Sebagaimana dibahas pada materi sebelumnya tentang prinsip kerja trafo arus, hasil transformasi dari arus yang mengalir di sisi primer tidak seluruhnya tertransformasi dengan baik di sisi sekunder.
Dibutuhkan arus eksitasi untuk bisa mentransformasikan arus primer menjadi arus sekunder. Arus eksitasi tersebut akan menimbulkan penyimpangan hasil pengukuran. Penyimpangan tersebut biasa dikenal dengan istilah kesalahan transformasi atau kesalahan perbandingan (ratio error) dan juga pergeseran sudut atau fasa yang dikenal dengan istilah phase displacement error.
Terdapat beberapa standar internasional yang mendefinisikan batasan-batasan maksimal dari kesalahan transformasi yang harus dipenuhi oleh trafo arus. Pada pembahasan kali ini, kita akan membahas standar internasional yang paling banyak digunakan di Indonesia, yaitu standar IEC60044-2. Standar ini banyak digunakan oleh trafo arus yang digunakan oleh PT PLN. Standard terbaru dari IEC60044-2 adalah IEC61869-2
Batas Kesalahan Trafo Arus Untuk Pengukuran.
Standar IEC61869-2 yang mengatur tentang batasan kesalahan sebuah trafo arus ditunjukan pada tabel dibawah ini.
Tabel1 dibawah ini adalah batas kesalahan tertinggi yang diperbolehkan oleh trafo arus untuk keperluan pengukuran atau billing.
Penjelasan singkat:
- Kelas 0.1 –> biasa digunakan untuk keperluan laboratori atau penelitian yang membutuhkan tingkat ketelitian yang tinggi.
- Kelas 0.2 dan 0.5 –> biasa digunakan untuk keperluan meter pelanggan atau billing.
- Kelas 1 dan 3 –> biasa digunakan untuk keperluan industri.
Terdapat kelas spesial atau khusus yang mempunyai batasan jangkauan ketelitian yang lebih lebar seperti ditunjukan pada tabel2 dibawah ini.
Untuk keperluan yang lebih umum dan tidak diperlukannya tingkat ketelitian yang tinggi serta tidak diperhatikannya faktor pergeseran sudut atau phease displacement error, maka disediakan kelas akurasi sesuai tabel3 dibawah ini.
Catatan:
- Tabel diatas berlaku untuk jangkauan beban dari 25% beban pengenal (rated burden) hingga 100% beban pengenal (rated burden).
- Kelas metering biasanya diikuti juga dengan parameter FS (Safety Factor). Parameter ini erat kaitannya dengan fungsi trafo pengukuran untuk mampu melindungi peralatan ukur yang terhubung dengannya pada saat terjadi arus lebih.
Karakteristik Trafo Arus Untuk Pengukuran.
Trafo arus untuk keperluan pengukuran harus memenuhi beberapa kriteria tertentu, diantaranya:
- Tingkat kesalahan di jangkauan arus dan beban kerjanya.
Trafo arus untuk pengukuran harus memiliki tingkat kesalahan yang kecil pada daerah atau jangkauan arus kerjanya (normal operating range) dan juga beban kerjanya (rated burden). Parameter yang terkait dengan kriteria ini adalah rasio pengenal (rated ratio), kelas akurasi (accuracy Class) dan beban pengenal (rated burden).
Gambar1 dibawah ini adalah hubungan antara arus yang mengalir di sisi primer dengan tingkat kesalahan transformasinya.
Dari gambar1 di atas terlihat bahwa tingkat kesalahan akan semakin membesar jika arus primer sebenarnya menjauhi arus primer pengenalnya (rated primary current).
- Tingkat Tegangan Jenuh atau Saturasi Yang Rendah.
Tingkat tegangan jenuh atau saturasi yang rendah menjadi syarat utama kehandalan dari trafo arus untuk keperluan pengukuran. Dengan rendahnya nilai tegangan jenuh atau saturasi, maka trafo arus akan mampu memberikan tingkat keselamatan tinggi yang lebih baik kepada rangkaian atau komponen yang dihubungkan dengan terminal sekunder dari trafo tersebut, misalnya watt meter atau ampere meter. Tingkat tegangan jenuh atau saturasi dapat diketahui dari parameter faktor keamanan atau safety factor (FS). .
Gambar2 dibawah ini adalah perbandingan tegangan saturasi antara trafo arus untuk pengukuran dan trafo arus untuk proteksi.
Dari gambar2 diatas terlihat bahwa pada trafo arus untuk pengukuran memiliki tegangan saturasi yang lebih rendah dibandingkan trafo arus untuk proteksi.
Memahami Spesifikasi Kelas Ketelitian dari Trafo Arus Untuk Pengukuran.
Dari 2 kriteria yang disebutkan di atas, yaitu tingkat kesalahan dan tingkat tegangan jenuh atau saturasi, maka dapat dirumuskan bahwa terdapat 4 parameter yang perlu diketahui dan saling terkait antara satu parameter dengan parameter lainnya dari sebuah trafo arus untuk pengukuran, yaitu:
- Rasio Pengenal (Rated Ratio), misal 500/5A
Rasio pengenal adalah perbandingan dari arus primer pengenal dengan sekunder pengenal. Dari parameter tersebut kita bisa mengetahui nilai arus primer pengenal dan arus sekunder pengenal dari trafo arus tersebut. Pada contoh diatas, nilai arus primer pengenalnya adalah 500A dan arus sekunder pengenalnya adalah 5A.
- Kelas akurasi (Accuracy Class), misal: 0.2
Kelas akurasi menunjukan tingkat kesalahan dari trafo arus tersebut dalam mentransformasikan arus primer menjadi arus sekunder. Satuan dari kelas akurasi dalam Persen (%). Pada contoh diatas, kelas akurasi (accuracy Class) adalah 0.2, artinya Trafo arus tersebut memiliki tingkat kesalahan lebih kecil dari 0.2%.
- Beban pengenal (Rated Burden), misal: 20VA
Beban pengenal (rated burden) adalah besarnya total impedansi rangkaian sekunder yang mampu ditanggung oleh trafo arus sehingga tidak kehilangan batas-batas maksimal kesalahan yang telah ditetapkan.
Total impedansi rangkaian sekunder yang dimaksud adalah resistansi dari kabel, terminal konektor dan juga alat ukur. Jika digambarkan secara grafis, pengertian dari burden atau beban pada trafo arus ditunjukan pada gambar3 dibawah ini.
- Faktor Keamanan (Safety Factor, FS), misal: FS5
Faktor keamanan atau safety factor adalah parameter yang terkait dengan nilai tegangan saturasi. Sebagai contoh, jika sebuah trafo arus untuk pengukuran memiliki spesifikasi FS5, artinya trafo tersebut akan mulai mengalami tegangan jenuh atau saturasi ketika arus yang mengalir disisi primer sebesar 5 kali dari arus pengenalnya.
Referensi:
- Current Transformer, ALSTOM
- Standar IEC60044-1 Tentang Trafo Arus, versi terbaru dari standard ini adalah IEC61869-2
Untuk kritik dan saran atau pertanyaan, bisa kirim ke bmseti4wan@gmail.com