35 Alur proses pengukuran parameter trafo pada sebuah gardu trafo tiang
menjadi data text yang dapat ditampilkan di web secara sederhana dapat diperlihatkan pada skema sistem EMT pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 Sistem EMT
4.2 Sinyal Masukan Alat Ukur EMT Input Signal
Parameter utama yang diukur oleh EMT adalah arus dan tegangan. Dengan kata lain, arus dan tegangan adalah sinyal masukan input signal pada alat ukur
dan akan diolah oleh ADC. Output ADC berupa sinyal digital akan diolah kemudian oleh mikroprosesor yang keduanya sudah terintegrasi di dalam PM 800.
Akan tetapi, arus dan tegangan harus terlebih dahulu diubah atau diturunkan besarnya ke dalam tegangan kerja ADC 5 Volt sebagai sinyal masukan analog.
4.2.1 Sinyal Masukan Arus
Pada PM 800, rangkaian pengukuran arus berupa resistor shunt dan sudah terintegrasi. Arus yang diukur oleh Trafo CT akan dialirkan melalui rangkaian
yang memiliki resistor terhubung paralel, sehingga keluarannya output berupa sinyal tegangan yang kecil. Gambar rangkaian resistor shunt pada PM 800 dan
rangkaian ekivalennya diperlihatkan pada 4.3.
Universitas Sumatera Utara
36
R S T N V
L-L
= 400V
Is Ir
Io
Vo Ke input
ADC CT
Ro
Gambar 4.3 Rangkaian resistor shunt
�
�
= �
�
× �
�
atau �
�
= �
�
����� �� ×
�
�
dimana : �
�
: tegangan keluaran volt �
�
: arus pada trafo shunt A �
�
: tahanan shunt Ω
Dengan menggunakan rumus diatas dapat diketahui berapa besar tegangan masukan pada ADC pada saat dilakukan pengukuran. Trafo ukur CT Clamp
yang digunakan pada saat pengukuran parameter trafo adalah sebagai berikut: �
�
= 400
������ �
�
= 5
������ ����� �� = 80
Dengan tegangan kerja ADC sebesar 5 volt, maka didapatkan besar nilai tahanan shunt adalah :
5 = �
�
80 × 5
5 �
�
= 400 �
�
= 80 Ω
Pada pengukuran parameter trafo, kapasitas trafo yang diukur adalah 160 kVA. Arus nominal dari trafo tersebut adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
37 �
�������
= ���
�����
√3 × �
���� �� ����
�
�������
= 160 × 10
3
√3 × 400 �
�������
= 230,85 ������
Kita misalkan arus yang diukur pada saat pengukuran adalah sebesar arus nominal, maka dari arus nominal tersebut dapat diketahui arus yang mengalir pada
sisi sekunder trafo ukur adalah: �
�
= �
����� �� �
�
= 230,85
80 = 2,89
������ Dengan menggunakan rumus yang sama, didapatkanah sinyal masukan
tegangan ke ADC adalah sebesar: �
�
= 80
80 × 2,89
�
�
= 2,89 ����
Pada PM800, digunakan ADC 8-bit yang sudah terintegrasi. Dengan demikian, sinyal input diskrit dalam desimal dapat dinyatakan sebagai berikut:
����� ������ = 2
8
− 1 = 255 dengan demikan, besar sinyal masukan tegangan pada pengukuran gardu adalah
sebagai berikut: ����� ������ =
2,89 5
× 255 ����� ������ = 147 bentuk desimal
atau ����� ������ = 10010011 bentuk biner
4.2.2 Sinyal Masukan Tegangan
Rangkaian pengukuran tegangan pada PM 800 menggunakan voltage reducer yang menurunkan tegangan line to neutral 230 Volt ke tegangan kerja
ADC menggunakan power resistor, sehingga keluarannya output juga berupa
Universitas Sumatera Utara
38 sinyal tegangan yang lebih kecil. Gambar rangkaian voltage reducer pada PM 800
dan rangkaian ekivalennya diperlihatkan pada gambar 4.4.
Gambar 4.4 Rangkaian voltage reducer
Beradasarkan Hukum Ohm, tegangan V adalah nilai perkalian arus I dan tahanan R.
� = � × � Dari gambar rangkaian ekivalen voltage reducer diatas, maka nilai Vo
dapat ditentukan dengan persamaan: �
�
= � × �
�
�
�
=
�
�
�+�
�
× �
�
, atau �
�
=
�
�
�+�
�
× �
�
dimana : �
�
: tegangan keluaran volt �
�
: tegangan line to neutral Volt �
�
: tahanan shunt Ohm � : power resistorOhm
Untuk mencari nilai tahanan shunt pada rangkaian voltage reducer juga didapatkan menggunakan persamaan diatas, akan tetapi untuk nilai tegangan Vo
dan Vi digunakanlah nilai yang sesuai data spesifikasi PM800, yaitu sebagai berikut:
�
�
= 347
���� ���� �� ������� � = 5 MΩ
R S T N V
L-L
= 400V
Vi R
Ro Vo
Input ADC
I
Universitas Sumatera Utara
39 Dengan tegangan kerja ADC Vo sebesar 5 volt, maka didapatkan besar
nilai tahanan shunt adalah : 5 =
�
�
5 × 10
3
+ �
�
× 347 25 × 10
3
+ 5 �
�
= 347 �
�
347 �
�
− 5�
�
= 25 × 10
3
�
�
= 25 × 10
3
342 �
�
= 73 Ω
Pada pengukuran parameter trafo, tegangan ���� �� ������� yang diukur
adalah 230 Volt. Dengan menggunakan rumus yang sama, didapatkanah sinyal masukan tegangan ke ADC adalah sebesar:
�
�
=
73 5×10
3
+73
× 230 �
�
= 3,31 ����
Dengan demikian, sinyal input diskrit dalam desimal dapat dinyatakan sebagai berikut:
����� ������ = 2
8
− 1 = 255 dengan demikan, besar sinyal masukan tegangan pada pengukuran gardu adalah
sebagai berikut: ����� ������ =
3,31 5
× 255 ����� ������ = 169 bentuk desimal
atau ����� ������ = 10101001 bentuk biner
Universitas Sumatera Utara
40
4.3 Data Hasil Pengukuran