BAB IV PERHITUNGAN ARUS INRUSH DAN ARUS HUBUNG SINGKAT
PADA SISI PRIMER DAN SEKUNDER TRANSFORMATOR
IV.1. Umum
Transformator Distribusi merupakan suatu alat yang memegang peranan penting dalam sistem distribusi daya listrik. Transformator ini mengubah tegangan
menengah 20 kV ke tegangan rendah 400230 kV. Saat pertama kali transformator dihubungkan terhadap suatu sumber tegangan, maka akan mengalir arus yang cukup
besar dengan periode waktu yang sangat singkat. Nilai arus ini sangat besar bisa mencapai puluhan arus nominalnya. Dan ini yang dinamakan dengan arus inrush.
Gangguan dalam sistem tenaga listrik sering terjadi yang menimbulkan arus gangguan yang besar juga. Arus ini akan merambat ke peralatan lain apabila tidak
ada proteksipengaman peralatan maupun jaringan. Nilai arus gangguan ini juga tergantung pada lokasi gangguan.
Dalam bab ini besar nilai arus inrush dan arus hubung singkat pada trafo yang digunakan PT.PLN Rayon Medan kota akan dihitung dengan memasukkan
data yang diperoleh. Dalam hal ini kapasitas Trafo Distribusi adalah 400 KVA MK 076 yang letaknya dapat dilihat pada lampiran.
Universitas Sumatera Utara
IV.2. Perhitungan Arus Nominal dan Arus Maksimum Transformator
• Data Transformator
Daya : 400KVA, 20kV400V A
primer V
kVA Inom
L L
primer
5 ,
11 3
20 400
3 =
= =
−
A x
sekunder V
kVA Inom
L L
sekunder
4 ,
577 3
400 1000
400 3
= =
=
−
Nilai arus nominal di sisi primer didapat 11,5 A dan disekunder 577,4 A dan Nilai arus maksimum adalah 1,1 x Inominal.
Maka : Arus maksimum diprimer 1,1 x 11,5 = 12,65 Ampere
Arus maksimum disekunder 1,1 x 577,4 = 635,14 Ampere
IV.3. Perhitungan Besar Arus Inrush Maksimum
Data Trafo yang diperoleh : 02
. 20000
400 = =
=
− −
primer V
sekunder V
a
L L
l L
- Diameter inti 20,5 cm maka luas adalah :
Universitas Sumatera Utara
2 2
033 ,
1025 ,
1025 ,
14 ,
3 14
, 3
m A
x x
A xr
A
= =
=
- Tinggi belitan hw = 31cm = 0.31 meter
- Jumlah lilitan primer N
1
= 1818 belitan -
R primer = 9,678 Ω
r sekunder = 0.00397 Ω dilihat pada sisi tegangan rendah
maka dilihat dari sisi tegangan tinggi nilai r adalah :
Ω =
= =
925 ,
9 00397
. 02
. 1
00397 .
1
2 2
r x
r x
a r
Nilai Rtotal = R primer + r sekunder = 9,678 + 9,925
= 19,603 Ω
Untuk Trafo 400kVA Z = 4, XR = 3.33 maka : Xprimer = 3,33 x R primer
= 3,33 x 9,678 = 32,23 Ω
- Nilai B maksimum Bmp adalah :
Universitas Sumatera Utara
Tesla Bmp
Bmp x
x x
x x
Bmp x
x x
xX I
xR I
V Bmp
f xA
xN E
Bmp
primer primer
primer primer
46 ,
1 67
, 13318
06 ,
19518 50
033 ,
1818 44
, 4
23 ,
32 5
, 11
678 ,
9 5
, 11
20000 50
033 ,
1818 44
, 4
. 44
, 4
1 1
1
= =
+ −
= +
− =
=
Nilai Bs fluks jenuh adalah 1,7 Tesla Nilai fluks sisa adalah 0,6 x Bmp = 0,6 x 1,46 tesla = 0,88 Tesla
Maka besar sudut penyala an θ adalah :
1 1
1
105 44
, cos
9 .
46 ,
1 88
, 46
, 1
7 ,
1 cos
9 .
cos
= −
=
−
− =
− −
=
− −
−
x x
B B
B B
k
mp r
mp s
θ
Universitas Sumatera Utara
Dengan mengingat 1 3
, 57
= radian
, maka nilai besar sudut penyalaan θ adalah
radian 83
, 1
3 ,
57 105 =
Nilai puncak arus inrush Iomaks adalah :
1 2
cos 1
2 .
θ −
= Xs
V K
Io
maks
Xs = µo
hw Aw
N
2
x 2 π f
Xs = 4 π x
7
10
−
31 ,
033 ,
1818
2
x
x 2 π 50
Xs = 1387584025 x
7
10
−
Xs =138,76 Ω
Maka nilai Iomaks adalah : rad
x Io
maks
83 ,
1 cos
1 76
, 138
2 20000
15 ,
1 −
=
105 cos
1 76
, 138
2 20000
15 ,
1 −
= x
Io
maks
26 ,
1 232
+ =
maks
Io Ampere
Io
maks
292 =
Karena hubungan di primernya hubungan delta maka nilai arus inrush tiap phasa adalah :
Ampere x
5 ,
168 292
577 ,
= maka Nilai perbandingan arus inrush terhadap
arus nominal adalah : 168,511,5 = 15 kali arus nominal.
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik pada gambar 3.16 didapat bahwa fuse yang digunakan harus mampu menahan arus inrush 15 kali arus nominal selama 0,1 detik.
Artinya kita harus memilih fuse yang mampu menahan arus inrush 15 x nominal selama 0,1 detik.
IV.4. Lama Terjadinya Arus Inrush dan Perkiraan Definite Time Kerja Fuse.
Kategori