2. Kegagalan Proteksi Akibat
Kejenuhan Transformator Arus
Tujuannya:
Mengetahui Kejenuhan
Transformator Arus pada
Penyulang Distribusi
RELAI
PMT
TRANSFORMATOR
ARUS
GFR
A
3. Tranformator
Step Up
Saluran Transmisi Transformator
Step Down
GI
Jaringan
Distribusi
LATAR BELAKANG
Pembangkitan
Proses Penyediaan Tenaga Listrik
1. Pada Sistem Tenaga Listrik yang terdiri dari pembangkitan,transmisi dan distribusi .
Transformator arus merupakan Sensor terdepan karena digunakan sebagai alat
proteksi dan pengukuran. Kejenuhan pada inti besi transformator arus karena
arus hubung singkat, sehingga mengakibatkan fungsi proteksi tidak sempurna.
2. Tugas Akhir ini membahas mengatasi pengaruh gangguan yang menimbulkan
kejenuhan pada transformator arus pada penyulang distribusi.
4. Transformator
Arus
P1 P2
1S1 1S2 2S1 2S2
FUNGSI
KONTRUKSI
RASIO
KELAS KETELITIAN
Memperkecil besaran arus pada sistem tenaga listrik
Menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran dan
proteksi
P1=arus primer P2=arus primer
S=Merupakan Arus sekunder
300 A
5 A
Menunjukan ketelitian transformator arus yang
dinyatakan dengan kesalahannya
Prinsip Kerja Transformator Arus
5 A
5. Diagram Vektor yang mengakibatkan arus sekunder tidak proportional
karena arus magnetisasi
j
j
b-
a + VP
IP
VS
IS
I
Im
Pergeseran disebabkan
Oleh Beban
Pergeseran disebabkan
Oleh I dan B
Diagram Vektor
6. Ф : Flux (weber)
B : Rapat Flux Magnetik (weber/m2)
H : Kuat Medan (At/m)
N : jumlah lilitan kumparan
A : Luas kumparan (m2)
l : Panjang Antara kutub inti besi (m)
A
B
l
I
N
H
.
Transformator Arus
Ip
A
N1 N2
Is
Ip
B H
Batas Jenuh Inti
Arus
Normal
Pada saat terjadi
Arus Hubung Singkat
Flux
normal
Flux
Konstan
7. Apakah pengaruh kejenuhan terhadap arus sekunder
Sekunder tidak terimbas arus
karena sekunder arus nol.
dt
d
N
E
-
.
E : gaya gerak listrik(ggl) (V)
N : jumlah lilitan kumparan
dФ : Perubahan flux magnet selama
dt(persamaan diferensial dalam
fungsi waktu dt) (weber)
8. ARUS PRIMER
ARUS SEKUNDER
BATAS JENUH INTI +
BATAS JENUH INTI -
RATIO NORMAL
ARUS PRIMER
BATAS JENUH INTI +
BATAS JENUH INTI -
RATIO ERROR
ARUS RMS SEKUNDER Transformator Arus
PROPORTIONAL Relai arus lebih
KERJA NORMAL
ARUS RMS SEKUNDER Transformator Arus
TIDAK PROPORTIONAL
Relai BISA TIDAK KERJA
RMS ARUS PRIMER
RMS ARUS SEKUNDER
RMS ARUS PRIMER
RMS ARUS SEKUNDER
Kinerja relai tergantung dari Transformator
Arus yang digunakan.
