Artikel kali ini akan membahas sekilas saja tentang transformator untuk pengukuran atau yang biasa disebut Transformator Ukur. Transformator ukur didisain secara khusus untuk pengukuran dalam sistem daya. Transformator ini banyak digunakan dalam sistem daya karena mempunyai keuntungan, antara lain:
· Memberikan isolasi elektrik bagi sistem daya
· Tahan terhadap beban untuk berbagai tingkatan
· Tingkat keandalan yang tinggi
Secara fisik lebih sederhana bentuknya, dan Secara ekonomi lebih murah
Transformator pengukuran terdiri dari:
· Transformator tegangan (Voltage transformator, VT atau Potential Transformator, PT)
· Transformator arus (Current Transformator, CT)
Arus dan tegangan pada peralatan daya yang harus dilindungi dirubah oleh transformator arus dan transformator tegangan ke tingkat yang lebih rendah untuk pengoperasian relai. Tingkat-tingkat yang lebih rendah ini diperlukan karena dua alasan, yaitu:
· Tingkat masukan yang lebih rendah ke relai-relai menjadikan komponen-komponen yang digunakan untuk konstruksi relai-relai tersebut secara fisik menjadi cukup kecil, karena itu dilihat dari segi ekonomi biayanya akan lebih murah.
· Dan bagi manusia (pekerja) yang bekerja dengan relai-relai tersebut dapat bekerja
dalam suatu lingkungan yang aman.
Daya yang diserap oleh transformator ini untuk melakukan kerjanya tidak seberapa besar, karena beban yang dihubungkan hanya terdiri dari relai-relai dan alat-alat ukur (meteran) yang mungkin hanya digunakan pada waktu tertentu.
Beban pada transformator ukur (CT dan PT) dikenal sebagai muatan (Burden) dari transformator tersebut. Istilah muatan biasanya melukiskan impedansi yang dihubungkan pada kumparan sekunder transformator itu, tetapi dapat juga menetapkan voltampere yang diberikan kepada beban.
Transformator tegangan mempunyai standar tegangan sekunder 120 volt.
Transformator arus (CT) mempunyai standar arus sekunder 5 ampere.
Transformator arus dibagi menjadi 2 kelas, yaitu:
• Transformator arus kelas H (reaktansi bocor tinggi)
• Transformator arus kelas L (reaktansi bocor rendah)
Keduanya mempunyai standar ketelitian 2,5% dan 10%.
Daya yang diserap oleh transformator ini untuk melakukan kerjanya tidak seberapa besar, karena beban yang dihubungkan hanya terdiri dari relai-relai dan alat-alat ukur (meteran) yang mungkin hanya digunakan pada waktu tertentu.
Beban pada transformator ukur (CT dan PT) dikenal sebagai muatan (Burden) dari transformator tersebut. Istilah muatan biasanya melukiskan impedansi yang dihubungkan pada kumparan sekunder transformator itu, tetapi dapat juga menetapkan voltampere yang diberikan kepada beban.
Transformator tegangan mempunyai standar tegangan sekunder 120 volt.
Transformator arus (CT) mempunyai standar arus sekunder 5 ampere.
Transformator arus dibagi menjadi 2 kelas, yaitu:
• Transformator arus kelas H (reaktansi bocor tinggi)
• Transformator arus kelas L (reaktansi bocor rendah)
Keduanya mempunyai standar ketelitian 2,5% dan 10%.
Current Transformer
Current Transformer atau yang biasa disebut Trafo arus adalah tipe instrument trafo yang didesain untuk mendukung arus yang mengalir pada kumparan sekunder sebanding dengan arus bolak-balik yang mengalir pada sisi primer. Secara umum Trafo ini digunakan untuk mengukur dan melindungi rele pada industri yang memakai tegangan tinggi di mana trafo ini mempunyai fasilitas pengukuran yang aman dalam mengukur jumlah arus yang besar begitu juga dengan tegangan yang tinggi.
Disamping penggunannya untuk mengukur arus, trafo ini juga dibutuhkan untuk pengukuran daya dan energi, trafo arus juga dibutuhkan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.Kumparan primer trafo arus dihubungkan secara serie dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya, sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan peralatan meter dan rele proteksi.
Trafo ini bekerja sebagai trafo yang terhubung singkat. Trafo arus untuk tujuan proteksi baisanya harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengenalnya.
