Upload
supriyanto-suhono
View
106
Download
14
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
CTCurrent Transformer
(Trafo Arus)
OVERVIEWCURRENT TRANSFORMER
Testing Metering CTs with CT Analyzer [www.keepvid.com].mp4
Testing Protection CTs with CT Analyzer [www.keepvid.com].flv
Electrical power equipment safety (1) [www.keepvid.com].flv
CURRENT TRANSFORMER
Fungsi
- Mentransformasikan dari arus yg besar (primer) ke arus yg kecil (sekunder) guna pengukuran atau poteksi
- Sebagai isolasi sirkit sekunder dari sisi primernya.
- Memungkinkan penggunaan standar arus pengenal utk meter atau relai di sisi sekundernya.
Contoh : 2.000/5 A , 300/1 A
P1 P2
S1 S2
2.000 A dan 300 A = Ip = merupakan arus
primer
5 A dan 1 A = Is = merupakan arus
sekunder
N2 >> N1
kct = perbandingan transformasi merupakan nilai yg konstan
IP N1
IS N2
=
PERBANDINGAN BELITAN CT
N1 = jumlah lilitan primer
N2 = jumlah lilitan sekunder
= kCT
CATATAN:
Z = 0, P = 0, Vs = 0
Bila sekunder di Hubung Singkat
Tidak ada Resiko Bahaya
Bila sekunder Terbuka/Open
Z = ~,
V da P theoretically infinite but are fortunatelylimited by the magnetic and copper losses of the CT.
the voltage may reach peaks of several kV
Dua Kelompok Dasar Trafo Arus
a. Trafo arus untuk pengukuran
- Mempunyai ketelitian tinggi pada daerah kerja (daerah pengenalnya) 5 % - 120 % In
- Cepat Jenuh
b. Trafo arus untuk proteksi
- Mempunyai daerah ketelitian yang luas
- Tidak cepat jenuh
Kinerja relai tergantung dari trafo arus yang digunakan.
CATATAN:
0,01 0,1 1 10 100 1000
1000
100
10
1
0,1
0,01
Sekunder
Primer
Kovesional CT
JenuhCoil Rogowski
- Linier di seluruh djangkauan pengukuran
- Tidak jenuh
- Tidak terdapat rugi histerisis
PENGENAL TRAFO ARUS.
Pengenal primer : 10 ; 12,5 ; 15 ; 20 ; 25 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 75
; 80 A dan kelipatan 10
Pengenal sekunder : 1 - 2 - 5 A
2 A untuk keperluan tertentu.
Keluaran pengenal standar sampai 30 VA:
2,5 ; 5,0 ; 10 ; 15 ; 30 VA
Catatan : nilai diatas 30 VA dipilih untuk penggunaan yang sesuai.
BEBAN (BURDEN).
Beban pengenal
- Nilai dari beban CT dimana klas ketelitian dinyatakan- Beban CT dinyatakan dalam VA- Nilai beban umum digunakan : 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 30
VA
Arus pengenal kontinyu
Umumnya dinyatakan pada sisi primer, misalnya 300/5 A, 2000/5 A
- Umumnya dinyatakan untuk 0,5 ; 1,0 ; 2,0 ; 3,0 detik.- Tidak menimbulkan kerusakan- Umumnya dinyatakan pada keadaan sekunder CT di hubung
singkat.- Arus dinyatakan dalam RMS (nilai efektif)
PENGENAL ARUS WAKTU SINGKAT
(SHORT TIME RATED CURRENT)
PENGENAL ARUS DINAMIK
Perbandingan : Ipuncak / Ipengenal .
Ipuncak : kemampuan arus maksimum CT tanpa menimbulkan suatu kerusakan
TRAFO ARUS UNTUK PROTEKSI
Trafo arus untuk proteksi diutamakan pada saat gangguan dimana arus yg mengalir beberapa kali arus pengenalnya masih harus teliti atau kejenuhannya tinggi.
Nilai Batas Kesalahan C.T untuk Proteksi
Faktor batas ketelitian standar ( ALF) 5 - 10 - 15 - 20 - 30
BATAS KETELITIAN ARUS PRIMER PENGENAL.
( ACCURACY LIMIT PRIMAIRY CURRENT)
Nilai arus primer ( A ) minimum dimana kesalahan composite error dari trafo arus sama atau lebih kecil dari 5 % atau 10 %, pada sekunder berbeban pengenal
FAKTOR BATAS KETELITIAN (ACCURACY LIMIT FACTOR, ALF )
Nilai arus primer ( Ip /In ) minimum dimana kesalahan composite error dari trafo arus sama atau lebih kecil dari 5 % atau 10 %, dengan sekunder berbeban pengenal
Contoh :
CT dgn ALF 5 P 10 dan 10 P 10 pada kurva berikut.
0 2 4 6 8 10 12
10
8
6
4
2
0
x Is
x Ip
e < 5 %
Kurva Acuracy Limit Factor (ALF) 5 P 10
0 2 4 6 8 10 12
10
8
6
4
2
0
x Is
x Ip
e < 10 %
Kurva Accuracy Limit Factor (ALF) 10 P 10
Example of a protective current transformer
100/1 A 15 VA 5P10
Rated primary current (Ipn): 100 A.Rated secondary current (Isn): 1 A.Accuracy power: 15 VA.Accuracy class: 5P.Accuracy limit factor (ALF): 10.
Maximum Error Secondary Current
• Less than 1% at Ipn = 100 A, thus (Isn× 1%) = 1 A × 1% = ± 0.01 A (sisi sekunder )
• Less than 5% at (Ipn× ALF) = 100 A × 10 = 1,000 A, thus (Isn× 10 ו 5%) = 1 A × 10 × 5% = ± 0.5 A(sisi sekunder )
KLAS KETELITIAN
TRAFO ARUS UNTUK PENGUKURAN
- CT untuk meter teliti untuk daerah rendah 0,1 s/d 1,2 In
- Cepat jenuh, diusahakan 5 kali pengenal telah mulai jenuh. Supaya CT cepat jenuh dibuat dengan luas penampang jg relatif kecil atau bahan yg mempunyai lengkung B vs H cepat jenuh misalnya Mu-Metal
Safety factor (SF) of measuring CTs
Ipl adalah nilai arus primer ketika error pada arus sekunder mencapai 10%
IEC 60044-1 gives the maximum current and phase displacement errors in relation to the accuracy
class and rated primary current percentage
Contoh :
Pengenal Transformator Pengukuran 500/1 A 15 VA cl 0.5 Rated primary current 500 A. Rated secondary current 1 A. Accuracy class: 0.5. Accuracy power: 15 VA.
.
100% and 120% In , error kurang dari ± 0.5%
Knee Point
Knee point = titik ketika kenaikan tegangan 10% akan menghasilkan kenaikan arus magnetisasi 50%,
Melebihi/melewati knee point akan dipertimbangkan sebagai jenuh.
Rated Short circuit strength Core S1 Core S2
primary Short time Surge Class Class Uk I0
current current, 1 s current 0,5 RCT 5P10 RCT
A kA r.m.s. kA peak VA FS VA V mA
100 - 200 11 - 12 30 - 60 15 5 0,16 15 0,07 25 145100 - 200 20 - 40 50 - 100 15 5 0,16 15 0,07 25 145150 - 300 16 - 32 40 - 80 15 5 0,18 15 0,28 34 100150 - 300 27 - 54 68 - 136 15 5 0,18 15 0,19 34 100200 - 400 20 - 40 50 - 100 15 5 0,16 15 0,07 25 145200 - 400 27 - 54 68 - 136 15 5 0,16 15 0,07 25 145300 - 600 27 - 54 68 - 136 15 5 0,18 15 0,28 34 100400 - 800 27 - 54 68 - 136 15 5 0,24 15 0,31 34 75
Contoh data CT 20 kV
Data CT 24 kV , 50 Hz sekunder 5 A
Data Medium Voltage CT : ABB catalog KOVA 2 GB 95 - 03
Tabel 4
P1 P2 P1 P2
S1 S2S1 S2
1000/5 A 500/5 A
P1 P2
S1 S2 S3
S1- S2 = 500/5 A
S1- S3 = 1000/5 A
Primer seri paralel Sekunder tap
500 - 1000/5 A
Trafo arus dengan 2 pengenal primer
Multi rasio
Umum merupakan trafo arus dan banyak digunakan A.S
P1 P2
A B C D E F
Contoh : 100 -200 -300 - 400 -500/5 A
A - B : 100/5 A A - C : 200/5 A A - D : 300/5 A A - E : 400/5 A A - F : 500/5 A
Hanya dapat digunakan satu julat saja, yang lain dibuka
TRAFO ARUS DENGAN BEBERAPA INTI
Tujuan untuk berbagai keperluan yang mempunyai sifat berbe-da dan untuk menghemat tempat.
Sebagai contoh.CT with two cores : 300 / 5-5 A (untuk kubikel) Penandaan primer P1 -- P2 atau C1 -- C2Penandaan sekunder inti ke 1 1S1 -- 1S2 ---> pengukuranPenandaan sekunder inti ke 2 2S1 -- 2S2 ---> relai arus lebih
P1 P2
1S1 1S2 2S1 2S2
Trafo Arus (Inti & kumparan sekunder)
P1 (C1) P2 (C2)
Isolasi
Konduktor
1S1 1S2 2S1 2S2
CT DENGAN 4 INTI.