11. Data Transformator
Kapasitas trafo 1 60 MVA
Daya hubung singkat 4200 MVA
Impedansi Trafo 13%
Tegangan Primer 150 kV
Tegangan Sekunder 20 kV
Trafo dihubung Y-Y
Pentanahan (Rn) 12 Ω
Inominal 20 kV (In) 1732 A
Ratio Trafo arus (20
kV) 2000 / 5
Impedansi penyulang
Z1 = Z2 /km
0,2312 + j 0,3289 Ω /
km
Impedansi penyulang
Z0 /km
0,3794 + j 2,1606 Ω /
km
Panjang Saluran 9.3 km
Data Transformator Arus
Rasio Transformator arus 300 / 5 A
Kelas Transformator arus 7,5 VA 10P15
Batas jenuh Inti 4500 A
(S) Slope kejenuhan 15
Vs (Tegangan normal) 37 Volt
Inominal primer 300 A
Inominal sekunder 5A
Rct (tahanan belitan sekunder ) 0,260 Ω
Rl (tahanan beban sekunder ) 0,150 Ω
Rr (tahanan pengawatan ) 0,020 Ω
Xb (Reaktansi beban) 0.010 Ω
Rasio X / R system 1,3
Offset Arus sisi Primer 1
pu Remanensi (thd Vs) 0,5
IMPEDANSI
SUMBER
IMPEDANSI SALURAN
150 KV
20 KV
END
DATA GI GAMBIR BARU
PENYULANG AIR
12. Perhitungan Impedansi
Impedansi Sumber
-
0952
.
0
4200
20
)
(
2
2
2
1
j
MVA
kV
MVA
V
Z
Z
s
f
f
s
s
+
+
+
867
.
0
36
867
.
0
)
12
3
(
)
3
(
0
j
j
x
X
Rn
x
Z tr
s
Impedansi Trafo
-
867
.
0
60
)
20
(
%
13
)
(
2
2
2
1
j
MVA
kV
x
MVA
V
x
X
Z
Z
tr
f
f
trafo
tr
tr
6
.
2
867
,
0
3
3
0
j
x
Ztr
x
Z tr
13. Impedansi Penyulang AIR
+
+
059
.
3
150
.
2
3
,
9
3289
.
0
2312
.
0
2
1
j
km
x
j
saluran
Panjang
x
Z
Z
Z
+
+
094
.
20
528
.
3
3
,
9
1606
.
2
3794
.
0
0
0
j
km
x
j
saluran
Panjang
x
Z
Z
14. Gangguan
Arus Hubung Singkat
Gangguan 3 fasa pada sumber Gangguan 2 fasa-fasa
Gangguan 1 fasa pada sumber
A
j
j
kV
x
Z
Z
Z
Z
xV
I
tr
s
tr
s
n
f
hss
7
08
,
955
7
27
,
36
0
641
.
34
)
461
,
4
36
(
0
641
.
34
)
467
,
3
36
(
90
9224
,
1
547
.
11
3
)
(
)
(
2
3
0
0
1
1
-
+
+
+
+
+
+
-
A
j
Z
Z
V
I
tr
s
f
f
hss
90
84
.
10396
90
9224
,
1
0
20000
)
867
,
0
0952
,
0
(
2
0
20000
)
(
2 1
1
-
+
+
-
A
j
kV
Z
Z
V
I
tr
s
n
f
hss
90
31
.
12004
90
9622
,
0
0
547
.
11
)
867
,
0
0952
,
0
(
3
20
)
( 1
1
-
+
+
-
15. Gangguan 3 fasa pada Penyulang AIR mendekati
Sumber
A
j
j
j
V
Z
Z
Z
V
I
saluran
tr
s
n
f
hs
7
,
88
11631
7
,
88
997
,
0
0
11547
)
99679
,
0
0215
,
0
(
0
11547
)
0305
,
0
0215
,
0
(
)
9662
,
0
(
11547
)
( 1
1
-
+
+
+
+
+
-
16. KEJENUHAN TRANSFORMATOR ARUS DIDAPATKAN
KARENA ARUS HUBUNG SINGKAT MELEBIHI BATAS
JENUH INTI :
Batas jenuh inti didapatkan :
A
x
ALF
x
In
Inti
Jenuh
Batas
4500
15
300
A
I
sumber
mendekati
Singkat
Hubung
Arus
hs 631
.
11
:
Diketahui perhitungan arus hubung singkat melebihi batas
Jenuh Inti sehingga transformator arus mengalami kejenuhan.
