MAKALAH PERALATAN TEGANGAN TINGGI – TRAFO ARUS Oleh: Andre Yunaz Wicaksono 5163230006 Royendra Samuel Bancin 5163230035 Zubair Imam Santoso 5163230042 Dosen pengampu: Ir. Mustamam, M.T PRODI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2019 KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkahinayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas makalah ini. Makalah ini merupakan tentang penerapan Makalah yang telah penulis ambil sebagai pelengkap mata kuliah Peralatan Tegangan Tinggi pada semester ini. Harapan penulis agar makalah ini dapat bermanfaat untuk para mahasiswa khususnya pada mahasiswa Fakultas Teknik UNIMED. Segala ritik dan saran yang sifatnya membangun senantiasa penulis nantikan guna pembuatan makalah selanjutnya. Atas perhatiannya penulis mengucapkan terima kasih. Medan, September 2019 Penyusun 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, galat trafo arus, spesifikasi trafo arus, jenis-jenis trafo arus, data pengenal trafo arus, data pengenal trafo arus, pemilihan trafo arus, pengujian trafo arus dan informasi dalam pembelian trafo arus. 1.3 Tujuan Tujuan makalah ini adalah untuk mengetahui tentang prinsip kerja, galat trafo arus, spesifikasi trafo arus, jenis-jenis trafo arus, data pengenal trafo arus, data pengenal trafo arus, pemilihan trafo arus, pengujian trafo arus dan informasi dalam pembelian trafo arus untuk suatu keperluan tertentu. BAB II DASAR TEORI 1. Pendahuluan Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan ampere dan arus kecil yang mengalir dalam jaringan tegangan tinggi. Disamping untuk pengukuran arus, trafo arus juga dibutuhkan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi. Kumparan primer trafo arus dihubungkan seri dengan jaringan atau peralatan ayng akan diuukur arusnya, sedang kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau rele proteksi. Pada umumnya peralatan ukur dan rele membutuhkan arus 1 atau 5 A. 2. Prinsip Kerja Trafo Arus Gambar: Konstruksi trafo arus Pada gambar diatas ditunjukkan skema konstruksi prinsip kerjanya sama dengan trafo daya satu fasa. Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer timbul gaya gerak magnetic sebesar N1I1. Gaya gerak magnetic ini memproduksi fluks pada inti. Fluks ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Jika terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2. Arus ini menimbulkan gaya gerak magnetic N2I2 pada kumparan sekunder. Bila trafo tidak lagi mempunyai rugj-rugi (trafo ideal) maka persamaanya: N1l1=N2I2 Dimana: N1 = jumlah belitan kumparan primer N2 = jumlah belitan kumparan sekunder I1 = arus pada kumparan primer I2 = arus pada kumparan sekunder 3. Galat Trafo Arus Gambar: Diagram fasor ampere belitan trafo arus Pengaruh dari beban nol ini bisa dilihat pada gambar berikut. Terlihat bahwa arus beban nol mengakibatkan dua hal, yaitu: a. 𝐼1 𝐼2 ≠ 𝑁2 𝑁1 , hal ini menimbulkan terjadinya galat perbandingan. b. Fasor I1 tidak sefasa lagi dengan I2 hal ini menimbulkan kesalahan sudut. 4. Spesifikasi Teknik Trafo Arus Berikut ini akan dijelaskan spsifikasi teknik dari trafo arus. a. Burden, adalah impedansi beban yang terpasang pada terminal sekunder trafo arus yang dinyatakan dalam ohm dan factor daya. b. Arus keamanan instrument adalah arus primer yang ditetapka pembuat trafo sebagai efektif terendah yang menimbulkan arus sekunder. c. Faktor keselamatan instrument adalah perbandingan arus keamanan dengan arus pengenal primer. d. Galat komposisi adalah galat gabungan karena adanya galat rasio, galat sudut dan perbedaan bentuk gelombang arus sekunder dengan arus primer. e. Arus primer batas ketelitian adalah arus primer tertinggi dimana ketelitian belum melebihi batas ketelitiannya. f. Factor batas ketelitian adalah perbandingan arus primer batas ketelitian dengan arus pengenal primer. g. Arus eksitasi adalah harga efektif arus sekunder bila sekunder diberi tegangan sinusoidal frekuensi pengenal, sedang terminal primer terbuka. h. Tegangan lutu adalah harga tegangan sinusoidal berfrekuensi nominal yang diberikan pada sisi sekunder terminal primernya terbuka, dimana pada saat tegangan bertambah 10% terjadi penambahan arus eksitasi 50%. i. Trafo arus reaktansi tinggi adalah trafo arus dimana efek bocor sedemikian sehingga kinerja trafo tidak dapat diduga melalui pengetahuan akan arus eeksitasi, tahanan kumparan dan rasio belitan. j. Trafo arus reaktansi rendah adalah trafo arus yang kinerjanya dapat diperkirakan dengan mengetahui arus eksitasi, tahanan belitan sekunder dan rasio belitan. k. nP adalah trafo arus yang mempunyai komposisi n% pada saat arus primer sama dengan arus primer batas ketelitian. l. Arus thermos waktu singkat adalah arus efektif yang dapat dipikul trafo arus dalam 1 detik tanpa menimbulkan perubahan sifat mekanik dan karakteristik listrik pada trafo itu sendiri. m. Arus dinamis waktu singkat adalah harga puncak tertinggi yang dapat mengalir di kumparan primer arus selama setengah periode tanpa menimbulkan perubahan pada karakteristik trafo. 