Arus Transformator (CT - Current Transformer): Prinsip Kerja & Aplikasinya
Trafo adalah perangkat listrik yang digunakan untuk mentransfer tenaga listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya tanpa mengubah frekuensinya dan dicapai dengan induksi elektromagnetik. Pada dasarnya trafo tersedia dalam dua tipe yaitu tipe shell dan tipe inti. Fungsi utamanya adalah untuk menaikkan dan menurunkan tegangan.
Untuk tujuan pengukuran, transformator instrumen digunakan karena transformator ini mengukur arus, tegangan, energi, dan daya. Ini digunakan dalam instrumen yang berbeda dengan sambungan seperti voltmeter, amperemeter, wattmeter & meteran energi . Trafo ini diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu trafo arus dan trafo potensial.
Apa itu Arus Transformator?
Definisi: Trafo instrumen yang digunakan untuk menghasilkan AC di dalam belitan sekunder trafo dikenal sebagai trafo arus. Ini juga dikenal sebagai transformator seri karena digabungkan secara seri dengan rangkaian untuk mengukur parameter daya listrik yang berbeda.
Di sini arus pada belitan sekunder sebanding dengan arus pada belitan primer. Ini digunakan untuk mengurangi arus tegangan tinggi menjadi arus tegangan rendah.
Prinsip Kerja
Prinsip kerja transformator arus sedikit berbeda ketika membandingkannya dengan tegangan trafo normal. Mirip dengan transformator tegangan, ini mencakup dua belitan. Setiap kali AC memasok seluruh belitan primer, maka fluks magnet bolak-balik dapat dihasilkan, kemudian AC akan diinduksi dalam belitan sekunder.
Pada tipe ini, impedansinya sangat kecil. Dengan demikian, trafo ini bekerja dalam kondisi hubung singkat. Jadi arus dalam belitan sekunder tergantung pada arus pada belitan primer tetapi tidak bergantung pada impedansi beban.
Konstruksi Arus Transformator
Konstruksi transformator ini mencakup fitur yang berbeda berdasarkan desain seperti belitan ampere primer, inti, belitan, dan isolasi .
Ampere-turns Primer
Ampere-turns primer pada transformator berkisar dari 5000 sampai 10000 sehingga ini ditentukan melalui arus primer.
Inti
Untuk mencapai belitan ampere magnetisasi rendah, bahan inti harus mencakup kehilangan besi yang rendah dan keengganan yang rendah. Bahan inti seperti nikel dan paduan besi memiliki sifat yang berbeda seperti kehilangan rendah, permeabilitas tinggi.
Gulungan
Reaktansi kebocoran pada transformator dapat dikurangi dengan menempatkan belitan berdekatan satu sama lain. Kabel yang digunakan pada belitan primer adalah strip tembaga dan untuk sekunder, kabel SWG digunakan. Perancangan belitan ini dapat dilakukan untuk kekuatan yang sesuai & penguat tetap tanpa membahayakan.
Isolasi
Gulungan trafo diisolasi menggunakan varnish & tape. Aplikasi tegangan tinggi membutuhkan pengaturan insulasi yang diserap oleh oli yang digunakan untuk lilitan.
Perancangan inti pada trafo bisa dilakukan dengan memakai laminasi baja silikon. Gulungan primer transformator membawa arus & terhubung ke rangkaian utama. Arus pada belitan sekunder sebanding dengan arus pada belitan primer & terhubung ke meter atau instrumen.
Gulungan primer dan sekunder diisolasi dari inti. Gulungan primer mencakup belitan tunggal yang membawa arus beban penuh sedangkan gulungan sekunder mencakup sejumlah belokan.
Perbandingan arus pada primer dan sekunder disebut rasio trafo arus. Biasanya, rasio arus transformator tinggi. Peringkat arus di sekunder adalah 0,1A, 1A & 5A sedangkan peringkat arus di kisaran primer dari 10A - 3000A.
Jenis Transformer Arus
Ini diklasifikasikan menjadi empat jenis yang meliputi berikut ini.
Transformator Arus Indoor
Trafo tipe indoor berlaku di rangkaian tegangan rendah. Ini diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis seperti wound, window, dan bar. Mirip dengan tipe basic, tipe wound mencakup dua gulungan seperti primer dan sekunder. Ini digunakan dalam aplikasi penjumlahan karena akurasi tinggi & nilai tinggi dari putaran ampere primer.
Trafo tipe bar termasuk batang primer dengan inti sekunder. Pada tipe ini, bar primer merupakan bagian yang esensial. Akurasi dari trafo ini dapat berkurang karena adanya magnetisasi pada intinya. Jenis jendela dapat dipasang di wilayah konduktor primer karena perancangan transformator ini dapat dilakukan tanpa belitan primer.
Jenis trafo ini dapat diakses dalam desain padat & inti terpisah. Sebelum menghubungkan trafo jenis ini, konduktor primer harus dilepas sedangkan pada inti terbagi dapat dipasang langsung di daerah konduktor tanpa memisahkannya.
Transformator Arus Outdoor
Trafo tipe outdoor digunakan di rangkaian tegangan tinggi seperti gardu induk & gardu induk. Ini tersedia dalam dua jenis yaitu isolasi gas isi minyak & SF6. Trafo tipe berinsulasi SF6 ringan jika dibandingkan dengan trafo tipe berisi minyak.
Tangki puncak dapat disambung ke konduktor utama yang dikenal sebagai trafo arus konstruksi tangki hidup. Dalam konstruksi ini, busing kecil digunakan karena tangki dan konduktor utama memiliki potensi yang sama. Untuk CT multi-rasio, belitan primer tipe split digunakan.
Dengan demikian, keran disusun pada tangki yang dimaksudkan untuk belitan primer sehingga rasio arus variabel dapat diperoleh dengan menggunakan transformator ini. Setelah keran diberikan ke belitan sekunder, maka operasi ampere-turn dapat diubah sementara disediakan untuk belitan primer, sehingga ruang tembaga yang tidak digunakan dapat dibiarkan tidak termasuk dalam kisaran terendah.
Bushing Arus Transformator
Trafo jenis ini mirip dengan tipe bar, di mana inti & sekunder ditempatkan di wilayah konduktor primer. Gulungan sekunder pada transformator dapat diubah menjadi inti berbentuk lingkaran sebaliknya. Itu terhubung ke busing tegangan tinggi di dalam pemutus sirkuit, transformator daya, switchgear atau generator.
Setelah konduktor mengalir melalui busing maka ia bertindak sebagai belitan primer & pengaturan inti dapat dilakukan dengan menutup semak isolasi. Trafo jenis ini dipakai pada rangkaian tegangan tinggi untuk tujuan relay karena harganya tidak mahal.
Transformator Arus Portabel
Jenis transformator ini adalah jenis presesi tinggi yang terutama digunakan untuk penganalisis daya dan amperemeter akurasi tinggi. Trafo ini tersedia dalam berbagai jenis seperti fleksibel, penjepit ON portabel, dan inti terpisah.
Pengukuran kisaran arus untuk CT portabel berkisar dari 1000A-1500 A. Trafo ini terutama digunakan untuk menyediakan isolasi untuk instrumen pengukur dari rangkaian dengan tegangan tinggi.
Kesalahan dalam Arus Transformator
Kesalahan yang terjadi pada trafo ini antara lain sebagai berikut.
- Gulungan primer transformator ini membutuhkan MMF (magnetomotive force) untuk menghasilkan fluks yang menarik arus magnet.
- Arus tanpa beban transformator mencakup elemen komponen kerugian inti dan terjadi kerugian histerisis dan arus eddy.
- Setelah inti transformator jenuh, maka kerapatan fluks gaya magnetisasi dapat dihentikan & kerugian lain dapat terjadi.
Aplikasi Arus Transformator
Trafo ini digunakan untuk mengukur daya listrik di pembangkit listrik, industri, stasiun jaringan, ruang kontrol di industri untuk mengukur & menganalisis aliran arus di sirkuit dan juga untuk tujuan perlindungan.
Pertanyaan
1). Apa perbedaan antara CT dan PT?
CT mengubah nilai arus tinggi menjadi nilai arus rendah sedangkan PT mengubah nilai tegangan tinggi menjadi tegangan rendah.
2). Apakah trafo arus merupakan trafo step-up?
Pada prinsipnya CT adalah trafo step-up
3). Mengapa CT dihubungkan secara seri?
CT dihubungkan secara seri melalui saluran untuk mengubah arus saluran ke 1/5 ampere tipikal yang sesuai untuk meteran jika tidak relay. Trafo ini digunakan untuk menghitung arus besar yang mengalir di seluruh konduktor.
4). Berapa rasio CT?
Ini adalah rasio arus primer i/p ke arus sekunder o/p pada beban penuh
5). Mengapa CT digunakan di gardu induk?
Trafo ini digunakan untuk keperluan pengukuran & perlindungan di gardu induk
Jadi, ini semua tentang gambaran umum dari trafo arus yang mencakup definisi, prinsip kerja, konstruksi, berbagai jenis, kesalahan, dan aplikasinya.