Makalah Peralatan Sistem Tenaga Listrik Ct Pt

TUGAS MAKALAHPERALATAN SISTEM TENAGA LISTRIK

CURRENT TRANSFORMER AND

POTENTIAL TRANSFORMER

Disusun oleh :

1. ALDO MARINO( 2210106003)

2. MAULA NURUL KHAKAM (2210106004)

3. HARRIS(2210106055)

P1P2

S2

S1

I2I1

N1 N2

Gambar 1.1. Rangkaian pada Trafo Arus

Peralatan Sistem Tenaga Listrik

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya

2012

TRASFORMATOR ARUS

I. PENDAHULUAN

I.1. Pengertian Trafo Arus

Trafo Arus (Current Transformator) yaitu peralatan yang digunakan untuk melakukan

pengukuran besaran arus pada intalasi tenaga listrik disisi primer (TET, TT dan TM)

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:

Untuk trafo yang dihubung singkat : I 1⋅N1=I 2⋅N2

Untuk trafo pada kondisi tidak berbeban:

E1

E2

=N1

N2

Dimana

Current Transformer

E2 I2U1 I2·Zb = U2I0

I1Z1 I2Z2

Gambar 1.2. Rangkaian Ekivalen


a=N 1

N 2,

I 1> I 2 sehingga

N1<N 2,

N1= jumlah lilitan primer, dan

N2= jumlah lilitan sekunder.

Rangkaian Ekivalen

Tegangan induksi pada sisi sekunder adalah

E2=4 ,44⋅B⋅A⋅f⋅N2 Volt

Tegangan jepit rangkaian sekunder adalah

E2=I 2⋅(Z2+Zb ) Volt

Zb=Zkawat+Z inst Volt

Dalam aplikasinya harus dipenuhi U1>U2

Dimana: B= kerapatan fluksi (tesla)

A= luas penampang (m²)

f = frekuensi (Hz)

Current Transformer

Ø

Im

IO

IO I1

I2

U2E

U1 I1 Z1

I2 Z2

Gambar 1.3. Diagram Fasor Arus dan Tegangan pada Trafo Arus


N2= jumlah lilitan sekunder

U1= tegangan sisi primer

U2= tegangan sisi sekunder

Zb= impedansi/tahanan beban trafo arus

Zkawat= impedansi/tahanan kawat dari terminasi CT ke instrumen

Zinst= impedansi/tahanan internal instrumen, misalnya relai proteksi atau peralatan meter.

Diagram Fasor Arus dan Tegangan pada Trafo Arus (CT)

I.2. Fungsi Trafo Arus

Fungsi dari trafo arus adalah:

- Mengkonversi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran primer menjadi

besaran sekunder untuk keperluan pengukuran sistem metering dan proteksi

- Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, sebagai pengamanan

terhadap manusia atau operator yang melakukan pengukuran.

- Standarisasi besaran sekunder, untuk arus nominal 1 Amp dan 5 Amp

Secara fungsi trafo arus dibedakan menjadi dua yaitu:

Current Transformer

pengukuran

V

I

proteksi

Gambar 1.4. Kurva kejenuhan CT untuk Pengukuran dan Proteksi


a). Trafo arus pengukuran

Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian tinggi pada daerah

kerja (daerah pengenalnya) 5% - 120% arus nominalnya tergantung dari

kelasnya dan tingkat kejenuhan yang relatif rendah dibandingkan trafo arus

untuk proteksi.

Penggunaan trafo arus pengukuran untuk Amperemeter, Watt-meter, VARh-

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 (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 4).

Current Transformer

A2

CT Proteksi

A1

CT Pengukuran

Gambar 1.5. Luas Penampang Inti Trafo Arus


- Trafo arus untuk pengukuran dirancang supaya lebih cepat jenuh dibandingkan trafo

arus proteksi sehingga konstruksinya mempunyai luas penampang inti yang lebih

kecil (Gambar 5).

I.3. Jenis Trafo Arus

4.4.1. Jenis trafo arus menurut tipe kontruksi dan pasangannya.

a. Tipe Konstruksi

Tipe cincin (ring / window type) Gbr. 1a dan 1b.

Tipe cor-coran cast resin (mounded cast resin type) Gbr. 2.

Tipe tangki minyak (oil tank type) Gbr. 3.

Tipe trafo arus bushing

b. Tipe Pasangan.

Pasangan dalam (indoor)

Pasangan luar (outdoor)

4.4.2. Jenis trafo arus berdasarkan konstruksi belitan primer:

a. Sisi primer batang (bar primary) dan

Current Transformer

Gambar 1.6. Bar Primary

Gambar 1.7 Wound Primary


b. Sisi tipe lilitan (wound primary).

