CIRCUIT FOR MEASURING THE TRANSFORMATION RATIO OF A VOLTAGE TRANSFORMER AT VARIOUS PRIMARY VOLTAGES AND LOADS ~ Kiky Prasetiadi M

I. Judul

Circuit for measuring the transformation ratio of a voltage transformer at various primary voltages and loads.

II. Tujuan

Setelah melakukan praktik ini diharapkan dapat:

· Memahami circuit for measuring the transformation ratio of a voltage transformer at various primary voltages and loads.

· Merangkai circuit for measuring the transformation ratio of a voltage transformer at various primary voltages and loads.

III. Landasan Teori

Trafo Tegangan

1. Fungsi

Mentransformasikan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah guna pengukuran atau proteksi dan sebagai isolasi antara sisi tegangan yang diukur / diproteksikan dengan alat ukurnya / proteksinya.

Contoh : (150.000/V3) / (100/V3) V, (20.000/V3) / (100/V3). 20.000/100 V

15.000/V3 = E1 Merupakan Tegangan Primer

100/V3 = E2 Merupakan Tegangan Sekunder

E1/E2 = N1/N2 = a

N1 > N2 (N1 jumlah lilitan primer, N2 jumlah lilitan sekunder)

a : Perbandingan transformasi merupakan nilai yang konstan

2. Jenis Trafo Tegangan

· Trafo tegangan dengan inti besi seperti transformator biasa umumnya untuk tegangan rendah sampai dengan tegangan tinggi

· Trafo tegangan dengan kapasitor, di sadap pada tegangan menengah, kemudian diturunkan dengan transformator ke tegangan rendah, umumnya digunakan pada tegangan tinggi dan tegangan ekstra tinggi (Capasitive Voltage Transformer, CVT).

3. Jenis - Jenis Trafo Tegangan:

A. Dipasang antara fase dan fase

B. Dipasang antara fase dan tanah

C. Trafo tegangan dengan 3 lilitan, lilitan ke tiga untuk relai gangguan bumi

D. Trafo tegangan dengan 3 lilitan, lilitan ke dua untuk relai ke 1 dan meter, lilitan ke tiga untuk relai ke dua

Tegangan Sekunder (Volt) ; 100 Atau 110 ; 100/V3 Atau 110/V3 ; 100/3 Atau 110/3 ; 120 Atau 120/V3

4. Trafo tegangan dengan 2 pengenal sekunder

Contoh :

A. (150.00/V3) / (100/V3) - (100/V3) V

Rangkaian sekunder 2 buah yang dapat mempunyai karakteristik yang berbeda

B. (20.000/V3) / (100/V3) - (100/3) V

100/3 V digunakan untuk mendapatkan tegangan urutan nol, dan pada saat gangguan 1 fase ke bumi V₀ menjadi 100 V maksimum

Penandaan:

Primer : P1 dan P2

Sekunder : pertama 1S1 – 2S2 untuk pengukuran dan proteksi pengaman cadangan Kedua 2S1 – 2S2 untuk proteksi pengaman utama

Masing - masing sekunder dapat mempunyai klas ataupun beban mempunyai klas ataupun burden (beban) sama atau berbeda

PT dengan 2 sekunder yang sama khususnya digunakan pada GI tegangan ekstra tinggi.

Klas ketelitian (IEC 186/1987)

Pada PT dikenal kesalahan yaitu :

Kesalahan perbandingan

Ε=KN VS-VP/VP *100%

KN : Perbandingan Transformasi Nominal

PT (20.000/V3) / (100/V3) V KN = 200

Penggunaan PT dibedakan untuk pengukuran dan untuk sistem proteksi:

A. Trafo tegangan untuk pengukuran

· Untuk pengukuran teliti untuk daerah kerja pada tegangan dari 80 % sampai 120 % dari tegangan pengenal

· Untuk sistem proteksi relatif ketelitiannya lebih rendah, tetapi untuk daerah kerja dari 5 % sampai 190 % tegangan pengenalnya. Dan pada 2 % tegangan pengenalnyapun kesalahan masih tertentu