5. Jenis-jenis Trafo Arus 5.1 Jenis Menurut Kumparan Primer Jenis kumparan digunakan untuk pengukuran arus rendah atau burden yang besar atau pengukuran yang memerlukan ketelitian yang tinggi. Jumlah belitan primernya tergantung kepada arus primer yang akan diukur, biasanya dibatasi tidak lebih dari 5 belitan dan dirancang menghasilkan gaya gerak magnet kira-kira 1.200 ampere belitan. 5.2 Jenis Menurut Jumlah Ratio Jenis trafo arus dilihat dari banyaknya rasio yang disediakan terdiri dari trafo arus rasio tunggal dan ganda. Pada trafo jenis bar, rasio ganda diperoleh dengan membuat sadapan dikumparan sekundernya. Tetapi perlu diperhatikan bahwa daya keluaran sebanding dengan kuadrat ampere-belitan sekundernya. 5.3 Jenis Menurut Jumlah Inti Trafo arus dapat dibagi atas dua jenis yaitu trafo arus inti tunggal dan ganda. Trafo arus inti ganda digunakan jika sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan proteksi. 6. Data Pengenal Arus a. Arus primer antara lain adalah 50, 150, 200, 300 A dan sebagainya. b. Arus sekunder biasanya 5,2 dan 1A c. Frekuensi pengenal sama dengan frekuensi sistem, 50Hz atau 60Hz. d. Arus thermal kontinu adalah arus kontinu tertinggi yang menimbulkan temperature trafo arus sama dengan temperature yang diijinkan. e. Daya keluaran adalah daya (VA) yang diambil trafo arus saat arus sekunder sama dengan arus pengenal sekunder dan impedansi. f. Burden adalah impedansi dan cos 𝜑 beban yang membuat sekunder sama dengan arus pengenal sekunder saat arus primer sama dengan arus pengenal primer. g. Arus thermal waktu singkat ditentukan lebih besar atau sama dengan arus hubung singkat tertinggi yang diperkirakan akan mengalir pada kumparan primer trafo arus. h. Arus dinamis waktu singkat tidak kurang dari 2,5 kali arus thermal waktu singkat. i. Tingkat isolasi trafo arus sama dengan trafo tegangan. j. Kelas ketelitian dan galat yang diijinkan diberikan pada table dibawah ini. Tabel 1 Kelas Ketelitian Trafo Arus Tabel 2 Batas Ketelitian Trafo Arus Proteksi 7. Pemilihan Trafo Arus Hal-hal berikut ini perlu dipertimbangkan dalam pemilihan trafo arus: a. Jenisnya b. Banyaknya kumparan primer c. Kelas ketelitian masing-masing kumparan sekunder. d. Burden pengenal. e. Faktor batas ketelitian. f. Pengenal arus waktu singkat. g. Tingkat isolasi. h. Tegangan lutut. Tabel 1 Kelas Tabel 2 Ketelitian Trafo Arus Proteksi Tabel 3 Burden Alat Ukur Pada 5A, 50HZ Tabel 4 Burden Rele Pada Arus Pengenal 8. Pengujian Trafo Arus a. Uji jenis 1. Penandaan terminal dan polaritas. 2. Ketahanan tegangan tinggi. 3. Tegangan lebih antar belitan. 4. Pengukuran galat. 5. Pengujian arus waktu singkat. 6. Pengujian kenaikan temperature. 7. Pengujian tegangan tinggi impuls. 8. Pengukuran ketelitian. 9. Arus keamanan instrument. 10. Pengukuran galat rasio, sudut dan komposisi. b. Uji rutin 1. Penandaan terminal dan polaritas. 2. Ketahanan tegangan tinggi. 3. Tegangan lebih antar belitan. 4. Pengukuran galat rasio, sudut dan komposit. 5. Pengukuran ketelitian. Uji tambahan untuk trafo arus proteksi reaktansi rendah adalah: a. Teganga lutut. b. Arus eksitasi. c. Tahanan kumparan sekunder. d. Perbandingan belitan primer dengan sekunder. 9. Indormasi Dalam Pembelian Trafo Arus a. Tegangan dan jenis pengetanahan sistem. b. Tingkat isolasi. c. Frekuensi sistem. d. Rasio arus pengenal dan jumlah rasio. e. Pengenal output untuk setiap inti. f. Khusus untuk trafo arus kelas 5P: - Arus pengenal kumparan primer - Rasio belitan pengenal - Tegangan lutut - Tahanan kumparan sekunder maksimal - Batas arus eksitasi g. Factor batas ketelitian arus. h. Kelas ketelitian untuk setiap inti. i. Arus thermal kontinu. j. Arus waktu singkat dan masa berlangsungnya. k. Kondisi cuaca, lingkungan dan ketinggian lokasi penempatan trafo arus. l. Lokasi pemasangan. BAB IV PENUTUP Kesimpulan Kesimpulan yang dapat saya ambil dari penilisan makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Trafo arus yang digunakan untuk mengambil input data masukan berupa besaran arus dengan cara perbandingan belitan pada belitan primer atau sekunder. 2. Sebuah trafo arus dikatakan bagus dan baik jika memiliki kekuatan isolasi yang kuat dan baik untuk menahan arus yang besar. 3. Gangguan terjadi akibat sambaran petir yang mengenai kawat phasa, dapat menimbulkan gelombang berjalan yang merambat melalui kawat phasa tersebut dan menimbulkan gangguan pada trafo