4.4.3. Jenis trafo arus berdasarkan konstruksi jenis inti

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 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

rogowski (coil rogowski)

Current Transformer


4.4.4. Jenis trafo arus berdasarkan jenis isolasi

Berdasarkan jenis isolasinya, trafo arus dibagi menjadi dua kelompok, yaitu:

Trafo arus kering

Trafo arus kering biasanya digunakan pada tegangan rendah, umumnya

digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor).

Trafo arus Cast Resin

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 20 kV.

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.

Trafo arus isolasi SF6 / Compound

Trafo arus ini banyak digunakan pada pengukuran arus tegangan tinggi,

umumnya digunakan pada pasangan di luar ruangan (outdoor) misalkan trafo

arus tipe top-core.

4.4.5. Jenis trafo arus berdasarkan pemasangan

Berdasarkan lokasi pemasangannya, trafo arus dibagi menjadi dua kelompok,

yaitu:

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.

Current Transformer

Gambar 1.8. Trafo Arus Pemasangan Luar Ruangan

Gambar 1.9 Trafo Arus Pemasangan Dalam Ruangan


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.

4.4.6. Jenis Trafo arus berdasarkan jumlah inti pada sekunder

a. Trafo arus dengan inti tunggal

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

b. Trafo arus dengan inti banyak

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 XX).

Penandaan primer: P1-P2

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

Current Transformer

P1 P2

1S1 1S2 2S1 2S2

300/5 A

300/5 A

Gambar 1.10. Trafo Arus dengan 2 Inti

Gambar 1.11: Trafo Arus dengan 4 Inti

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

P1 P2

300/5 A

300/5 A

300/5 A

300/5 A


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

Trafo arus 4 (empat) inti 800 – 1600 / 5 – 5 – 5 – 5 A (Gambar 11).

Penandaan primer: P1-P2

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

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

4.4.7. Jenis trafo arus berdasarkan pengenal

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

Current Transformer

Gambar 1.13. Primer SeriCT rasio 800 / 1 A

S1

P1 P2

S2

Gambar 1.12 Primer ParalelCT rasio 1600 / 1 A

P2P1

S1 S2


Pengenal primer yang biasanya dipakai adalah 150, 200, 300, 400, 600, 800, 900,

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

Pengenal sekunder yang biasa dipakai adalah 1 dan 5 A.

Berdasarkan pengenalnya, trafo arus dapat dibagi menjadi:

a. Trafo arus dengan dua pengenal primer

Primer seri

Contoh: CT 800 – 1600 / 1 A

Untuk hubungan primer seri, maka didapat rasio CT

800 / 1 A, lihat Gambar 12.a. berikut.

Primer paralel

Contoh: CT dengan rasio 800 – 1600 / 1 A

Untuk hubungan primer paralel, maka didapat rasio CT

1600 A, lihat Gambar 12.b.

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 13).

Contoh:

Current Transformer

P1

S1

P2

S2 S3

Gambar 1.14CT Sekunder 2 Tap

P1 P2

S1 S2 S3 S4

Gambar 1.15.CT Sekunder 3 Tap


– 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.

I.4. Komponen Trafo Arus

a. Tipe cincin (ring / window type) dan Tipe cor-coran cast resin (mounded cast

resin type)

Current Transformer

Gambar 1.16. CT tipe cincin


Keterangan

1. Terminal utama (primary terminal)

2. Terminal sekunder (secondary terminal).

3. Kumparan sekunder (secondary winding).

CT tipe cincin dan cor-coran cast resin biasanya digunakan pada kubikel

penyulang (tegangan 20 kV dan pemasangan indoor). Jenis isolasi pada CT cincin

adalah Cast Resin.

b. Tipe Tangki

Current Transformer

Gambar 1.17. Komponen CT tipe cincin


Komponen Trafo arus tipe tangki

1. Bagian atas Trafo arus (transformator head).

2. Peredam perlawanan pemuaian minyak (oil resistant expansion

bellows).

3. Terminal utama (primary terminal).

4. Penjepit (clamps).

5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama (core and coil assembly

with primary winding and main insulation).

6. Inti dengan kumparan sekunder (core with secondary windings).

7. Tangki (tank).

8. Tempat terminal (terminal box).

9. Plat untuk pentanahan (earthing plate).

Jenis 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 70 kV,

150 kV dan 500 kV.

II. PEDOMAN PEMELIHARAAN

II.1. In Service Inspection

In service inspection adalah kegiatan pengamatan visual pada bagian-bagian

peralatan terhadap adanya anomali yang berpotensi menurunkan unjuk kerja

peralatan atau merusak sebagian/keseluruhan peralatan.