Penandaan primer P1 -- P2 atau C1 -- C2
Penandaan sekunder inti ke 1 1S1 - 1S2 ---> pengukuranPenandaan sekunder inti ke 2 2S1 - 2S2 ---> relai jarak Penandaan sekunder inti ke 3 3S1 - 3S2 ---> proteksi rel Penandaan sekunder inti ke 4 4S1 - 4S2 ---> proteksi rel
P1 P2
1S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2 4S1 4S2
.
P
1
P
2
(C1
)(C2)
1S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2 4S1
4S2
P
1
P
2
(C
1)(C2
)
1S1 1S2 2S1 2S2 3S1
3S2
4S1 4S2
WA
VAR kvarh
kWh
P1 P2
S1 S2
Beban
Sambungan langsung
WA
VAR kvarh
kWh
Beban
RANGKAIAN ARUS.
1S1
1S2
WA
VAR kvarh
kWh
2S1
2S2
F 51/50 F 51/50G
PEMBUMIAN SALAH SATU SISI SEKUNDER
Tujuan salah satu sisi sekunder dibumikan ialah jika terjadi hubung singkat antara sisi primer dan sisi sekunder, tegangan sirkit sekunder tidak naik.
Pada dasarnya pembumian dapat dilakukan pada S1 atau S2 .
Dalam beberapa hal letak pembumian sisi sekunder mengikuti buku petunjuk pemasangan meter atau relainya.
Pembumian tidak mempengaruhi arah arus.
1S1
1S2
WA
VAR kvarh
kWh
2S1
2S2
Tujuan sisi sekunder di hubung pendek.
Agar tidak terjadi kenaikan tegangan di sisi sekunder
Penjelasan sekunder CT yg tidak digunakan harus dihubung singkat
N1 I1 = N2 I2 .F1 = F2 .Es1 = 4,44 f N2 F0 VoltEs2 = 4,44 f N2 ( F1 + F0 ) Volt
Karena F1 tidak ada yang mengkompensir yaitu F2 maka tegangan pada sekunder dapat menjadi besar, tergantung arus yang mengalir.
F1 = kN1I1 F0 = kN1I0 F2 = kN2 I 2
1S1
1S2
W
VAR kvarh
AkWh
1S3
1S1
1S2
1S3
F 51/50 F 51/50G
Rangkaiam arus CT 250-500/5 A tap sisi sekunder.
Tidak boleh di hubung singkat
Salah satu dipakai dan yg lain dihubung singkat.
Akan terjadi kesalahan pengukuran
S2 - S3 tidak boleh dihubung singkat, harus terbuka
Pemilihan Arus Primer untuk CT PengukuranTegangan Sistem 20
KV
Tegangan Sistem 380 Volt
Pemilihan Arus Primer untuk CT Proteksi
Untuk Pasokan dari Gardu Induk atau PLTD
Arus Primer dipilih mempertimbangkan KHA hantaran
Untuk Incomming Feeder dari Gardu Induk
Arus Primer dipilih mempertimbangkan Transformator Tenaga
Pemilihan Arus Sekunder untuk CT
Secara umum dipilih 5 A
Bila lokasi jauh sehingga Z tinggi dipilih yang 1 A
Pertimbangannya adalah VA beban sekunder
BEBAN (BURDEN).
Beban pengenal
- Nilai dari beban CT dimana klas ketelitian dinyatakan- Beban CT dinyatakan dalam VA- Nilai beban umum digunakan : 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 30
VA
Pemilihan Burden VA dari CT
Total kapasitas (VA) yang tersambung ke CT, tidak boleh melebihi nilai Burden yang dipilih
PERTIMBANGAN YANG DIGUNAKAN
Nilai VA Rele Proteksi dan Alat Ukur
Nilai Tahanan Penghantar
Contoh
Pemilihan Burden VA dari CT
Alat Ukur Jenis Mekanik dipili burden 15 VA
Alat Ukur Jenis Elektronik dipili burden 7,5 VA
PERTIMBANGAN KEJENUHAN INTI
Nilai Pertambahan kejenuhan n dirumuskan
PERTIMBANGAN KEJENUHAN INTI
PERTIMBANGAN KEJENUHAN INTI Menggunakan Parameter Vk
Menghitung Kejenuhan CT menggunakan Knee Point
Rated Short circuit strength Core S1 Core S2
primary Short time Surge Class Class Uk I0
current current, 1 s current 0,5 RCT 5P10 RCT
A kA r.m.s. kA peak VA FS VA V mA
100 - 200 11 - 12 30 - 60 15 5 0,16 15 0,07 25 145100 - 200 20 - 40 50 - 100 15 5 0,16 15 0,07 25 145150 - 300 16 - 32 40 - 80 15 5 0,18 15 0,28 34 100150 - 300 27 - 54 68 - 136 15 5 0,18 15 0,19 34 100200 - 400 20 - 40 50 - 100 15 5 0,16 15 0,07 25 145200 - 400 27 - 54 68 - 136 15 5 0,16 15 0,07 25 145300 - 600 27 - 54 68 - 136 15 5 0,18 15 0,28 34 100400 - 800 27 - 54 68 - 136 15 5 0,24 15 0,31 34 75
Contoh data CT 20 kV
Data CT 24 kV , 50 Hz sekunder 5 A
Data Medium Voltage CT : ABB catalog KOVA 2 GB 95 - 03
Tabel 4
Pemilihan Accuracy Class
Arus Thermal Pengenal (Ith )
Arus Dynamic Pengenal (Ith )
KEJENUHAN INTI TRANSFORMATOR
ILUSTRASI
IFG2
IFG1
OC OC
IFG1
OC
+ IFG2
SISTEM KELISTRIKAN DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
SISTEM DENGAN SATU PEMBANGKIT
ARUS SEWAKTU GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
PADA UMUMNYA ARUS GANGG. DITRANSFERKE SEKUNDER C.T DGN RATIO MASIH NORMAL
O.C YANG DIKOORDINASI MASIHMENGHASILKAN KERJA SELEKTIF
SEWAKTU PEMBANGKIT BERTAMBAH UNTUK PENUHI DEMAND
ARUS GANGGUAN DI PENYULANG MENJADI BERTAMBAH BESAR
PADA NILAI ARUS GANGGUAN TERTENTU BESARNYA
RATIO C.T PENYULANG SUDAH ERRORBAHKAN ARUS DI SEKUNDER C.T DAPAT DIKATAKAN COLLAPSE
RATIO C.T INCOMING MASIH BAIK
KEGAGALAN KERJA RELAI OC AKIBAT CT JENUH
IFG2
IFG1
OC OC
IFG1
OC
+ IFG2
SISTEM KELISTRIKAN DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
PADA KONDISI INI O.C DI PENYULANGBISA TIDAK KERJA SAMA SEKALI
KARENA OUTPUT SEKUNDER C.TPENYULANG YANG COLLAPSE,BUKAN SETTING O.C SALAH
SEMENTARA OUTPUT SEKUNDER C.T INCOMING MASIH TETAP BAIK,KARENA UNTUK GANGG DITEMPAT YANG SAMA, IFG1 ATAU IFG2
TIDAK TERLALU BERBEDA BILA SALAH SATU GENERATOR OFF,
O.C DI MASING2 GENERATOR TETAP BEKERJA BAIK SESUAI TIME DELAY
MENGAPA O.C PENYULANG TIDAK MAMPU BEKERJA ?
BLACK OUT SISTEM TERJADI
10mS
KEGAGALAN KERJA RELAI OC AKIBAT CT JENUH
BOLEH DIKATAKAN RELAI PENGAMAN LISTRIK MENGUKUR RMSBESARAN BOLAK BALIK SESUAI FREKWENSI SPEC.
UNTUK FREKWENSI 50 HZ
PENGUKURAN PADA GELOMBANG SINUSFREKWENSI 50 HZ ADALAH SELUAS ½GELOMBANG SINUS ITU PADA PERIODA 10 mS
ATAU SAMA DENGAN LUAS NILAI D.CUNTUK PERIODA 10mS JUGA
NILAI/ LEVEL INI YANG DISEBUT RMS
BAGAIMANA KALAU GELOMBANG SINUS ITU CACAT ?
NILAI RMS NYA MENGECIL
KEGAGALAN KERJA RELAI OC AKIBAT CT JENUH
ARUS PRIMER
ARUS SEKUNDER
BATAS JENUH INTI +
BATAS JENUH INTI -
RATIO CT NORMAL
ARUS PRIMER
BATAS JENUH INTI +
BATAS JENUH INTI -
RATIO CT ERROR
ARUS RMS SEKUNDER C.TPROPORTIONAL O.CKERJA NORMAL
ARUS RMS SEKUNDER CTTIDAK PROPORTIONALO.C BISA TIDAK KERJA
RMS ARUS PRIMER
RMS ARUS SEKUNDER
RMS ARUS PRIMER
RMS ARUS SEKUNDER
TERIMA KASIH