17. Simulasi dengan Microsoft excel
Data
masukan
Slope kejenuhan ( S ) S = 15.1 ---
Teg, rms pada Ie=10 A Vs = 37 Volt rms
Rasio I-prim / I-sek. N = 60 ---
Resistansi belitan sek. Rct = 0.260 Ω
Resistansi beban sek. Rl = 0.150 Ω
Reaktansi beban sek. Xb = 0.020 Ω
Rasio X / R system
XthdR
= 1.3 ---
Offset Arus sisi Primer Off = 1.00 -1<Off< 1
pu Remanensi (thd Vs) lrem = 0.50 ---
Arus gangg, simetris primer Ip = 11631.62 Amp-rms
18. Kurva arus sekunder CT ideal & jenuh
-300
-200
-100
0
100
200
300
-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
detik
Amp
Keterangan dari data kurva kurva arus sekunder Trafo arus Ideal dan Jenuh.
- Kurva Arus berwarna biru tebal adalah Kurva Arus ideal dari sekunder
transformator arus (sesuai ratio)
- Kurva Arus berwarna merah tebal adalah Kurva Arus real dari sekunder
transformator arus karena kejenuhan inti
- Kurva Arus berwarna biru tipis adalah Kurva Arus ideal nilai rms dari sekunder
transformator arus (sesuai ratio)
- Kurva Arus berwarna merah tipis adalah Kurva Arus real nilai rms dari
sekunder transformator arus karena kejenuhan inti
19. IMPEDANSI SUMBER IMPEDANSI SALURAN
Reaktor
150 KV
20 KV
END
1.Dipasangkan Reaktor yang dirangkai seri pada Penyulang
Berfungsi untuk mengurangi arus hubung singkat
MEMBATASI ARUS HUBUNG SINGKAT
YANG DAPAT MENYEBABKAN TRANSFORMATOR
ARUS JENUH
20. Simulasi dengan Microsoft excel
Setelah dipasangkan Reaktor
Data
masukan
Slope kejenuhan ( S ) S = 15.1 ---
Teg, rms pada Ie=10 A Vs = 37 Volt rms
Rasio I-prim / I-sek. N = 60 ---
Resistansi belitan sek. Rct = 0.260 Ω
Resistansi beban sek. Rl = 0.150 Ω
Reaktansi beban sek. Xb = 0.020 Ω
Rasio X / R system
XthdR
= 1.3 ---
Offset Arus sisi Primer Off = 1.00 -1<Off< 1
pu Remanensi (thd Vs) lrem = 0.50 ---
Arus gangg, simetris primer Ip = 2760.44 Amp-rms
21. Kurva arus sekunder CT ideal & jenuh
-300
-200
-100
0
100
200
300
-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
detik
Amp
Setelah dipasangkan Reaktor kurva arus sekunder yang semula
Jenuh menjadi ideal karena arus hubung singkat yang berkurang
Sehingga relai bekerja normal.
22. KESIMPULAN
Kesalahan pengukuran pada transformator arus tergantung
pada kesalahan ratio dan kelas ketelitian transformator
arus. supaya tidak cepat jenuh dibuat dengan luas
penampang inti relatif besar.
kejenuhan pada transformator arus menyebabkan relai
tidak mentrip PMT.
Untuk mengatasi kejenuhan transformator arus dapat
dilakukan :
1.Dengan mengganti transformator arus
2.Dengan dipasangkan reaktor
3.Dengan menggunakan relai digital
24. BAGAIMANA KALAU GULUNGAN KAWAT ITU DIHUBUNG KE SUMBER AC
GEN AC
1,5 Volt
A
BERAPA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR DI “ L “ ?
TERNYATA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR DI “ L “
TIDAK LAGI SAMA DENGAN
1,5 Volt
2
TETAPI MENJADI LEBIH KECIL
MENGAPA BISA DEMIKIAN ?