Standar klas ketelitian PT untuk pengukuran ialah :

0,1 - 0,2 - 0,5 - 1,0 - 3,0

dan batas kesalahannya seperti tabel 1

Tabel 1 (Batas kesalahan transformasi dan pergeseran sudut untuk PT pengukuran)

KLAS	% KESALAHAN RASIO TEGANGAN +/-	PERGESERAN SUDUT +/- (MENIT)
0,1	0,1	5
0,2	0,2	10
0,5	0,5	20
1,0	1,0	40
3,0	3,0	-

Untuk setiap tegangan dari 80 % sampai 120 % tegangan pengenal dengan beban 25 sampai 100 % beban pengenal pada faktor daya 0,8 tertinggal.

IV. Alat-alat

· Power supply

· Transformer tegangan 1 fasa

· Beban

· Voltmeter

· Kabel penghubung

V. Gambar Rangkaian

VI. Tabel Data

Tabel 1

Pengukuran trafo tegangan satu fase dengan tegangan input dari 20 volt sampai 220 volt:

U 1.1 - 1.2 (V):	20	60	100	140	180	220
U 2.1 - 2.2 (V):	5	15	25	35	45	55
Voltage error (%):	2.85	2.85	2.85	2.85	2.85	2.85
U 3.1 – 3.2 (V):	3	8	14	20	25	31
Voltage error (%):	-5.61	-5.72	-5.67	-5.65	-5.68	-5.67

Tabel 2

Pengukuran tegangan sekunder U 2.1-2.1 dengan nilai beban bervariasi pada tegangan primer 220 volt:

Load (%):	100	80	60	40	20	0
U2 (V):	55	55	55	55	55	55

Pengukuran tegangan sekunder pada U2 dengan beban variabel 400 Ω dan U3 dengan beban 220 Ω :

U2; R=400 Ω → V=55 volt

U3; R=220 Ω → V=31 volt

Perhitungan daya semu S2 dan S3:

S=U²/R

S2=55²/400=7,5 VA

S3=31²/220=4,3 VA

VII. Analisa

Berdasarkan hasil pengukuran Tabel 1, dapat diketahui bahwa terdapat hubungan saling mempengaruhi antara rasio transformasi terhadap pembacaan tegangan serta dalam keadaannya memiliki beban yang diatur secara variable oleh variable resisitor, hal ini membuktikan secara universal dari hukum Ohm bahwa terdapat suatu hubungan keterkaitan antara tegangan, arus dan beban yang mana hubungan antara arus dan tegangan adalah berbanding lurus sedangkan kaitan antara beban dan arus adalah berbanding terbalik dengan keadaaan dari tegangan yang konstan.

Pada pengukuran tabel 2 tegangan pada U2 stabel (tetap 55 V) walaupun beban varibel berubah rubah dari 100% - 0% ini di karenakan trafo tegangan dalam keadaan baik.

Pada pengukuran terakhir yaitu pengukuran U2 dan U3 di mana U2 di beri tahanan 400 Ω dan U3 di beri tahanan 220 Ω. Terukur tegangan pada U2=55 volt dan tegangan pada U3=31 volt. Tegangan pada U2 lebih besar dari U3 walaupun tahanan yang terpasang pada U2 lebih besar dari pada tahanan yang terpasang pada U3, ini di karenakan rasio pada U2 lebih kecil dari pada rasio pada U3. Dimana rasio berbanding terbalik dengan tegangan, apabila rasio lebih kecil maka tegangan lebih besar. Sehingga menyebabkan daya pada S2 lebih besar daripada S3.

VIII. Kesimpulan

· Rasio transformasi mempengaruhi tegangan.

· Apabia trafo tegangan baik maka nilai tegangan sekunder tetap walaupun tahanannya berubah rubah.

· Rasio transformasi mempengaruhi daya semu pada sisi sekunder.