8357 pertemuan ke 4 trafo arus

7/23/2019 8357 Pertemuan Ke 4 Trafo Arus

http://slidepdf.com/reader/full/8357-pertemuan-ke-4-trafo-arus 1/24

Pertemuan ke : 4Bab. III

Pokok bahasan : Peralatan input relay

Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mengetahuimacam-macam trafo tegangan, dan trafo arus terutama

yang digunakan pada relay proteksi Sub Pokok Bahasan :

. !rafo !egangan

". !rafo !egangan #agnetik

$. !rafo Pembagi !egangan %apasitip

4. !rafo &rus'. Prinsip ker(a !rafo &rus

). !rafo &rus untuk proteksi



Pengantar

#engulas materi pada pertemuansebelumnya dalam bentuk tanya (awab.

#enayakan (enis-(enis relay proteksi dan

pripsip ker(anya. #embahas soal-soal yang diberikan

terutama. pada perhitungan setting arusrelay.



1. Trafo Tegangan Trafo tegangan adalah trafo satu fasa step-down yang

mentransformasi tegangan tinggi atau tegangan

menengah ke suatu tegangan rendah yang layakuntuk perlengkapan indikator, alat ukur, relay, dan

alat sinkronisasi. Hal ini dilakukan atas pertimbangan

harga dan bahaya yang dapat ditimbulkan tegangan

tinggi. Tegangan perlengkapan seperti indikator,

meter, dan relay dirancang sama dengan tegangan

terminal sekunder trafo tegangan.



2. Trafo Tegangan Magnetik

Prinsip kerja trafo jenis ini sama dengan trafodaya, meskipun demikian rancangannya berbedadalam beberapa hal, yaitu :

a. apasitasnya kecil !1" s#d 1$" %&', karenadigunakan untuk daya yang kecil.

b. (alat faktor transformasi dan sudut fasategangan primer dan sekuder lebih kecil untuk

mengurangi kesalahan pengukuran.c. )alah satu terminal pada sisi tegangan tinggidibumikan# ditanahkan.

d. Tegangan pengenal sekunder biasanya 1""

atau 1""*+ %



Gambar rangkaian ekivalentrafo tegangan magnetik :

E = Kumparan EksitasiK = Kumparan Kompensasi

H = Kumparan TeganganTinggi

H2

H1

K2

K2

K1

E1



Menurut kutubmya trafo tagangan dibedakan menjadi dua yaitu :

1 Trafo satu kutub : trafo tegangan yang sala! satuterminalnya dibumikan " ditana!kan# dipergunakan untuk

tegangan diatas $% k&2 Trafo dua kutub : trafo tegangan yang kedua terminalnya diisolir dari bumi " tana!# !anya digunakan untuk

tegangan diba'a! $% k&

(

)

T

a )atu Kutub b *ua Kutub



Penggunaan trafo tegangan yang dipakai untuk

mendeteksi arus gangguan tanah.

Trafo tegangan satu kutub yang dipasang pada jaringan tiga fasa#disamping belitan pengukuran# umumnya dilengkapi dengan belitantamba!an yang berfungsi untuk mendeteksi arus ganguan tana!

+elitan dari ketiga unit tarfo tegangan tersebut di!ubungkan seri#untuk libi! jelasnya dapat diperli!atkan pada gambar sebagaiberikut :



Gamabar : ,onto! penggunaan trafo tegangan yangdipakai untuk mendeteksi arus gangguan

tana!

(

)

T

&Tn&)n &(n

&ab

a b



Keterangan :

)elama oprasi normal # tidak ada tegangan pada terminal a

- b .&ab=%/ +ila tejadi gangguan tana! pada sala! satufasa .misaldi fasa (/# maka tegangan fasa ) dan T naik √$dari tegangan semula# se!ingga disekunder kedua trafodibangkitkan tegangan √$ &nTegangan pada terminal a - b

sama dengan resutan tegangan sekunder trafo ) dan T#yang besarnya tiga kali !arga

tegangan fasa kenetral .$&n/ Tegangan ini memi0u relaygangguan tana! Tegangan pengenal belitan gangguan

tana! biasanya dipili! sedemikian se!ingga saat ganguantana! &ab men0apai !arga yang sama dengan tegangansekunder fasa ke tana!



3. Trafo Pembagi Tegangan Kapasitip

Trafo pembagi tegangan kapasitip dipakai untukkeperluan pengukuran tegangan tinggi# sebagai

pemba'a sinyal komonikasi dan kendali jarak jau!Tegangan yang diukur dalam orde ratusan kilovolt#ole! pembagi tegangan kapasitor tegangan primertrafo menenga! diturunkan menjadi orde pulu!an

kilovolt# umumnya #1%#1 dan 2% k& Kemudiandengan bantuan trafo magnetik tegangan primertersebut diturunkan menjadi tegangan sekunderstandar 1%% atau 1%%$ &olt



(angkaian Ekivalen Trafo Tegangan Kapasitif

3ika &45 dan semua impedansi rangkaian diketa!ui# makategangan &26 dapat di!itung )elanjutnya &2 dapat di!itung

dengan persamaan :&2 7 = at &2

8 8

,19k

(e9e1

1

&2

:2

8%&1,2&45

1

1

1



dan galat rasio trafo tegangan kapasitip :

di mana :

= faktor transformasi tegangan aktualsistem pengukuran

at= faktor transformasi trafo penenga!

ap= faktor transformasi sisem pengukuran

%100×

−

=

p

p p

k

k aγ

2V

V k LN p =



Beban Trafo Tegangan

+eban trafo tegangan umumnya adala! alat ukur dan relay# daya

yang dikomsumsi alat ukur dan relay dapat ditabelkan sebagaiberikut :

Meter " (elay Konsumsi .&;/

K<HK&;(H>

meter

?#

@erekam @A>meter

?#

@erekam *aya ?#

)inkronoskop 1(elay B > ?%

Meter " (elay Konsumsi.&;/

&oltmeter

<attmeter

@A> Meter

@erekamTegangan

ArekuensiMeter

?#



Pemilihan Trafo Tegangan

*alam pemili!an antara trafo magnetik dengan trafo kapasitifada beberapa faktor yang perlu diper!atikan# diantaranya dapattabelkan sebagai berikut :

Cntuk Keperluan 3enis Trafo

&oltmeter#K<H>meter#)inkronisasi#(elay jaraktanpa @4,

Trafo Magnetik1 Cnit pembagi kapasitif per sirkit

Komunikasi tanpa meter dan relay 1 Cnit trafo pasitif setiap fasa

(elay jarak dengan @4, 1 Cnit trafo kapasitif dan 2 unittrafo

Komunikasi dan meter Magnetik atau $ Cnit trafo kapasitif



Trafo Arus

Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang

besarnya ratusan amper dari arus yang mengalir dalam jaringan tegangan tinggi *isamaping untuk penguranarus# trafo arus juga digunakan untuk pengukuran dayadan energi# pengukuran jarak jau! dan relay proteksiKumparan primer trafo arus di!ubungkan seri dengan

jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya# sedangkumparan sekunder di!ubungkan dengan meter ataurelay proteksi @ada umumnya peralatan ukur dan relaymembutu!kan arus 1 atau ;Trafo arus bekerja sebagai trafo yang ter!ubung singkat#ka'asan trafo arus yang digunakan untuk pengukuranbiasanya %#% s"d 1#2 kali arus yang akan diukur# sedangtrafo arus untuk proteksi !arus mampu bekerja lebi! dari1% kali arus pengenalnya



Kontruksi dan prinsip kerja trafo arus

@rinsip kerja trafo arus sama dengan trafo daya satu fasa 3ikapada kumparan primer mengalir arus 1# maka pada kumparanprimer timbul gayagerak magnet sebesar 511Gaya gerak magnet ini mempruduksi fluks pada inti# kemudianmembangkitkan gaya gerak listrik .GG4/ pada kumparansekunder 3ika termianal kumparan sekunder tertutup# makapada kumparan sekunder mengalir arus 2 # arus ini menimbulkengaya gerak magnet 511 pada kumparan sekunder +ila trafo tidakmempunyai rugi>rugi .trafo ideal/ berlaku persamaan :

atau

2211 I N I N =

1

2

2

1

N

N

I

I =



Gambar (angkaian Ekivalen Trafo ;rus :

Keterangan :Tegangan terminal sekunder .&2 / tergantung padaipedansi peralatan .82 / yang bisa berupa alat ukur "

relay# se!ingga dapat ditulis persamaan :

E2 &2

:2

:%

:1"k

828%

8 i

222 Z I V =



3ika ta!anan dan reaktansi bo0or kumparan trafo dinyatakan.8 i /# maka ggl pada kumparan sekunder !arus lebi! besardari pada tegangan sekunder agar rugi>rugi tegangan pada

.8 i / dapat dikompensasi# maka persamaan yang !arusdipenu!i adala! :

atau

i Z I Z I E V E 222222

=−=−

( )i

Z Z I E +=222



*alam prakteknya trafo arus selalu mengandung arus beban nol.%/# arus ini menimbulkan fluks .D/ yang dibutu!kan untukmembangkitkan gaya gerak listrik E2 :

di mana :

f = frekuensi tegangan

D = fluks magnetik

; = luas penampang inti trafo+ = rapat medan magnetik

Gaya Gerak 4istrik .GG4/ inila! yang memperta!ankan aliran arus2 pada impedansi .82 8 i/ Fle! karena itu# amper belitan yang

ditimbulkan arus beban nol !arus dapat mengimbangi amperbelitan yang ditimbulkan arus primer dan sekunder :

AB fN fN E 222 44,444,4 == φ

221101 I N I N I N ==



Perbedaan Utama Trafo Arus dengan Trafo

Daya :

a 3umla! belitan kumparan primer sedikit# tidak lebi! darilima belitan

b ;rus primer tidak dipengaru!i beban yang ter!ubungpada kumparan sekunder# karena arus primer

ditentukan ole! arus pada jaringan yang di ukur0 )emua beban pada kumparan sekunder di!ubungkan

seri

d Terminal sekunder trafo arus tidak bole! terbuka# ole!

karena itu terminal kumparan sekunder !arus selaludi!ubungkan dengan beban atau !ubung singkat jikabebannya belum di!ubungkan



Ketelitian berbagai trafo arus untuk proteksiKetelitian berbagai trafo arus untuk proteksi

diberikan pada tabel berikut :diberikan pada tabel berikut :

NoNo.. PenggunaanPenggunaan

KelasKelas

11 Relay arus lebih reaksi cepatRelay arus lebih reaksi cepat

(Instantaneous over current relay)(Instantaneous over current relay)

15 P15 P

22 Relay arus lebih, karakteristik arusRelay arus lebih, karakteristik arusterbalik, dan waktu tunda minimumterbalik, dan waktu tunda minimum

tertentutertentu(Inverse and defnite minimum time lag)(Inverse and defnite minimum time lag)

10 P10 P

33 Relay arus tanah karakteristik arusRelay arus tanah karakteristik arusterbalik dan waktu tunda minimumterbalik dan waktu tunda minimumtertentutertentu

(Inverse and defnite minimum time lag(Inverse and defnite minimum time lagearth ault relay)earth ault relay) yang tidak membutuhkan yang tidak membutuhkanstabilitas pada saat terjadi gangguan fasa-stabilitas pada saat terjadi gangguan fasa-fasa dan peningkatan waktu yang telitifasa dan peningkatan waktu yang teliti

10 P atau 15 P10 P atau 15 P

Relay arus tanah yang membutuhkanRelay arus tanah yang membutuhkanstabilitas pada saat terjadi gangguan fasa-stabilitas pada saat terjadi gangguan fasa-

fasa dan peningkatan waktu yang telitifasa dan peningkatan waktu yang teliti

5P5P



Rangkuman

Trafo tegangan adala! trafo step-down yangmentransformasi tegangan tinggi atau tegangan menenga!ke suatu tegangan renda! yang layak untuk perlengkapanindikator# alat ukur# relay# dan alat sinkronisasi

;da dua jenis trafo tegangan yaitu :trafo tegangan magnetik

dan trafo pembagi tegangan kapasitip Menurut kutubmya trafo tagangan dibedakan menjadi dua

yaitu :a Trafo satu kutub : trafo tegangan yang sala! satu

terminalnya dibumikan " ditana!kan# dipergunakan

untuk tegangan diatas $% k&b Trafo dua kutub : trafo tegangan yang keduaterminalnya diisolir dari bumi " tana!# !anya digunakanuntuk tegangan diba'a! $% k&



Trafo pembagi tegangan kapasitip diperlukan untuk menurunkantegangan sekunder jaringan tegangan tinggi dari ratusan kilovolt

menjadi pulu!an kilovolt# kemudian untuk mendapatkantegangan sekunder standar 1%% volt atau 1%%$ &olt diperlukantrafo magnetik

Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnyaratusan amper dari arus yang mengalir dalam jaringan tegangan

tinggi *isamaping untuk penguran arus# trafo arus jugadigunakan untuk pengukuran daya dan energi# pengukuran jarak jau! dan relay proteksi

Kelas trafo arus dinyatakan dengan tanda n@# dimana nmenunjukan kelas ketelitian dan @ menujukkan trafo arus untuk

proteksi Trafo arus proteksi untuk keperluan k!usus diberi tanda n@)Trafo arus k!usus ada dua jenis yaitu trafo arus reaktansirenda! dan trafo arus reaktansi tinggi



)oal>soal)oal>soal

1. ntuk keperluan apa trafo tegangan yang anda1. ntuk keperluan apa trafo tegangan yang andaketahui dan sebutkan jenis dari trafo teganganketahui dan sebutkan jenis dari trafo tegangantersebut -tersebut -

2. )ebutkan perbedaan antara trafo tegangan dengan2. )ebutkan perbedaan antara trafo tegangan dengantrafo daya -trafo daya -

+. (ambarkan trafo tegangan satu kutub dan dua kutub -+. (ambarkan trafo tegangan satu kutub dan dua kutub -. (ambarkan rangkaian belitan tambahan pada trafo. (ambarkan rangkaian belitan tambahan pada trafo

tegangan satu kutub yang dipakai untuk mendeteksitegangan satu kutub yang dipakai untuk mendeteksiarus gangguan tanah -arus gangguan tanah -

$. (ambarkan rangkaian eki/alen dari trafo tegangan$. (ambarkan rangkaian eki/alen dari trafo tegangankapasitip dan berikan persamaan matematisnya -kapasitip dan berikan persamaan matematisnya -

0. elaskan prinsip kerja trafo arus -0. elaskan prinsip kerja trafo arus -

. )ebutkan perbedaan trafo arus dengan trafo daya -. )ebutkan perbedaan trafo arus dengan trafo daya -

3 )ebutkan dan jelaskan tanda untuk kelas trafo arus -3 )ebutkan dan jelaskan tanda untuk kelas trafo arus -

8357 pertemuan ke 4 trafo arus

Documents