PENJELASANNYA KEMBALI MENGGUNAKAN SUMBER DC
A
+
-
L
L
SEWAKTU SAKLAR DI “ ON “ KAN
ARUS YANG MENGALIR DI “ L “ = 0, KARENA
ARUS DI “ L “ MENGARAHKAN FLUKS KE SUATU
ARAH, GERAKAN FLUKS ITU SENDIRI MEMBANG
KITKAN GGL LAWAN DI “ L “, SEHINGGA ARUS
DI “ L “ SAAT SAKLAR MASUK = 0
TEGANGAN DI A – C = TEGANGAN DI B – C, SEHINGGA TEGANGAN DI “ L “ SUDAH ADA
A B
C
I = 0
ARUS DI “ L “ BELUM ADA (TERTINGGAL)
ATAU I Lag V
25. JADI KALAU GULUNGAN KAWAT DIHUBUNG KE SUMBER AC
GEN AC
1,5 Volt
A
ARUS LISTRIK YANG MENGALIR DI “ L “ LEBIH
KECIL DARI :
1,5 Volt
2
TEGANGAN SUMBER TIDAK
HANYA DIBAGI TAHANAN KAWAT
1. MENG-INDUKSI-KAN FLUKS DI INTINYA SE-
HINGGA DISEBUT “ INDUKTOR ”
L TETAPI ADA TAMBAHAN HAMBATAN KARENA
SIFAT DARI “ L “ YANG :
2. BER-REAKSI MELAWAN ARUS YANG AKAN
MENGALIR PADANYA SEHINGGA DISEBUT
“ REAKTOR ” ATAU “ REAKTANSI “
BESARNYA TAMBAHAN HAMBATAN DI “ L “ TERGANTUNG DARI
KECEPATAN PERUBAHAN TEGANGAN YANG DIKENAKAN PADANYA
KALAU PERUBAHAN TEGANGAN YANG DIKENAKAN PADA “ L “ DALAM BENTUK
GELOMBANG SINUS DENGAN KECEPATAN PERUBAHAN 50 KALI PER DETIK ( 50 HZ )
MAKA TAMBAHAN HAMBATAN DI “ L “ = 2 x p x f x L , DIMANA
“ f “ = FREKWENSI GELOMBANG TEGANGAN SINUS = 50 ( HERTZ )
“ L “ = NILAI INDUKTANSI KUMPARAN ( HENRY )
DENGAN ALAT OHM METER TIDAK TERBACA/TERUKUR HAMBATAN DI “ L “ INI, TETAPI
KENYATAANNYA SEWAKTU TERHUBUNG DENGAN TEGANGAN YANG BERUBAH ( SINUS )
BARULAH HAMBATAN ITU ADA DIRASAKAN ARTINYA TIDAK RIEL TETAPI IMAJINER
EKSPRESI IMAJINER DALAM MATEMATIS ADALAH = √ – 1 , ATAU i, ATAU j
26. SIMBOL FISIK “ L “ YANG DIGAMBARKAN SEBAGAI
SIMBOL HAMBATAN “ L “ SECARA LISTRIKNYA :
ADA KOMPONEN “ R “ NYA DAN
ADA KOMPONEN “ REAKTANSI “
YANG TERHUBUNG SERI
L
R
IMAJINER
RIEL
( 2 p f L )
w L )
X L
HUBUNGAN SECARA LISTRIK ANTARA “ R “ DAN “ L “ ADALAH DALAM BENTUK VEKTORIS
DIMANA NILAI HAMBATAN “ L “ YANG IMAJINER ITU MEMBENTUK SUDUT 90o
DENGAN “ R “
Sumbu riel
Sumbu imajiner
j
R
Z
X L
RESULTANTE DARI “ R “ DAN “ X L “
DIPEROLEH VEKTOR DENGAN SIMBOL
“ Z “ YANG DISEBUT “ IMPEDANSI “
IMPEDANSI
27. Transformator Arus
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
28. 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:
30. 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.
31. 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:
32. KLAS KETELITIAN
Untuk menunjukkan ketelitian Transformator Arus dinyatakan
dengan kesalahannya. Suatu alat semakin kecil kesalahannya
semakin teliti alat tersebut
Pada Transformator Arus dikenal 2 macam kesalahan yaitu :
a. Kesalaahan perbandingan e
KT : perbandingan transformasi nominal
b. Kesalahan sudut d d1 = negatif
d1 = positif
33. j
j
b -
a + VP
IP
VS
IS
Pengaruh kesalahan sudut fase
Kesalahan sudut fase berpengaruh bila pengukuran menyang-
kut besaran arus dan tegangan misalnya pengukuran daya aktif
maupun reaktif, pengukuran energi dan relai arah.