Current Transformer

Gambar 1.18. Komponen CT tipe tangki


II.1.1. Dielectric

Dalam hal ini dilakukan pemeriksaan dalam keadaan beroperasi dengan cara

melihat visual kecukupan dari media dielectric CT melalui :

A. Memeriksa level ketinggian minyak trafo arus pada gelas penduga.

B. Memeriksa tekanan gas N2 melalui manometer yang terpasang di CT

( indicator berupa angka)

C. Memeriksa tekanan gas SF6 melalui manometer yang terpasang di CT

( indicator berupa angka)

D. Rembesan / kebocoran minyak CT.

E. Isolator porcelain

Dilakukan pemeriksaan isolator porcelain dengan visual dari isolator.

Mengamati isolator dari keretakan, flek, pecah dan kelainan yang lainnya.

II.1.2. Mechanical Structure

Mechanical structure adalah peralatan yang menyokong berdirinya trafo arus.

Inspeksi mechanical structure dilakukan dengan memeriksa :

- Kondisi core housing (rumah/tangki core) secara visual, apakah kondisi core

housing normal, korosi atau retak.

- Kondisi support structure .

II.1.3. Pentanahan CT

Inspeksi pentanahan CT dilakukan dengan memeriksa kawat dan terminal

pentanahan dengan memeriksa hubungan antara terminal dengan mess grounding

switchyard dengan kencang dan sempurna.

II.2. In Service Measurement

In Service Measurement adalah kegiatan pengukuran / pengujian yang dilakukan

pada saat peralatan sedang dalam keadaan bertegangan / beroperasi.

Current Transformer


II.2.1. Thermovision

Thermovision digunakan untuk melihat hot spot pada instalasi listrik, dengan

Infra red thermovision dapat dilihat losses yang terjadi di jaringan, semakin tinggi

suhu hotspot yang terjadi maka semakin besar losses yang terjadi. Losses dapat

diakibatkan oleh sambungan yang kurang baik, pemeriksaan dengan thermovision

pada trafo arus digunakan untuk melihat titik-titik sambungan pada trafo arus.

Thermovisi dilakukan pada:

Konduktor dan klem CT. Hal ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan

suhu antara konduktor dan klem CT

Isolator dan housing CT. Hal ini bertujuan untuk mengetahui adanya

kelainan / hotspot di dalam CT.

Thermovisi dilakukan setiap 3 bulan, kecuali untuk CT 500 kV dilakukan setiap 2

minggu.

II.3. Shutdown Testing/Measurement

Shutdown testing / measurement adalah pekerjaan pengujian yang dilakukan pada

saat peralatan dalam keadaan padam. Pekerjaan ini dilakukan pada saat

pemeliharaan rutin maupun pada saat investigasi ketidaknormalan

II.3.1. Tahanan Isolasi

Pengujian tahanan isolasi menggunakan alat uji tahanan isolasi 5 KV untuk sisi

primer dan 500 V untuk sisi sekunder. Berfungsi untuk mengetahui kualitas

tahanan isolasi pada trafo arus tersebut. Pencatatan hasil pengukuran dilakukan

pada saat 60 detik.

Current Transformer


II.3.2. Tan Delta

Pengujian tangen delta dilakukan untuk mengetahui nilai faktor dissipasi (tan

delta) dan nilai kapasitansi dari CT. Peningkatan nilai dari kapasitansi akan

mengindikasikan adanya kertas isolasi yang terkontaminasi oleh kelembaban,

pencemaran atau adanya pemburukan pada sistim isolasi CT.

Pengukuran tan delta pada CT dilakukan dalam kondisi sisi primer di hubung

singkat .

A. CT tanpa test tap

Current Transformer

2.1. Pengukuran tahanan isolasi CT

Gambar 2.2. CT tanpa test tap


Mode GST-G

Pengujian dengan mode GST-G pada CT tanpa test tap bertujuan untuk

mengetahui nilai tan delta overall (secara umum). Tegangan uji yang digunakan

adalah 2kV sampai 10 kV.

B. CT dengan Test Tap

Mode GST-G

Current Transformer

Gambar 2.3. Pengujian mode GST-G pada CT tanpa test tap

Gambar 2.4. CT dengan test tap


Mode UST

Mode GST - Guard

Current Transformer

Gambar 2.5. Pengujian mode GST-G pada CT dengan test tap

Gambar 2.6. Pengujian mode UST pada CT dengan test tap

Gambar 2.7. Pengujian mode GST-Guard pada CT dengan test tap


Pengujian Tan delta pada CT yang memiliki test tap dilakukan tiga kali pengujian yaitu

GST-G, UST dan GST-Guard.

