[Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi

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


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


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


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


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


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


7/27

- 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


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.


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 )


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


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


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


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


14/27

3.3 %en#s Tra$" Arus

%en#s tra$" arus menurut t#e k"ntruks# 'an asangann(a.

Tipe


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


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


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


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


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


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


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


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


23/27


24/27


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


26/27


27/27

EF ;akhtiar hasan,s"stem #roteksi s"stem tena$a listrik( kuliah teknik elektro

'

[Makalah] Peralatan Tegangan Tinggi

Documents