Kesalahan pengukuran tergantung kesalahan rasio dan kesa-
lahan sudut
34. 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
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.
35. 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
Pengenal Arus dinamik
- Perbandingan dari : Ipuncak / Ipengenal .
- Ipuncak : kemampuan arus maksimum CT tanpa menimbulkan
suatu kerusakan
36. 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. DITRANSFER
KE SEKUNDER C.T DGN RATIO MASIH NORMAL
O.C YANG DIKOORDINASI MASIH
MENGHASILKAN KERJA NORMAL
SEWAKTU PEMBANGKIT BERTAMBAH UNTUK PENUHI BEBAN
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
37. IFG2
IFG1
OC OC
IFG1
OC
+ IFG2
SISTEM KELISTRIKAN DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
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
MENGAPA O.C PENYULANG TIDAK MAMPU BEKERJA ?
38. 10mS
BOLEH DIKATAKAN RELAI PENGAMAN LISTRIK MENGUKUR RMS
BESARAN BOLAK BALIK SESUAI FREKWENSI SPEC.
UNTUK FREKWENSI 50 HZ
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
RASIO TRANSFORMATOR ARUS
39. 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.T
PROPORTIONAL O.C
KERJA NORMAL
ARUS RMS SEKUNDER CT
TIDAK PROPORTIONAL
O.C BISA TIDAK KERJA
RMS ARUS PRIMER
RMS ARUS SEKUNDER
RMS ARUS PRIMER
RMS ARUS SEKUNDER
40. Metoda Perhitungan
Pencarian Data
Perhitungan Pengecekan
Kejenuhan
Perhitungan Arus
Hubung Singkat
Perhitungan Impedansi
Impedansi Sumber
Impedansi Trafo
Impedansi Penyulang
Arus Hubung
Singkat sumber
Arus Hubung
Singkat Penyulang
Simulasi Microsoft
Excel
41. Data Transformator 20kV pada
GI GAMBIR BARU dan Penyulang AIR
Kapasitas trafo 1 60 MVA
Daya hubung singkat 4200 MVA
Impedansi Trafo 13%
Tegangan Primer 150 kV
Tegangan Sekunder 20 kV
Trafo dihubung Y-Y
Pentanahan (Rn) 12 Ω
Inominal 20 kV (In) 1732 A
Ratio Trafo arus (20
kV) 2000 / 5
Impedansi penyulang
Z1 = Z2 /km
0,2312 + j 0,3289 Ω /
km
Impedansi penyulang
Z0 /km
0,3794 + j 2,1606 Ω /
km
Panjang Saluran 9.3 km
Data Transformator Arus
Rasio Transformator arus 300 / 5 A
Kelas Transformator arus 7,5 VA 10P15
Batas jenuh Inti 4500 A
(S) Slope kejenuhan 15
Vs (Tegangan normal) 37 Volt
Inominal primer 300 A
Inominal sekunder 5A
Rct (tahanan belitan sekunder ) 0,260 Ω
Rl (tahanan beban sekunder ) 0,150 Ω
Rr (tahanan pengawatan ) 0,020 Ω
Xb (Reaktansi beban) 0.010 Ω
Rasio X / R system 1,3
Offset Arus sisi Primer 1
pu Remanensi (thd Vs) 0,5
42. Pengecekan Kejenuhan
Volt
R
R
R
If
V l
r
ct
ct
36
,
83
)
15
,
0
02
,
0
260
,
0
(
300
/
5
.
62
,
11631
)
(
+
+
+
+
Vct : Tegangan pada sekunder transformator arus pada saat arus hubung singkat.
If : Arus hubung singkat / rasio transformator arus.
Rct : Tahanan transformator arus.
Rr : Tahanan pengawatan .
Rl : Tahanan beban sekunder transformator arus.