GST-G, bertujuan untuk mengukur nilai tan delta dan kapasitansi secara umum

(overall) dengan menggunakan tegangan uji 2kV s/d 10 kV

UST, bertujuan untuk mengukur nilai tan delta kapasitansi C1 dengan

menggunakan tegangan uji 2kV s/d 10 kV

GST-guard, bertujuan untuk mengukur nilai tan delta kapasitansi C2 dengan

menggunakan menggunakan tegangan uji maksimal 500 V.

II.3.3. Pengujian Kualitas Minyak isolasi

Berdasarkan standard IEC 60422 “Mineral insulating oils in electrical equipment

supervision and maintenance guide” , Trafo arus (CT) masuk dalam kategori D

(instrument/protection transformer >170 kV) dan kategori E

(instrument/protection transformer ≤ 170 kV). Pengujian Kualitas minyak pada

trafo instrument hanya dapat dilakukan pada trafo instrument jenis

nonhermetically sealed. Pengujian kualitas isolasi dilakukan secara time based

setiap 10 tahun (setelah 5 kali pemeliharaan 2 tahunan) atau jika hasil pengujian

tan delta buruk. Pengambilan sample yang kedua kali perlu dilakukan konsultasi

terlebih dahulu dengan manufacturer atau mengacu pada manual instruction dari

manufacturer masing-masing.

Pengujian kualitas minyak isolasi CT sesuai standard IEC 60422 meliputi :

A. Pengujian Break Down Voltage (BDV)

Pengujian tegangan tembus dilakukan untuk mengetahui kemampuan

minyak isolasi dalam menahan stress tegangan. Pengujian ini dapat menjadi

indikasi keberadaan kontaminan seperti kadar air dan partikel. Rendahnya

nilai tegangan tembus dapat mengindikasikan keberadaan salah satu

kontaminan tersebut, dan tingginya tegangan tembus belum tentu juga

mengindikasikan bebasnya minyak dari semua jenis kontaminan.

B. Pengujian Water Content

Current Transformer


Pengujian kadar air untuk mengetahui seberapa besar kadar air yang

terlarut / terkandung di minyak. Menurut standar IEC 60422 perlu

dilakukan koreksi hasil pengujian kadar air terhadap suhu 20 oC yaitu

dengan mengalikan hasil pengujian dengan faktor koreksi f.

Dimana

f =2 , 24e−0 ,04 ts

Ket :

f= faktor koreksi

ts = Suhu minyak pada waktu diambil (sampling)

C. Pengujian Acidity

Minyak yang rusak akibat teroksidasi akan menghasilkan senyawa asam

yang akan menurunkan kualitas isolasi kertas pada trafo arus. Asam ini

juga dapat menjadi penyebab proses korosi pada tembaga dan bagian trafo

yang terbuat dari bahan metal.

D. Pengujian Dielectric Disspation Factor

Pengujian ini bertujuan mengukur arus bocor melalui minyak isolasi, yang

secara tidak langsung mengukur seberapa besar pengotoran atau

pemburukan yang terjadi.

E. Pengujian Interfacial Tension

Pengujian IFT antara minyak dengan air dimaksudkan untuk mengetahui

keberadaan polar contaminant yang larut dan hasil proses pemburukan.

Karakteristik dari IFT akan mengalami penurunan nilai yang sangat drastis

seiring tingginya tingkat penuaan pada minyak isolasi. IFT juga dapat

mengindikasi masalah pada minyak isolasi terhadap material isolasi

lainnya.

F. Pengujian Sediment dan Sludge

Current Transformer


Pengujian sediment ini bertujuan mengukur seberapa banyak (%) zat

pengotor terhadap minyak isolasi trafo arus.

G. Pengujian Flash point

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui flash point atau titik nyala api

dari minyak isolasi.

II.3.4. Pengujian Dissolved Gas Analysis (DGA)

Pengujian Dissolved Gas Analysis (DGA) adalah merupakan suatu tool diagnosa

untuk mendeteksi dan mengevaluasi gangguan pada peralatan tenaga listrik

dengan cara mengukur beberapa kandungan gas di dalam minyak isolasi meliputi

gas: Nitrogen(N2), Oxygen (O2), Hydrogen (H2), Carbon monoxide (CO),

Carbon dioxide(CO2), Methane (CH4), Ethane (C2H6), Ethylene(C2H4) dan

Acetylene (C2H2). Mengacu pada standard IEC 60599 “Mineral oil-impragnated

electrical equipment in service-Guide to interpretation of Dissolved and free gas

analysis” , kelainan dalam peralatan trafo instrument dapat dideteksi dengan

menggunakan DGA.

II.3.5. Tahanan Pentahanan

Pengukuran besarnya tahanan pentanahan menggunakan alat uji tahanan

pentanahan. Nilai tahanan pentanahan mempengaruhi keamanan personil terhadap

bahaya tegangan sentuh.

