KLASIFIKASI TRAFO TEGANGAN (PT)

Transformator Tegangan di klasifikasikan menjadi dua yaitu :

•  JENIS KAPASITIF TRAFO TEGANGAN
•  JENIS INDUKTIF TRAFO TEGANGAN                    

Jenis INDUKTIF (PT)

     Terdiri dari belitan Primer dan belitan sekunder, Belitan primer akan menginduksikannya ke belitan sekunder melalui core

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

Jenis KAPASITIF (CVT)

     Terdiri dari rangkaian kondensor yang berfungsi sebagai   pembagi tegangan tinggi dari trafo pada tegangan menengah yang menginduksikan tegangan ke belitan sekunder melalui media capasitor.

Keterangan gambar:

1. HV.T adalah terminal tegangan tinggi 
2. kapasitor C1 & C2 pembagi tegangan (capacitive voltage divider) yang berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untuk diubah oleh trafo tegangan menjadi tegangan pengukuran yang lebih rendah
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. Belitan primer
5. Isolator keramik
6. Terminal sekunder

KESALAHAN TRAFO TEGANGAN

Kesalahan transformator di bagi menjadi 2 yaitu :

• Kesalahan rasio Transformator tegangan

Kesalahan besaran tegangan karena perbedaan rasio name plate dengan rasio sebenarnya dinyatakan dalam

                    %   = 100 (Kn Vs - Vp)/Vp

•          Composite Error

e_c  =  100/ V_p Ö 100/T ò (K_nv_s – v_p)² dt

  v_s dan v_p merupakan nilai tegangan sesaat sisi sekunder dan sisi primer.

Transformator Tegangan (PT)

      Trafo tegangan atau potensial transformator (PT) adalah Instrumen transformator yang dipergunakan untuk memperkecil tegangan tinggi ke tegangan rendah , dipergunakan untuk pengukuran atau proteksi.

       Rangkaian ekivalen Transformator Tegangan (PT)

Tegangan pengenal primer : kV (150 kV, 20 kV atau 150 kV/Ö3 , 20 kV/Ö3)

Tegangan pengenal sekunder: volt (110 V , 110 V atau 110 V/Ö3 , 100 V/Ö3)

      Untuk pengukuran tegangan jatuh disisi sekunder £ 0,05 % s/d 0,1 % x tegangan pengenal sekunder Potensial Transformator (PT )

Perbedaan Arus, Tegangan, Hambatan dan Daya

Sumber : Pixabay

• Arus

Aliran–aliran muatan listrik dalam suatu penghantar disebut arus listrik. Arus listrik mengalir karena adanya beda potensial. Arah arus listrik ialah dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arus listrik ada 2 macam, yaitu:

1. Arus searah (Direct Current = DC)

2. Arus bolak-balik (Alternating Current = AC)

Kuat arus adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik dalam suatu penghantar. Satuan kuat arus ialah coulomb/detik atau ampere.

Pengukuran kuat arus dilakukan dengan menggunakan Amperemeter yang disambung seri dengan salah satu penghantar. Menurut hukum Kirchhoff–I : jumlah arus dalam suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya atau ditulis dengan persamaan :

I = I1 + I2 + I3

•  Tegangan

Karena adanya gaya tolak–menolak antara muatan sejenis, maka dalam benda yang bermuatan listrik terdapat suatu tegangan listrik yang berusaha menjauhkan letak antar muatan. Tegangan ini disebut potensial listrik. Alat yang dapat mengadakan selisih potensial listrik disebut sumber tegangan. Sumber tegangan dapat memindahkan muatan listrik dari titik potensial tinggi ke titik potensial yang lebih rendah. Sumber tegangan yang menyebabkan energi sebesar 1 joule untuk setiap coulomb disebut mempunyai beda potensial 1 joule/coulomb atau 1 volt. Satuan potensial/tegangan listrik ialah volt (V) yang dapat diukur

dengan Voltmeter.

• Hambatan

     Hambatan listrik suatu penghantar ialah hasil bagi beda potensial antara kedua ujung penghantar dengan kuat arus yang mengalir dalam penghantar itu.