Volt
ALF
In
R
ALF
In
VA
Vk ct
42
)
15
.
5
.
26
,
0
(
)
15
.
5
/
5
,
7
(
)
.
.
(
)
.
/
(
+
+
Vk : Tegangan pada terminal sekunder Transformator arus mulai jenuh
VA : Daya transformator arus
ALF : Faktor Batas Ketelitian
In : Inominal sekunder
43. A
A
x
I
x
I n
pri
set
84
80
05
.
1
05
.
1
Simulasi dengan Microsoft excel
Data
masukan
Slope kejenuhan ( S ) S = 15.1 ---
Teg, rms pada Ie=10 A Vs = 37 Volt rms
Rasio I-prim / I-sek. N = 60 ---
Resistansi belitan sek. Rct = 0.260 Ω
Resistansi beban sek. Rl = 0.150 Ω
Reaktansi beban sek. Xb = 0.020 Ω
Rasio X / R system
XthdR
= 1.3 ---
Offset Arus sisi Primer Off = 1.00 -1<Off< 1
pu Remanensi (thd Vs) lrem = 0.50 ---
Arus gangg, simetris primer Ip = 11631.62 Amp-rms
44. Kurva arus sekunder CT ideal & jenuh
-300
-200
-100
0
100
200
300
-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
detik
Amp
Keterangan dari data kurva kurva arus sekunder Trafo arus Ideal dan Jenuh.
- Kurva Arus berwarna biru tebal adalah Kurva Arus ideal dari sekunder
transformator arus (sesuai ratio)
- Kurva Arus berwarna merah tebal adalah Kurva Arus real dari sekunder
transformator arus karena kejenuhan inti
- Kurva Arus berwarna biru tipis adalah Kurva Arus ideal nilai rms dari sekunder
transformator arus (sesuai ratio)
- Kurva Arus berwarna merah tipis adalah Kurva Arus real nilai rms dari
sekunder transformator arus karena kejenuhan inti
45. KESIMPULAN
Kesalahan pengukuran pada transformator arus tergantung
pada kesalahan ratio dan kesalahan sudut,kelas ketelitian
transformator arus supaya tidak cepat jenuh dibuat
dengan luas penampang relatif besar.
Kesalahan Transformator arus sebagai proteksi yang
mengakibatkan kejenuhan menyebabkan relai tidak
bekerja.
46. SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI
1. Differential Relay Pengaman Utama Trafo
1 2 3 4 5
A B C D
2. Over Current Relay Trafo sisi sumber kV Pengaman Cadangan Lokal Trafo Pengaman
Cadangan Jauh Bus B
3. OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman Utama Bus B1 Pengaman Cadangan Jauh
saluran BC
4. OCR dan GFR di B2 Pengaman Utama saluran BC Pengaman Cadangan Jauh saluran CD
5. OCR dan GFR di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman Cadangan Jauh seksi berikut
2
CONTOH
1
47. GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA
EA
N
A
Z
IA
IA
EB
EC
Z
IB
+ IB
IC
+ IC = 0
Z
IA = EA / Z
IB = EB / Z
IC = EC / Z
Gambar diatas mirip dengan kondisi gangguan tiga fasa yang
besar arus gangguan masing- masing fasanya dengan impedansi
hanya urutan positif
Impedansi Z sama urutannya dengan ggl yang dibangkitkan pada
masing-masing fasa
B
C
I3 FASA =
E FASA
Z1
ANALISA SISTEM TENAGA
49. Penyulang
Gangguan
+
-
CT
• CT mentransfer besaran primer
ke besaran sekunder
• Rele detektor hanya bekerja-
dengan arus kecil akurat
• Perlu sumber Volt DC untuk -
tripping PMT
• Karakteristik bisa dipilih
Definite, Inverse, `
Very-Inverse atau Extreemely Inverse.
