CT Current Transfo Transformer rmer (Trafo (T rafo Arus)
OVERVIEW CURRENT TRANSFORMER Testing Metering CTs with CT Analyzer [www.keepvid.com].mp4 Testing Protection CTs with CT Analyzer [www.keepvid.com].flv Electrical power equipment equipment safety (1) [www.keepvid.com].flv [www.keepvid.com].flv
OVERVIEW CURRENT TRANSFORMER Testing Metering CTs with CT Analyzer [www.keepvid.com].mp4 Testing Protection CTs with CT Analyzer [www.keepvid.com].flv Electrical power equipment equipment safety (1) [www.keepvid.com].flv [www.keepvid.com].flv
CURRENT TRANSFORMER Fungsi - Mentrans Mentransformasikan formasikan dari arus yg besar (primer) ke ke arus yg kecil (sekunder) guna pengukuran atau poteksi - Sebagai isolasi sirkit sekunder dari sisi primernya. - Memungkinkan penggunaan penggunaan standar arus pengenal utk meter atau relai di sisi sekunder sekundernya. nya. Contoh : 2.000/5 A , 300/1 A
P1
P2
2.000 A dan 300 A = Ip = merupakan arus primer 5 A dan 1 A
S1
S2
= Is = merupakan arus sekunder
PERBANDINGAN BELITAN CT IP IS
=
N1
= k CT
N2
CATATAN: N1 = jumlah lilitan primer N2 = jumlah lilitan sekunder k ct = perbandingan transformasi merupakan nilai yg konstan
N2 >> N1
Bila sekunder di Hubung Singkat Z = 0, P = 0, Vs = 0
Tidak ada Resiko Bahaya Bila sekunder Terbuka/Open Z = ~, V da P theoretically infinite but are fortunately limited 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 CATATAN:
Kinerja relai tergantung dari trafo arus yang digunakan.
Sekunder 1000 100
Coil Rogowski
Jenuh
10 1
Kovesional CT
0,1 0,01 0,01
0,1
1
10
100
1000
Primer
- 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.
- Nilai dari beban CT dimana klas ketelitian dinyatakan
- Beban CT dinyatakan dalam - Nilai beban umum digunakan : 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 30 VA
Umumnya dinyatakan pada sisi primer, misalnya 300/5 A, 2000/5 A
PENGENAL ARUS WAKTU SINGKAT (SHORT TIME RATED CURRENT)
- 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 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.
x Is 10
e
8 6 4 2 0
0
2
4
6
8
10
12 x I p
<5%
x Is 10
e
8 6 4 2 0
0
2
4
6
8
10
12 x I 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 × 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
Ipl adalah nilai arus primer ketika error pada arus sekunder mencapai 10%
Safety factor (SF) of measuring CTs
IEC 60044-1 gives the maximum current and phase displacement errors in relation to the accuracy class and rated primary current percentage
Contoh : P en g e n a l T r an s f o r m a t o r P e n g u k u r a n 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.
Contoh data CT 20 kV Tabel 4 Data CT 24 kV , 50 Hz sekunder 5 A Rated
Short circuit strength
Core S1
primary
Short time
Surge
Class
current
current, 1 s
current
0,5
A
kA r.m.s.
kA peak
VA
100 - 200 100 - 200 150 - 300 150 - 300 200 - 400 200 - 400 300 - 600 400 - 800
11 - 12 20 - 40 16 - 32 27 - 54 20 - 40 27 - 54 27 - 54 27 - 54
30 - 60 50 - 100 40 - 80 68 - 136 50 - 100 68 - 136 68 - 136 68 - 136
15 15 15 15 15 15 15 15
Core S2 Class RCT
5P10
FS
W
VA
5 5 5 5 5 5 5 5
0,16 0,16 0,18 0,18 0,16 0,16 0,18 0,24
15 15 15 15 15 15 15 15
Data Medium Voltage CT : ABB catalog KOVA 2 GB 95 - 03
Uk
I0
V
mA
25 25 34 34 25 25 34 34
145 145 100 100 145 145 100 75
RCT
0,07 0,07 0,28 0,19 0,07 0,07 0,28 0,31
Trafo arus dengan 2 pengenal primer
Primer seri paralel P1
P2 P1
Sekunder tap P2
P1
P2 S1- S2 = 500/5 A S1- S3 = 1000/5 A
S1
1000/5 A
S2
S1
500/5 A
S2
S1 S2 S3 500 - 1000/5 A
Multi rasio Contoh : 100 -200 -300 - 400 -500/5 A P1
A
B
C
P2
D
Umum merupakan trafo arus dan banyak digunakan A.S
E
F
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
Tujuan untuk berbagai keperluan yang mempunyai sifat berbe-da dan untuk menghemat tempat. Sebagai contoh.
300 / 5-5 A (untuk kubikel)
Penandaan primer P1 -- P2 atau C1 -- C2 Penandaan sekunder inti ke 1 1S1 -- 1S2 ---> pengukuran Penandaan sekunder inti ke 2 2S1 -- 2S2 ---> relai arus lebih P1
1S1
P2
1S2 2S1
2S2
Trafo Arus (Inti & kumparan sekunder)
Isolasi Konduktor
P1 (C1)
P2 (C2)
1S1 1S2
2S1 2S2
P1
P2
1S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2 4S1 4S2
P (C1 1 )
P (C2 2 )
.