Cara kerja dari trafo arus ini: Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer akan timbul gaya gerak magnet sebesar N1 I1. gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti.
Fluks ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Jika kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2. arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N2I2 pada kumparan sekunder.
Berikut adalah gambar tipe-tipe current transformer:
Nameplate PeralatanTransformator.
• Angka transformasi
• Rating dari arus – arusnya
• Rating tegangan
• Rating daya (VA)
• Rating frekuensi
secara umum peralatan transformator adalah per phasa
Klas peralatan Transformator :
Transformator tegangan :
· 3P ; 6P (pengaman)
· 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3 (pengukuran)
Transformator arus :
· 5P ; 10P (pengaman)
· 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,5 ; 3 ; 5 (pengukuran)
Kapasitas peralatan transformator
Transformator tegangan :
10 ; 15 ; 25 ; 30 ; 50 ; 75 ; 100 ; 150 ;200 ; 300 ; 400 ;
500 VA
Transformator arus :
2,5 ; 5 ; 10 ; 15 ; 30 VA
Diatas 30 VA untuk penggunan yang khusus
Pengaruh – pengaruh yang ada pada transformator arus
· Impedansi beban
· Frekuensi
· Sudut phasa sekunder
Standart Primer/Sekunder
• Sekunder CT : 5 A atau 1 A
• Primer CT : 10 ; 12,5 ; 15 ; 20 ; 25 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 75 ; 100 ; 150 ; 200 ; 250 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600 ; 800 ; 1000 ; 1200 ; 1500 ; 2000 ; 2500 ; 3000 ; 4000 ; 5000 A
• Sekunder PT : 100 V; 110 V;100/V3 ; 110/V3 V
• Primer PT : sesuai dengan tegangan sistem
Rangkaian CT Terhubung Bintang
Rangkaian CT Terhubung Delta
CURRENT TRANSFORMER
Current transformer (CT) atau Trafo Arus adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berupa trafo yang digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya hingga ratusan ampere dan arus yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Di samping untuk pengukuran arus, trafo arus juga digunakan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh, dan rele proteksi. Kumparan primer trafo dihubungkan seri dengan rangkaian atau jaringan yang akan dikur arusnya sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau dengan rele proteksi.
Prinsip kerja trafo arus sama dengan trafo daya satu fasa. Bila pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan timbul gaya gerak magnet sebesar N1I1. Gaya gerak ini memproduksi fluks pada inti, dan fluks ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Bila terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I1. Arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N2I2 pada kumparan sekunder. Pada trafo arus biasa dipasang burden pada bagian sekunder yang berfungsi sebagai impedansi beban, sehingga trafo tidak benar-benar short circuit. Apabila trafo adalah trafo ideal, maka berlaku persamaan :
N1I1 = N2I2
I1/I2 = N2/N1
di mana, N1 : Jumlah belitan kumparan primer
N2 : Jumlah belitan kumparan sekunder
I1 : Arus kumparan primer
I2 : Arus kumparan sekunder
Dalam pemakaian sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis tertentu berdasarkan syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian jenis trafo arus adalah sebagai berikut :
Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Kumparan Primer
a. Jenis Kumparan (Wound)
Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar, atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer tergantung pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5 belitan. Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermal dan dinamis arus hubung singkat.
b. Jenis Bar (Bar)
Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang tinggi. Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada arus pengenal yang cukup tinggi yaitu 1000A.
Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Rasio
a. Jenis Rasio Tunggal
Rasio tunggal adalah trafo arus dengan satu kumparan primer dan satu kumparan sekunder.
b. Jenis Rasio Ganda
Rasio ganda diperoleh dengan membagi kumparan primer menjadi beberapa kelompok yang dihubungkan seri atau paralel.
Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti
a. Inti Tunggal
Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu untuk pengukuran atau proteksi.
b. Inti Ganda
Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan proteksi sekaligus.