1. Pengaman Gangguan Antar Fasa (OCR)
2. Pengaman Gangguan Satu Fasa Ketanah (GFR)
PERALATAN PENGAMAN PADA JARINGAN 20 kV
Cara kerja:
50. Rele Arus Lebih Sekunder
• Elektromekanis
Sederhana Definite, (instant)
Setelan
waktu
• Rele definite hanya menyetel waktu
• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus
dari CT masuk ke kumparan Rele
• Selenoid yang dililit kumparan akan menjadi
magnit dan kontak akan ditarik kebawah
• lamanya kontak menyentuh switch tergantung
setting waktunya
51. Rele Arus Lebih Sekunder
• Elektromekanis
Karakteristik Inverse
• Rele inverse menyetel waktu & arus
• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus
dari CT masuk ke kumparan Rele
• Selenoid yang dililit kumparan akan mem
bentuk , fluks terpotong oleh piringan,
piringan berputar.
• lamanya kontak menyentuh switch tergantung
setting waktunya
52. • Elektrostatik
Comp
Set I (arus)
Set timer
Kontak
Output
Rect
CT
• Arus gangguan hubung singkat masuk ke CT
• Arus ini di searah kan di Rectifier dan arus searah di teruskan ke comp
• Kapasitor digunakan menambah arus yang masuk coil tripping
I
C
53. PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
UNTUK : • GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA
• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA
• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH
RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAH HUKUM OHM
I =
V
Z
I = ARUS GANGGUAN H.S
V = TEGANGAN SUMBER
Z = IMPEDANSI DARI SUMBER
KETITIK GANGGUAN,
IMPEDANSI EKIVALENT
BIASANYA NILAI IMPEDANSI EKIVALENT INI YANG
MEMBINGUNGKAN PARA PEMULA.
• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA KETANAH
54. UNTUK GANGGUAN 3 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN
ADALAH IMPEDANSI URUTAN
POSITIF NILAI EKIVALEN Z1
TEGANGANNYA ADALAH E FASA
UNTUK GANGGUAN 2 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN
ADALAH JUMLAH IMPEDANSI
URUTAN POS. + URUTAN NEG.
NILAI EKIVALEN Z1 + Z2
TEGANGANNYA ADALAH E FASA-FASA
DARI KETIGA JENIS GANGGUAN, PERBEDAANNYA ADA PADA
UNTUK GANGGUAN 1 FASA KETANAH : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN
ADALAH JUMLAH IMPEDANSI
URUTAN POS. + URUTAN NEG. +
URUTAN NOL
NILAI EKIVALEN Z1 + Z2 + Z0
TEGANGANNYA ADALAH E FASA
UNTUK GANGGUAN 2 FASA KETANAH :
IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN
ADALAH JUMLAH IMPEDANSI
URUTAN POS. + URUTAN NEG. +
URUTAN NOL
NILAI EKIVALEN Z1 + Z2 * Z0
Z2 + Z0
55. BENTUK JARINGAN PERLU DIKETAHUI UNTUK MENGHITUNG
ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
UNTUK DISTRIBUSI YANG DIPASOK DARI GARDU INDUK / KIT :
SUMBER KIT
TRAFO
DAYA
AMBIL DATA
IMPEDANSI
MVA, KV dll
BUS
20 KV
TEG.
KIT
PENYULANG 20 KV
AMBIL DATA Z POS. NEG, Z NOL
DARI KIT
AMBIL DATA
-Xd”
-MVA
-kV
GH
56. SUMBER KIT
IMPEDANSI SUMBER PEMBANGKIT.
Reaktansi kit diambil X”d = ….%
Reaktansi trafo diambil XT = ....%
X”d XT
Dalam hitungan impedansi dipergunakan
• dalam satuan perunit (pu)
• Dalam satuan listrik
Misal :
Dipilih sebagai Daya base/dasar = 100 MVA, tegangan 20 kV
Daya Gen: 10 MVA, teg = 6,3 kV, X”d = 12 %
Daya Trafo: 12 MVA, ratio teg 6,3/20 kV, XT = 4 %
Formula:
MVAbase
MVAGen/Trafo
x X”d atau XT
X
X”d =
100
10
x 0,12 = 1,2 pu
X
XT =
100
12
x 0,04 = 0,33 pu