II.3.6. Pengujian Ratio

Pengukuran ratio bertujuan untuk membandingkan nilai ratio hasil pengukuran

dengan nilai pada nameplate.

Gambar 2.8. Pengujian Ratio dengan Metode Tegangan

Current Transformer


Pada sisi sekunder diinjeksikan tegangan yang sesuai, dibawah tegangan saturasi

(knee voltage) dan pada sisi primer diukur tegangan menggunakan voltmeter

skala rendah dengan impedansi tinggi (20 000 Ω/V atau lebih). Ratio belitan

mendekati sama dengan ratio tegangan yaitu membandingkan tegangan di sisi

primer dengan tegangan disisi sekunder.

Gambar 2.9. Pengujian Ratio dengan Metode Arus

Pengujian ini menggunakan alat uji injeksi arus (high current test injection),

dilakukan dengan mengatur catu daya pada alat uji sesuai dengan nilai yang

diinginkan serta mencatat arus pada sisi sekunder kedua CT. rasio dari CT adalah

sama dengan rasio dari CT referensi yang dikalikan rasio antara arus sisi sekunder

CT referensi dengan arus sisi sekunder CT yang diuji, seperti persamaan :

NT : Rasio CT yang diuji

NR : Rasio CT referensi

IR : Arus CT referensi

IT : Arus CT yang diuji (~ nominal)

II.3.7. Pengujian Eksitasi atau Vknee

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui karakteristik eksitasi dari

trafo arus. Karakteristik eksitasi adalah suatu grafik yang menggambarkan

hubungan antara arus eksitasi dan tegangan rms yang diterapkan pada sisi

sekunder CT dalam kondisi sisi primer open circuit. Dalam kurva karakteristik

eksitasi dapat diketahui tegangan knee dari suatu CT maka dapat dipastikan

Current Transformer


bahwa CT tidak mengalami kejenuhan saat arus primer sama dengan arus

hubung singkat tertinggi.

Gambar 2.10. Rangkaian pengujian eksitasi

Gambar 2.11. Karakteristik Eksitasi

Current Transformer


TRANSFORMATOR TEGANGAN

I. PENDAHULUAN

I.1. PengertianTrafo Tegangan

Trafo tegangan adalah peralatan yang mentransformasi tegangan sistem yang lebih tinggi

ke suatu tegangan sistem yang lebih rendah untuk peralatan indikator, alat ukur / meter

dan relai.

Gambar 1.1. Prinsip Kerja Trafo Tegangan

E1

E2

=N1

N2

=a

Dimana:

a; perbandingan /rasio transformasi

N1>N 2

N1 = Jumlah belitan primer

N2 = Jumlah belitan sekunder

E1 = Tegangan primer

E2 = Tegangan sekunder

Gambar 1.2. Rangkaian Ekivalen Trafo Tegangan

Current Transformer

E1

E2

N1

N2


Dimana:

Im = arus eksitasi/magnetisasi

Ie = arus karena rugi besi

Trafo tegangan memiliki prinsip kerja yang sama dengan trafo tenaga tetapi rancangan

Trafo tegangan berbeda yaitu :

- Kapasitasnya kecil (10 – 150 VA), karena digunakan hanya pada alat-alat ukur, relai

dan peralatan indikasi yang konsumsi dayanya kecil.

- Memiliki tingkat ketelitian yang tinggi.

- Salah satu ujung terminal tegangan tingginya selalu ditanahkan.

I.2. Fungsi Trafo Tegangan

Fungsi dari trafo tegangan yaitu :

- Mentransformasikan besaran tegangan sistem dari yang tinggi ke besaran tegangan

listrik yang lebih rendah sehingga dapat digunakan untuk peralatan proteksi dan

pengukuran yang lebih aman, akurat dan teliti.

- Mengisolasi bagian primer yang tegangannya sangat tinggi dengan bagian sekunder

yang tegangannya rendah untuk digunakan sebagai sistm proteksi dan pengukuran

peralatan dibagian primer.

- Sebagai standarisasi besaran tegangan sekunder (100, 100/√3, 110/√3 dan 110 volt)

untuk keperluan peralatan sisi sekunder.

- Memiliki 2 kelas, yaitu kelas proteksi (3P, 6P) dan kelas pengukuran (0,1; 0,2;

0,5;1;3)

I.3. Jenis Trafo Tegangan

Trafo tegangan dibagi dibagi menjadi dua jenis yaitu

a. Trafo tegangan magnetik (Magnetik Voltage Transformer / VT)

Disebut juga Trafo tegangan induktif. Terdiri dari belitan primer dan

sekunder pada inti besi yang prinsip kerjanya belitan primer menginduksikan

tegangan kebelitan sekundernya.

b. Trafo tegangan kapasitif (Capasitive Voltage Transformer / CVT)

Trafo tegangan ini terdiri dari rangkaian seri 2 (dua) kapasitor atau lebih yang

berfungsi sebagai pembagi tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah

pada primer, selanjutnya tegangan pada satu kapasitor ditransformasikan

mengunakan trafo tegangan yang lebih rendah agar diperoleh teganggan

sekunder.