Jenis Trafo Arus Menurut Konstruksi Isolasi
a. Isolasi Epoksi-Resin
Biasa dipakai hingga tegangan 110KV. Memiliki kekuatan hubung singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada bahan isolasi. Terdapat 2 jenis, yaitu jenis bushing dan pendukung.
b. Isolasi Minyak-Kertas
Isolasi minyak kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan trafo arus untuk tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan pemasangan luar. Dibedakan menjadi jenis tangki logam, kerangka isolasi, dan jenis gardu. Kelebihannya, penyulang pada sisi primer lebih pendek, digunakan untuk arus pengenal dan arus hubung singkat yang besar.
c. Isolasi Koaksial
Jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa ditemui pada kabel, bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6. Sering digunakan inti berbentuk cincin dengan belitan sekunder yang dibelit secara seragam pada cincin dan dimasukkan pada isolasi, dengan demikian terbuka jalan untuk membawa lapisan terluar bagian yang di-ground keluar dari trafo arus.
Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus hendak diukur mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan arus yang besar tadi harus dilakukan secara tidak langsung dengan menggunakan trafo arus sebutan trafo pengukuran arus yang besar.
Disamping untuk pengukuran arus, trafo arus juga dibutuhkan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi. Kumparan primer trafo arus dihubungkan secara serie dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya, sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan peralatan meter dan rele proteksi.
Trafo arus bekerja sebagai trafo yang terhubung singkat. Kawasan kerja trafo arus yang digunakan untuk pengukuran biasanya 0,05 sampai 1,2 kali arus yang akan diukur. Trafo arus untuk tujuan proteksi baisanya harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengenalnya.
Disamping untuk pengukuran arus, trafo arus juga dibutuhkan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi. Kumparan primer trafo arus dihubungkan secara serie dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya, sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan peralatan meter dan rele proteksi.
Trafo arus bekerja sebagai trafo yang terhubung singkat. Kawasan kerja trafo arus yang digunakan untuk pengukuran biasanya 0,05 sampai 1,2 kali arus yang akan diukur. Trafo arus untuk tujuan proteksi baisanya harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengenalnya.
Prinsip kerja sama dengan trafo daya satu fasa. Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer akan timbul gaya gerak magnet sebesar N1 I1. gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti. Fluks ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Jika kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2. arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N2I2 pada kumparan sekunder.
Perbedaan utama trafo arus dengan trafo daya adalah:
jumlah belitan primer sangat sedikit, tidak lebih dari 5 belitan. Arus primer tidak mempengaruhi beban yang terhubung pada kumparan sekundernya, karena arus primer ditentukan oleh arus pada jaringan yang diukur. semua beban pada kumparan sekunder dihubungkan serie. terminal sekunder trafo tidak boleh terbuka, oleh karena itu terminal kumparan sekunder harus dihubungkan dengan beban atau dihubung singkat jika bebannya belum dihubungkan.
Terdapat 2 jenis transformator yang dapat digunakan untuk menurunkan tegangan AC dan salah satunya adalah trafo CT. Yang membedakan trafo CT ini dengan trafo biasa adalah adanya titik tengah yang bersifat sebagai pentanahan pada lilitan sekunder trafo CT. Untuk lebih mudahnya, jika pada trafo biasa yang mempunyai spesifikasi tegangan primer 220 VAC dan rasio lilitan 10:1 maka akan menghasilkan tegangan sekunder sebesar 22 VAC pada kedua ujung lilitan sekundernya.
Bagaimana jika spesifikasi tersebut dipakai pada trafo CT? Sebetulnya apakah titik
tengah itu? Titik tengah adalah suatu titik tengah lilitan sekunder pada trafo CT yang dihubungkan keluar lilitan dan bersifat sebagai sebagai ground. Jadi, semisal terdapat 10 lilitan kawat pada bagian sekundernya maka diantara lilitan ke-5 dan ke-6 dihubungkan pada sebuah kawat yang terhubung keluar lilitan.
Tegangan sekunder yang dihasilkan oleh trafo CT ini ada 2 macam, mempunyai amplitudo yang sama namun saling berlawanan fasa, masing2 sebesar 11VAC atau setengah dari tegangan sekunder pada trafo biasa seperti contoh diatas. Tegangan sekunder trafo CT ini diukur dari salah satu ujung lilitan terhadap titik tengah-nya.
Dalam perancangan sebuah power supply, jenis transformator step down yang dipakai biasanya berhubungan dengan penentuan jenis penyearah yang akan digunakan. Untuk jenis trafo biasa dibutuhkan penyearah jembatan dioda (dioda bridge) yang dapat dibuat dari 4 dioda. Sedangkan untuk jenis trafo CT hanya dibutuhkan penyearah dengan menggunakan 2 dioda saja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar