya (power factor) menurun, maka

direkomendasikan dilakukan penggantian minyak. Dalam kondisi baru nilai

faktor dayanya adalah 0,2 – 0,3%. Perubahan-perubahan nilai faktor daya

yang terjadi dengan cara membandingkan hasil pada saat komisioning

(commisioning).

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

30

N

a n

Page 36: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

Selain itu, pengukuran coupling capacitor perlu dilakukan untuk mengetahui

adanya terjadi perubahan nilai kapasitansinya terhadap nilai yang standar

(yang tertera pada name plate) karena akan mempengaruhi performance

karateristik kerjanya. Beberapa pabrikan menyatakan apabila kenaikan nilai

capacitansi hingga hasil pengukuran yang lebih besar 1 % terhadap nilai

pada name plate, memberikan indikasi telah terjadi beberapa elemen

hubung singkat, dan direkomendasikan untuk melepas dan diganti dengan

yang baru. Pengukuran tangen delta untuk CVT sesuai dengan IK-OPH/PT-

06/P3BS/2007.

Gambar 6-33. Rangkaian Pengujian Tangen Delta pada CVT

Dari rangkaian diatas :

- Pengukuran kapasitansi C1 : terminal A – B,

- Pengukuran kapasitansi C2 : terminal B – C, dan

- Pengukuran kapasitansi total (C1 - C2) : terminal A – C.

Hal-hal harus diperhatikan dalam pengujian ini adalah

1. Jenis dan tipe serta spesifikasi teknis CVT yang akan diuji,

2. Nilai kapasitansi nominalnya sesuai tanda pengenal,

3. Gambar skematik dan kontruksi CVT, dan

4. Peralatan uji yang digunakan.

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

31

Tan delta

C1

C2

Page 37: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.2.5.4 Pengujian Beban pada Rangkaian Sekunder CVT

Pengujian beban rangkaian sekunder dilakukan untuk mengetahui besar

beban yang tersambung pada rangkaian sekunder CVT dibandingkan

dengan kemampuan beban pada tanda pengenal CVT. Pengujian beban

rangkaian sekunder trafo tegangan sesuai dengan

IK-OPH/PT-05/P3BS/2007.

6.3 BATASAN – BATASAN OPERASI TRAFO PENGUKURAN

6.3.5 Jadwal Pengukuran Minyak Isolasi Trafo Pengukuran

Tabel 6-6. Jadwal pengujian Minyak Isolasi CT/PT/CVT

Tegangan Nominal

Pengukuran

Periode (tahun)

Non Sealed Sealed

37 s.d. 72.5 kVBatas operasi minyak

isolasi6 10

73 s.d. 275 kVBatas operasi minyak

isolasi5 8

6.3.6 Pemasangan Spark Gap Pada Isolator Bushing

Tabel 6-7. Batasan Pemasangan Spark Gap pada Bushing (Standar VDE

0111/12.66)

Tegangan NominalBIL Jarak antara Gap

( kV ) ( mm )

20 kV125

95

155

115

70 kV235

250

400

340

150 kV

550

650

750

700

830

1000

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

32

Page 38: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.3.7 Pengukuran Dielektric Minyak CT/PT/CVT

Tabel 6-8. Batasan hasil uji tahanan isolasi Minyak CT/PT/CVT (Standar IEC-

156)

Tegangan Nominal

Kekuatan Dielektrik (kV/cm) Tan δ Kandungan

Minyak baru Minyak lama ( % ) mgKOH/g

< 70 kV ≥ 200 ≥ 120 ≥ 10 ≤ 0.5

70 - 170 kV ≥ 200 ≥ 160 ≥ 10 ≤ 0.3

> 170 kV ≥ 200 ≥ 200 ≥ 10 ≤ 0.3

6.3.8 Pengukuran Tahanan Isolasi (Megger)

Tabel 6-9. Batasan Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Rangkaian Sekunder

CT/PT/CVT (Standar IEEE 43-2000)

PeralatanTerminal yang

diuji

Tegangan Uji Tahanan Isolasi

( Volt ) ( M Ω )

Trafo Arus

(CT)

Primer-ground 2500 ≥ 5.000

Antar Primer (double/triple)

2500 ≥ 5.000

Primer-Sekunder 2500 ≥ 25.000

Sekunder-ground 1000-2500 ≥ 5.000

Trafo Tegangan Induktif (PT)

Primer-ground 2500 ≥ 5.000

Primer-Sekunder 2500 ≥ 5.000

Sekunder-ground 1000 - 2500 ≥ 5.000

Trafo Tegangan Kapasitif (CVT)

Primer-Sekunder 2500 ≥ 5.000 *)

Sekunder-ground 1000 - 2500 ≥ 5.000 *)

*) Catatan : pada temperatur ± 20º C (68ºF)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

33

Page 39: Materi 6 Pemeliharaan Ct Pt

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 6. Pemeliharaan Trafo Arus & Trafo Tegangan

6.3.9 Pengukuran Jarak Rayap (Creepage Distance)

Tabel 6-10. Batasan Jarak Rayap Bushing Isolator (Standar IEC-44.1)

TingkatPolusi

Jarak Rayap minimum

(mm)

PerbandinganJarak RayapJarak Busur

I. Light

II. Medium

16

20

≤ 3.5

≤ 3.5

III. Heavy

IV. Very Heavy

25

31

≤ 4.0

≤ 4.0

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan

34