Current Transformer


I.4. Bagian-bagian Trafo Tegangan

I.4.1. Trafo Tegangan Jenis Magnetik

a. Kertas / Isolasi Minyak

Berfungsi mengisolasi bagian yang bertegangan (belitan primer) dengan

bagian bertegangan lainnya (belitan sekunder) dan juga dengan bagian badan

(body).

Terdiri dari minyak trafo dan kertas isolasi

b. Rangkaian Electromagnetic

Berfungsi mentransformasikan besaran tegangan yang terdeteksi disisi primer

ke besaran pengukuran yang lebih kecil.

c. Dehydrating Breather

Adalah sebagai katup pernapasan untuk menyerap udara lembab pada

kompartemen akibat perubahan volume minyak karena temperatur, sehingga

mencegah penurunan kualitas isolasi minyak

d. Terminal Primer

Satu terminal terhubung pada sisi tegangan tinggi (fasa) dan satu lagi

terhubung pada sistim pentanahan (grounding)

e. Inti

Terbuat dari plat besi yang dilapisi silicon yang berfungsi untuk jalannya

flux.

f. Struktur Mekanikal

Struktur mekanikal adalah peralatan yang menyokong berdirinya trafo

tegangan.

Terdiri dari :

- Pondasi

- Struktur penopang VT

- Isolator (keramik/polyester)

Current Transformer


g. Sistem Pentanahan

Sistem pentanahan adalah peralatan yang berfungsi mengalirkan arus lebih

akibat tegangan surja atau sambaran petir ke tanah

I.4.2. Trafo Tegangan Jenis Kapasitif

a. Dielectric

- Minyak Isolasi

Berfungsi untuk mengisolasi bagian-bagian yang bertegangan dan

sebagai media dielectric untuk memperoleh nilai kapasitansi dari 2

(dua) kapasitor atau lebihsebagai pembagi tegangan yang terhubung

seri.

- Kertas-plastik film (paper-polypropylane film)

Berfungsi sebagai media dieletric untuk memperoleh nilai kapasitansi

dari 2 (dua) kapasitor atau lebih sebagai pembagi tegangan yang

terhubung seri bersama-sama minyak isolasi.

b. Pembagi Tegangan (Capacitive Voltage Devider)

Berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untuk diubah oleh trafo tegangan

menjadi yang lebih rendah.

Current Transformer

Gambar 1. 2 Bagian-bagian VT


c. Electromagnetic Circuit

Berfungsi sebagai penyesuai tegangan menengah ( medium voltage choke)

untuk mengatur/menyesuaikan agar tidak terjadi pergeseran fasa antara

tegangan masukan (Vi) dengan tegangan keluaran (Vo) pada frekuensi dasar.

d. Trafo Tegangan

Berfungsi untuk mentransformasikan besaran tegangan listrik dari tegangan

menengah yang keluar dari kapasitor pembagi ke tegangan rendah yang akan

digunakan pada rangkaian proteksi dan pengukuran.

e. Expansion Chamber

Rubber bilow adalah sebagai katup pernapasan (dehydrating breather) untuk

menyerap udara lembab pada kompartemen yang timbul akibat perubahan

temperatur. Hal ini mencegah penurunan kualitas minyak isolasi.

f. Terminal Primer

Satu terminal terhubung pada sisi tegangan tinggi (fasa) dan satu lagi

terhubung pada sistim pentanahan (grounding).

g. Struktur Mekanikal

Struktur mekanikal adalah peralatan yang menyokong berdirinya trafo

tegangan.

Terdiri dari :

- Pondasi

- Struktur penopang CVT

- Isolator penyangga (porselen/polyester). tempat kedudukan kapasitor dan

berfungsi sebagai isolasi pada bagian-bagian tegangan tinggi.

h. Sistem Pentanahan

Sistem pentanahan adalah peralatan yang berfungsi mengalirkan arus lebih

akibat tegangan surja atau sambaran petir ke tanah.

Current Transformer


II. PEDOMAN PEMELIHARAAN

II.1. In Service inspection

In service inspection adalah kegiatan pengamatan visual pada bagian-bagian peralatan

terhadap adanya anomali yang berpotensi menurunkan unjuk kerja peralatan atau

merusak sebagian/keseluruhan peralatan.

II.1.1. Dielectric

Memeriksa rembesan / kebocoran minyak

memeriksa level ketinggian minyak pada gelas penduga.

Memeriksa isolator dari keretakan, flek, pecah dan kelainan yang lainnya

II.1.2. Electromagnetic Circuit

memeriksa level ketinggian minyak pada gelas penduga.

rembesan / kebocoran minyak trafo pada seal isolator.

Memeriksa kondisi spark gap

II.1.3. Mechanical structure

memeriksa pondasi dari keretakan atau tidak.

memeriksa rumah VT\CVT dari keretakan dan korosi.

memeriksa steel structure VT\CVT dari bengkok, longgar dan korosi.

Current Transformer

Gambar 1.3 Bagian-bagian CVT


II.1.4. Pentanahan VT

Inspeksi pentanahan VT dilakukan dengan memeriksa kawat dan terminal

pentanahan terhubung ke mess grounding switchyard dengan kencang dan

sempurna.

II.2. In Service measurement

In Service Measurement adalah kegiatan pengukuran / pengujian yang dilakukan pada

saat peralatan sedang dalam keadaan bertegangan / beroperasi.

II.2.1. Thermovision

Thermovision digunakan untuk melihat hot spot pada instalasi listrik, dengan

Infra red thermovision dapat dilihat losses yang terjadi di jaringan. Semakin tinggi

suhu hotspot yang terjadi maka semakin besar losses yang terjadi. Losses dapat

diakibatkan oleh sambungan yang kurang baik, Pemeriksaan dengan thermovision

pada CVT digunakan untuk melihat titik-titik sambungan pada CVT.

Thermovisi dilakukan pada:

Konduktor dan klem VT. Hal ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan

suhu antara konduktor dan klem VT

Isolator dan housing VT. Hal ini bertujuan untuk mengetahui adanya

kelainan / hotspot di dalam VT.

Thermovisi dilakukan setiap 3 bulan, kecuali untuk CVT 500 kV dilakukan setiap

2 minggu.

II.3. Shutdown testing / Measurement

Shutdown testing / measurement adalah pekerjaan pengujian yang dilakukan pada saat

peralatan dalam keadaan padam. Pekerjaan ini dilakukan pada saat pemeliharaan rutin

maupun pada saat investigasi ketidaknormalan.

II.3.1. Tahanan isolasi

Pengujian tahanan isolasi menggunakan alat ukur tahanan isolasi 5 KV untuk sisi

primer dan 500 V untuk sisi sekunder. Berfungsi untuk mengetahui kualitas

tahanan isolasi pada trafo tegangan tersebut. Pencatatan hasil pengukuran

dilakukan pada saat 60 detik.

Current Transformer


II.3.2. Tan delta & Kapasitansi

Pada trafo tegangan yang menggunakan minyak untuk isolasinya, minyak

memiliki nilai konduktansi yang cukup rendah dan nilai kapasitansi yang cukup

tinggi, pengujian tangen delta dilakukan untuk mengetahui besarnya nilai factor

disipasi (tan delta) dan kapasitansi dari VT. Peningkatan nilai dari kapasitansi

mengindikasikan adanya kertas isolasi yang terkontaminasi oleh kelembaban,

pencemaran atau adanya pemburukan pada sistem isolasi VT.

Pengujian dengan mode GST-Ground pada VT bertujuan untuk mengetahui nilai

tan delta overall (secara umum). Tegangan uji yang digunakan adalah 2kV sampai

10 kV.

Gambar 2.2. Pengukuran Tan Delta pada VT

Current Transformer

Gambar 2.1 Pengujian Tahanan Isolasi


Mode

Uji

Tegangan

UjiHV Lead LV Lead Ground

Objek

pengukuran

GST-Guard 10kV C B A,F,S1,S2 C1-1

UST 10kV B C A,F,S1,S2 C1-2

GST-Guard 10kV B C A,F,S1,S2 C1-3

GST-Ground 2kV F*) - A,S1,S2 C2 **)

Keterangan:

*) pada pengukuran C2, terminal F dilepas( tidak terhubung ke EMU)

**) pengukuran C2 dilakukan pada saat overhaul

II.3.3. Tahanan Pentanahan

Pengukuran besarnya tahanan pentanahan menggunakan alat uji tahanan

pentanahan. Besarnya nilai tahanan pentanahan mempengaruhi keamanan personil

terhadap bahaya tegangan sentuh.

Current Transformer

Gambar 2.3 Pengukuran Tan Delta pada CVT


II.3.4. Pengukuran Rasio

Pengukuran ratio bertujuan untuk membandingkan nilai ratio hasil pengukuran

dengan nilai pada nameplate.

Gambar 2.4.Pengukuran Ratio Trafo Tegangan

Pengukuran dilakukan dengan menginjeksi tegangan AC 2 – 10KV pada sisi

primer dan dibandingkan dengan output tegangan pada sisi sekunder.

Pengujian ini hanya dilakukan ketika pemasangan baru atau setelah relokasi.

II.3.5. Kualitas Minyak

Berdasarkan standard IEC 60422 “Mineral insulating oils in electrical equipment

supervision and maintenance guide”, Trafo tegangan (VT) masuk dalam kategori

D (instrument/protection transformer >170 kV) dan kategori E

(instrument/protection transformer ≤ 170 kV). Pengujian Kualitas minyak pada

trafo instrument hanya dapat dilakukan pada trafo instrument jenis

nonhermetically sealed. Pengujian kualitas isolasi dilakukan setelah VT 10 tahun

beroperasi. Pengambilan sample yang selanjutnya perlu dilakukan konsultasi

terlebih dahulu dengan manufacturer atau mengacu pada manual instruction dari

manufacturer masing-masing.

Current Transformer

~2 - 10 KV

Output


Pengujian kualitas minyak sesuai standard IEC 60422 meliputi :

a. Pengujian Down Voltage (BDV)

Pengujian tegangan tembus dilakukan untuk mengetahui kemapuan minyak

isolasi dalam menahan stress tegangan. Pengujian ini dapat menjadi indikasi

keberadaan kontaminan seperti kadar air dan partikel. Rendahnya nilai

tegangan tembus dapat mengindikasikan keberadaan salah satu kontaminan

tersebut, dan tingginya tegangan tembus belum tentu juga mengindikasikan

bebasnya minyak dari semua jenis kontaminan.

b. Pengujian Water Content

Pengujian kadar air untuk mengetahui seberapa besar kadar air yang

terlarut / terkandung di minyak. Menurut standar IEC 60422 perlu dilakukan

koreksi hasil pengujian kadar air terhadap suhu 20 oC yaitu dengan

mengalikan hasil pengujian dengan faktor koreksi f.

Dimana:

f =2 , 24e−0 ,04 ts

Keterangan :

F = faktor koreksi

ts = Suhu minyak pada waktu diambil (sampling)

c. Pengujian Acidity

Minyak yang rusak akibat teroksidasi akan menghasilkan senyawa asam

yang akan menurunkan kualitas isolasi kertas isolasi pada trafo. Asam ini

juga dapat menjadi penyebab proses korosi pada tembaga dan bagian trafo

yang terbuat dari bahan metal.

d. Pengujian Dielectric Disspation Factor

Pengujian ini bertujuan mengukur arus bocor melalui minyak isolasi, yang

secara tidak langsung mengukur seberapa besar pengotoran atau

pemburukan yang terjadi.

e. Pengujian Interfacial Tension

Pengujian IFT antara minyak dengan air dimaksudkan untuk mengetahui

keberadaan polar contaminant yang larut dan hasil proses pemburukan.

Current Transformer


Karakteristik dari ift akan mengalami penurunan nilai yang sangat drastis

seiring tingginya tingkat penuaan pada minyak isolasi. Ift juga dapat

mengindikasi masalah pada minyak isolasi terhadap material isolasi lainnya.

f. Pengujian Sediment dan Sludge

Pengujian sediment ini bertujuan mengukur seberapa banyak (%) zat

pengotor terhadap minyak isolasi trafo.

g. Pengujian Flash Point

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui flash point atau titik nyala api dari

minyak isolasi

h. Pengujian Dissolved Gas Analysis (DGA)

Pengujian Dissolved Gas Analysis (DGA) adalah merupakan suatu tool

diagnosa untuk mendeteksi dan mengevaluasi gangguan pada peralatan

tenaga listrik dengan cara mengukur beberapa kandungan gas di dalam

minyak isolasi meliputi gas: Nitrogen(N2), Oxygen (O2), Hydrogen (H2),

Carbon monoxide (CO), Carbon dioxide(CO2), Methane (CH4), Ethane

(C2H6), Ethylene(C2H4) dan Acetylene (C2H2). Mengacu pada standard

IEC 60599 “Mineral oil-impragnated electrical equipment in service-Guide

to interpretation of Dissolved and free gas analysis” , kelainan dalam

peralatan trafo instrument dapat dideteksi dengan menggunakan DGA.

Current Transformer


DAFTAR PUSTAKA

[1] PLN, “Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan CT & PT”, Jakarta[2] PT. PLN (PERSERO), “Diktat Kursus Operasi Gardu Induk”, Pusat Pendidikan dan

Latihan PLN, Jakarta.[3] Marsudi, Djiteng, “Distribusi tenaga Listrik”, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2005.[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Current_transformer[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Transformer

Current Transformer

http://en.wikipedia.org/wiki/Transformer

http://en.wikipedia.org/wiki/Current_transformer

Makalah Peralatan Sistem Tenaga Listrik Ct Pt

Documents