1S1 1S2
2S1 2S2
P (C 1 1)
1S1 1S2
2S1 2S2
3S1 3S2
P (C2 2 )
3S1 3S2
4S1 4S2
4S1 4S2
RANGKAIAN ARUS.
A
kWh
W
Sambungan langsung
VAR
P1
kvarh
Beban
P2
S1
S2 Beban
A
kWh
W VAR
kvarh
1S1
A
W VAR
1S2
2S1 2S2
kWh
F 51/50
kvarh
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 S 1 atau S2 . Dalam beberapa hal letak pembumian sisi sekunder mengikuti buku petunjuk pemasangan meter atau relainya. Pembumian tidak mempengaruhi arah arus.
Tujuan sisi sekunder di hubung pendek.
1S1 1S2
A
kWh
W VAR
kvarh
2S1 2S2
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 Volt Es2 = 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
Rangkaiam arus CT 250-500/5 A tap sisi sekunder.
VAR 1S1
1S2
A
W
kvarh kWh
Tidak boleh di hubung singkat
1S3 1S1
1S2 1S3
F 51/50
F 51/50G
Salah satu dipakai dan yg lain dihubung singkat. Akan terjadi kesalahan pengukuran
S2 - S3 tidak boleh dihubung singkat, harus terbuka
Arus Primer dipilih mempertimbangkan KHA hantaran Arus Primer dipilih mempertimbangkan Transformator Tenaga
Secara umum dipilih
5
A
Bila lokasi jauh sehingga Z tinggi dipilih yang Pertimbangannya adalah VA beban sekunder
1 A
- Nilai dari beban CT dimana klas ketelitian dinyatakan
- Beban CT dinyatakan dalam - Nilai beban umum digunakan : 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 30 VA
Total kapasitas (VA) yang tersambung ke CT, tidak boleh melebihi nilai Burden yang dipilih PERTIMBANGAN YANG DIGUNAKAN
Contoh data CT 20 kV Tabel 4 Data CT 24 kV , 50 Hz sekunder 5 A Rated
Short circuit strength
Core S1
primary
Short time
Surge
Class
current
current, 1 s
current
0,5
A
kA r.m.s.
kA peak
VA
100 - 200 100 - 200 150 - 300 150 - 300 200 - 400 200 - 400 300 - 600 400 - 800
11 - 12 20 - 40 16 - 32 27 - 54 20 - 40 27 - 54 27 - 54 27 - 54
30 - 60 50 - 100 40 - 80 68 - 136 50 - 100 68 - 136 68 - 136 68 - 136
15 15 15 15 15 15 15 15
Core S2 Class RCT
5P10
FS
W
VA
5 5 5 5 5 5 5 5
0,16 0,16 0,18 0,18 0,16 0,16 0,18 0,24
15 15 15 15 15 15 15 15
Data Medium Voltage CT : ABB catalog KOVA 2 GB 95 - 03
Uk
I0
V
mA
25 25 34 34 25 25 34 34
145 145 100 100 145 145 100 75
RCT
0,07 0,07 0,28 0,19 0,07 0,07 0,28 0,31
ILUSTRASI
KEJENUHAN INTI TRANSFORMATOR
SISTEM KELISTRIKAN DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT IFG1
OC
IFG2
IFG1 + IFG2
OC
SISTEM DENGAN SATU PEMBANGKIT
ARUS SEWAKTU GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA UMUMNYA ARUS GANGG. DITRANSFER KE SEKUNDER C.T DGN RATIO MASIH NORMAL
OC
O.C YANG DIKOORDINASI MASIH MENGHASILKAN 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 ERROR BAHKAN ARUS DI SEKUNDER C.T DAPAT DIKATAKAN COLLAPSE
RATIO C.T INCOMING MASIH BAIK
KEGAGALAN KERJA RELAI OC AKIBAT CT JENUH SISTEM KELISTRIKAN DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT IFG1
OC
IFG2
OC
IFG1 + IFG2
OC
PADA KONDISI INI O.C DI PENYULANG BISA TIDAK KERJA SAMA SEKALI KARENA OUTPUT SEKUNDER C.T PENYULANG 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 BLACK OUT SISTEM TERJADI MENGAPA O.C PENYULANG TIDAK MAMPU BEKERJA ?
KEGAGALAN KERJA RELAI OC AKIBAT CT JENUH BOLEH DIKATAKAN RELAI PENGAMAN LISTRIK MENGUKUR RMS BESARAN BOLAK BALIK SESUAI FREKWENSI SPEC. UNTUK FREKWENSI 50 HZ
10mS
PENGUKURAN PADA GELOMBANG SINUS FREKWENSI 50 HZ ADALAH SELUAS ½ GELOMBANG SINUS ITU PADA PERIODA 10 mS
ATAU SAMA DENGAN LUAS NILAI D.C UNTUK 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 RATIO CT NORMAL
RATIO CT ERROR
BATAS JENUH INTI +
BATAS JENUH INTI +
RMS ARUS PRIMER RMS ARUS PRIMER ARUS PRIMER
ARUS PRIMER
BATAS JENUH INTI -
BATAS JENUH INTI -
RMS ARUS SEKUNDER
RMS ARUS SEKUNDER
ARUS SEKUNDER
ARUS RMS SEKUNDER C.T PROPORTIONAL O.C KERJA NORMAL
ARUS RMS SEKUNDER CT TIDAK PROPORTIONAL O.C BISA TIDAK KERJA