Hukum Ohm :

R = V / I

Keterangan :

R = tahanan dalam satuan ohm

V = tegangan dalam satuan volt

I = arus dalam satuan ampere

Hambatan listrik suatu kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat dan berbanding terbalik dengan diameter kawat, dimana :

R = ρ L / A 

Keterangan :

R = tahanan dalam satuan ohm

Rho (ρ) = tahanan jenis kawat, untuk tembaga

= 0.0175 ohm.mm2/m

L = panjang penghantar dalam meter

A = luas penampang penghantar dalam mm2 Hambatan listrik suatu penghantar dapat diukur dengan alat yang disebut Ohmmeter.

• Daya Listrik

Daya listrik adalah besarnya usaha/energi dalam t detik. Besarnya energi listrik dalam joule yang dilepaskan oleh suatu sumber tegangan pada suatu penghantar yang mempunyai beda tegangan sebesar V dan kuat arus sebesar I selama t detik adalah :

W = V x I x t joule

Maka persamaan daya :

P = W/t atau P = V x I

Keterangan :

P = daya listrik dalam satuan watt

V = tegangan dalam satuan volt

I = kuat arus dalam satuan ampere

Pada arus searah (DC) besarnya P = V x I, sedangkan pada arus bolak–balik (AC) besarnya : P = V x I x cos O 

dimana cos O adalah faktor kerja yang besarnya antara 0,7–0,9

Relay Gangguan Tanah atau Ground Fault Relay(GFR)

Relay hubung tanah ground fault relay (Ground Fault Relay) ini berfungsi untuk memproteksi SUTM/SKTM dari gangguan tanah. Menurut Djiteng Marsudi dalam Operasi Sistem Tenaga Listrik bahwa GFR (ground fault relay) maupun OCR (Over Current Relay) seringkali di gunakan sebagai pengaman utama atau main protection pada jaringan distribusi tegangan menengah

Gangguan satu fasa ke tanah sangat tergantung dari jenis pentanahan dan sistemnya. Gangguan satu fasa ke tanah umumnya bukan merupakan hubung singkat melalui tahanan gangguan, sehingga arus gangguannya menjadi semakin kecil dan tidak bisa terdeteksi oleh Over Current Relay ( OCR ). Dengan demikian diperlukan relai pengaman gangguan tanah. Prinsip kerja Ground Fault Relay ( GFR ) yaitu pada kondisi normal dengan beban

seimbang arus –arus fasa Ir, Is, dan It ( Ib) sama besar sehingga kawat netral tidak timbul arus dan relai gangguan tanah tidak dialiri arus. Namun bila terjadi ketidakseimbangan arus atau terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah maka akan timbul arus urutan nol pada kawat netral. Arus urutan nol ini akan mengakibatkan Ground Fault Relay ( GFR ) bekerja. (Edil Herwan : 2009).

Untuk menentukan penyetelan ( setting ) Ground Fault Relay ( GFR ) terlebih  dahulu diketahui besar arus hubung singkat yang mungkin terjadi, dan harus diketahui terlebih  dahulu impedansi sumber, reaktansi trafo tenaga, dan impedansi penyulang. Dan setelah ketiga komponen yang telah disebutkan , baru dapat ditentukan total impedansi jaringan. Total impedansi jaringan inilah yang akan  langsung  digunakan  dalam  perhitungan  arus  hubung   singkat.  

     

Relay Arus Lebih (Over Current Relay)

OCR atau relay arus lebih adalah suatu relai yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu dalam jangka waktu tertentu, sehingga relai ini dapat dipakai sebagai pola pengaman arus lebih.Over Current Relay ( OCR ) ini berfungsi untuk memproteksi peralatan listrik terhadap arus lebih yang disebabkan oleh gangguan arus hubung singkat. Selain itu Over Current Relay ( OCR ) juga berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus yang melebihi dari arus yang dibolehkan  lewat dari transformator tersebut.

2)  Jenis Relai berdasarkan karakteristik waktu kerja

a.   Over Current Relay ( OCR ) seketika ( instantaneous)

b.  Over Current Relay ( OCR ) dengan waktu tertentu ( definite )

c.  Over Current Relay ( OCR ) dengan waktu kerja terbalik ( invers )

Over  Current  Relay  (  OCR  )  dapat  dibedakan  menjadi  beberapa  jenis, diantaranya adalah :

1. Over Current Relay ( OCR ) Inverse

Adalah Over Current Relay ( OCR ) yang waktunya kerjanya tegantung dari arus gangguan. Relai ini akan memberikan perintah kepada PMT ( pemutus tenaga ) pada saat  terjadi gangguan bila besar gangguannya melampaui arus penyetelannya dan jangka waktu relai ini mulai pick up sampai kerja waktunya diperpanjang berbanding terbailk dengan besarnya arus.

Sifat atau karakteristik dari relai inverse adalah relai baru akan bekerja bila yang mengalir pada relai tersebut melebihi besarnya arus setting ( Is) yang telah ditentukan.  Dan  lamanya   waktu  relai  bekerja  untuk  memberikan  komando trupping adalah paling lambat sesuai  dengan waktu setting ( Ts) yang dipilih. Pada relai ini waktu bekerjanya ( T tripp ) tidak sama dengan waktu setting ( Ts ). Karena sangat tergantung dengan besarnya arus yang mengerjakan relai tersebut, sehingga makin besar arus yang mengerjakan relai tersebut maka makin cepat waktu kerja ( Ttrip) dari relai tersebut.

Gambar 2.7

Karakteristik Inverse

Relai dapat dikelompokkan lagi menjadi empat kelompok, yaitu sebagai berikut :

a. Standard Inverse

b.  Very Inverse

c. Extremely Inverse

d.  Long Time Inverse

2. Over Current Relay ( OCR ) Definite

Adalah  Over  Current  Relay  (  OCR  )  yang  waktu  kerjanya  tidak tergantung dari arus gangguan. Relai ini memberikan perintah kepada PMT ( Pemutus Tenaga )  pada  saat terjadi gangguan bila besar gangguannya melampaui arus penyetelannya, dan jangka waktu relai ini mulai pick up sampai kerja diperpanjang dengan waktu tidak tergantung besarnya arus.

Sifat atau karakteristik dari relai definite adalah relai baru akan bekerja bila yang mengalir pada relai tersebut melebihi besarnya arus setting ( Is ) yang  telah  ditentukan.  Dan  lamanya  selang  waktu  relai  bekerja  untuk memberikan komando tripping adalah  sesuai dengan waktu setting ( Ts ) yang diinginkan. Pada relai ini waktu bekerjanya (  Ttripping = Ts ) tetap konstan,  tidak  dipengaruhi  oleh  besarnya  arus  yang  mengerjakan  relai tersebut.

Gambar 2.8

Karakteristik Definite

3. Over Current Relay ( OCR ) Instantaneous

Adalah Over Current Relay ( OCR ) yang bekerja tanpa waktu tunda. Relai ini akan memberikan perintah kepada PMT ( Pemutus Tenaga ) pada saat  terjadi  gangguan   bila  besar  arus  gangguannya  melampaui  arus penyetelannya, dan jangka waktu kerja mulai pick up sampai kerja sangat singkat tanpa penundaan waktu ( 20 – 60 mdet).

Karena rela  ini tanpa perlambatan,     maka koordinasi untuk

 mendapatkan selektifitas didasarkan tingkat beda arus. Adapun jangkauan relai ini karena bekerjanya seketika atau tanpa perlambatan waktu, supaya selektif  maka  tidak  boleh  menjangkau  pada  keadaan  arus  gangguan maksimum.

Gambar 2.9

karakteristik Instantaneous

1)      Prinsip Kerja Over Current Relay ( OCR )

Prinsip kerja Over Current Relay ( OCR ) yang bekerjanya berdasarkan besaran arus lebih akibat adanya gangguan hubung singkat dan memberikan perintah trip ke PMT sesuai dengan karakteristik waktunya sehingga kerusakan alat akibat gangguan dapat dihindari.

Gambar 2.10

Prinsip Kerja over current relay