Menghitung ALF pada Current Transformer - CT

Menghitung ALF pada Current Transformer - CT - Jika pada postingan sebelumnya kita sudah membahas dan sudah mengenal apa yang dimaksud dengan ALF, pada artikel kali ini akan dibicarakan mengenai cara menetukan ALF yang pas untuk Current Transformer - CT Proteksi yang digunakan.

Ketika sebuah Current Transformer - CT digunakan sebagai proteksi, maka yang kita inginkan adalah sisi sekunder dari Current Transformer - CT tersebut tidak mengalami saturasi pada arus gangguan yang terjadi setidaknya pada nilai arus gangguan yang telah kita setting pada Relay Proteksi. Dari hal diatas, kita harusnya memiliki data seberapa beras arus gangguan yang dapat terjadi dan berapa nilai yang digunakan untuk proteksi tersebut pada Relay Proteksi. Dari dua data tersebut, (besaran arus gangguan dan nilai proteksi), kita dapat menetapkan nilai yang kita butuhkan untuk ALF dari Current Transformer - CT , sehingga Relay Proteksi dapat bekerja sesuai dengan keinginan kita.

Berikut contoh untuk menetukan ALF. Misalkan arus gangguan sebesar 10In (10 kali Arus Nominal). Setelah disesuaikan dengan rating  Current Transformer - CT, maka nilai ALF dari  Current Transformer - CT adalah harus melebihi 10. Dengan mempertimbangkan faktor keamanan (safety factor) maka nilai ALF kita kalikan 1.5 atau 2. Misalkan , nilai SF adalah 2, sehingga ALF yang pas untuk kebutuhan ini  adalah sebesar 20 pada rating primer  Current Transformer - CT.

Dengan pilihan seperti yang dijelaskan diatas, berarti  Current Transformer - CT  tersebut tetap menjaga keakurasiannya pada arus gangguan yang besarnya 20 x arus nominal (In). Dengan ALF sebesar tersebut maka class untuk  Current Transformer - CT Proteksi yang cocok adalah 5P20, dimana 20 adalah nilai ALF nya dan angka 5 adalah persentase keakurasiannya pada nilai ALF tersebut. Arus gangguan diatas kelipatan 20In, keluaran pada sisi sekunder  Current Transformer - CT tersebut akan mengalami distorsi dan akan mempengaruhi kerja relay proteksi.

Disamping penjelasan diatas, berdasarkan referensi "Technical Note ABB - Calculation of the Current Transformer Accuracy Limit Factor" nilai ALF juga dipengearuhi oleh besarnya nilai burden  sisi sekunder Current Transformer - CT dan besarnya nilai burden rangkaian  Current Transformer - CT  kabel + burden alat proteksi).

Dari referensi dokumen diatas nilai real dari ALF dapat menjadi naik atau turun terhadap spesifikasinya berdasarkan nilai burden rangkaian Current Transformer - CT tersebut.

Menghitung Nilai Real ALF Current Transformer - CT

Dari referensi dokumen  "Technical Note ABB - Calculation of the Current Transformer Accuracy Limit Factor" didapat formula untuk Menghitung Nilai Real ALF Current Transformer - CT , sbb :

Dimana :

F_a = Nilai Real ALF

F_n= Nilai Rating ALF (Sesuai Name Plate Current Transformer - CT)

S_in= internal burden sisi sekunder  Current Transformer - CT

S_n = Rating burden Current Transformer - CT  (Sesuai Name Plate)

S_a = Niali burden rangkaian Current Transformer - CT

Semua nilai burden diatas dalam satuan VA, yang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

S =I²R , dimana I adalah Rating sekunder CT

Untuk contoh perhitungannya adalah sebagai berikut  :

Sebuah alat proteksi dengan impedansi sebesar 0.020 Ω terhubung kesisi sekunder Current Transformer - CT dengan koneksi 6 wire, dengan jarak 15 meter menggunakan kabel penghantar dengan luas penampang 4 mm². Tahanan sisi sekunder Current Transformer - CT adalah 0.07 Ω  dengan spesifikasi Current Transformer - CT adalah 300/5A , 5P20 , 10 VA.

Dari data diatas, dapat dihtung nilai F_a = Nilai Real ALF , sbb :

1. Nilai burden rangkain Current Transformer - CT  (S_a ) :

    

    Burden Realy Proteksi   S = I²R ,         

                                                    R =  Impedansi Relay Proteksi : 0.020 Ω 

                                                    I = Rating sekunder CT : 5 A

                                             S = 5²* 0.020 

                                             S = 25 * 0.020

                                             S = 0.5  VA

    Tahanan Kabel              R = ⍴ *  L / A , 

                                        ⍴  = 0.0216 μΩm (tembaga pada 75^o C )

                                             L = 2 X 15 M = 30 meter ( dikali 2 , kabel masuk dan keluarc sekunder CT)

                                             A = luas penampang = 4 mm²

                                             

                                             R = 0.0216  * 30 / 4

                                             R= 0.162 Ω  

    Burden Kabel                 S = I²R ,

                                             S = 5²* 0.162

                                             S = 25 * 0.162

                                             S = 4.05 VA

     Nilai burden rangkain Current Transformer - CT (S_a ) :  0.5 + 4.05 = 4.55 VA

2.  Nilai internal burden sisi sekunder  Current Transformer - CT (S_in) :

                                           S = I²R ,                R = 0.07 Ω 

                                           S = 5² * 0.07

                                           S =  25 * 0.07

                                           S =  1.75 VA

3. F_n= 20 ( 20 dari 5P20)

4. S_n = 10 VA (dari rating CT)]

                                           

Dari kekempat parameter diatas, maka nilai ALF (Fa) adalah :

                                            F_a = F_n* (S_in+ S_n ) / (S_in+ S_a )

                                            F_a = 20 * ( 1.75 + 10 ) / ( 1.75 + 4.55 )

                                            F_a = 37.3

Sehingga nilai ALF Current Transformer - CT sekarang menjadi 37.3

Dari perhitungan diatas, terihat nilai burden rangkaian Current Transformer - CT dapat mempengaruhi besarnya ALF Current Transformer - CT tersebut. Semakin besar nilai S_a  (burden rangkaian Current Transformer - CT) dapat memperkecil nilai ALF. Besarnya nilai Sa tersebut ditentukan oleh nilai tahanan kabel dan nilai tahanan relay proteksi. Dan nilai tahanan kabel dipengaruhi tipe kabel penghantarnya , panjang kabel serta luas penampang kabel tersebut.

Sehingga dari perhitungan diatas, panajng kabel pengukuran, luas penampang kabel, jenis kabel dan tahanan relay proteksi harus menjadi perhatian dalam menetapkan pilihan penggunaan Current Transformer - CT agar Relay Proteksi dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan.

Demikian , semoga bermanfaat.