MANFAAT PENGGANTIAN CT KELAS 0.5 DENGAN

MANFAAT PENGGANTIAN CT KELAS 0.5 DENGAN KELAS CT 0.5S DI
PELANGGAN BESAR PADA PEMAKAIAN BEBAN RENDAH
oleh:
Maurits A. Paath
PT. PLN (Persero) Wilayah Papua, Cabang Jayapura

Abstrak
Kajian ini difokuskan pada implikasi perbedaan kelas ketelitian CT 0.5S dibandingkan CT 0.5 jika
menggunakan kWh meter kelas 0.5S dan manfaatnya terhadap kenaikan pemakaian energi listrik
khususnya pada beban rendah (5 % arus sekunder) dari arus pengenalnya.
Dari hasil analisa studi kasus (1) dan (2) menggambarkan adanya kenaikan pemakaian energi bila
menggunakan CT 0.5S, yaitu untuk kesalahan positip sebesar 37.23 kWH dan batas kesalahan negatip
sebesar 37.3 kWh.

A. PENDAHULUAN
Dalam meningkatkan proses bisnis kelistrikan maka keandalan penyaluran tenaga
listrik sampai ke titik pelanggan harus diperhatikan secara serius, sehingga konsep
Win-Win Solution dapat terjawab dan menjadi kepuasan bagi pelanggan.
Proses bisnis sampai di titik pelanggan yang dimaksud adalah memperhatikan tingkat
akurasi peralatan pengukuran daya listrik pelanggan khususnya pelanggan besar
pengukuran tak langsung yang menggunakan kWH Meter, CT dan PT sebagai alat

bantu. Maka pemahaman kWH Meter serta alat bantu (CT, PT) sebagai alat ukur
(instrumentation) harus dirubah menjadi sebuah titik transaksi (point of transaction).
Sehingga keuntungan pendapatan kWh (revenue measuring) merupakan orientasi
bisnis yang mendasar bagi PLN dengan menekan sedikit mungkin kerugian yang
dapat terjadi di sistim pengukuran tersebut.

B. LATAR BELAKANG
Pengukuran daya listrik dapat dibedakan sesuai sistim pengukuran dan batasan daya
serta tarif yang dijual oleh PLN, yaitu:
1. Pengukuran langsung 1 fasa dan 3 fasa Tegangan Rendah (TR)
Alat ukur yang digunakan KWH Meter pengukuran langsung dengan batasan
daya 450 VA s/d 33.000 VA
2. Pengukuran tak langsung
Pengukuran tak langsung 3 fasa Tegangan Rendah (TR), Tegangan Menengah
(TM) dan Tegangan Tinggi dengan batasan daya 41.500 VA s/d 8.880 kVA.
Alat- alat ukur yang yang digunakan kWh Meter pengukuran tak langsung, trafo
arus (CT) dan trafo tegangan (PT).
a. Trafo Tegangan (PT)
Mentransformasikan dari tegangan tinggi/menengah ke tegangan rendah guna
pengukuran dan proteksi (tidak dibahas detail).

b. Trafo Arus (CT)
Fungsi trafo arus (CT), adalah mentransformasikan dari arus yang besar ke
arus yang kecil yang kecil guna pengukuran atau proteksi, sebagai isolasi
sirkit sekunder dari sisi primernya dan dan memungkinkan penggunaan
standar arus pengenal untuk alat sisi sekundernya.
Pengenal trafo arus (CT)
Trafo arus (CT) memiliki pengenal primer dan sekunder.
Pengenal primer: 10-12.5-15-20-25-30-40-50-60-75-80 A & kelipatan 10
Pengenal sekunder 1-2-5 A

Single Ratio
Primer/ Sekunder

Single Ratio
Primer / Double
Ratio Sekunder

500 / 5 A

P

K

Contoh:

k
s1
P
K

P
L
l
s2

500 – 1000 / 5 A

k
s1

k

s2

P
L
l
s3

Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT)
Untuk menunjukan kelas ketelitian trafo arus (CT) dinyatatakan dengan
persentasi kesalahannya.
Pada trafo arus (CT) dikenal 2 macam kesalahan, yaitu:
 Kesalahan Perbandingan (ratio error) ε

ε = {Kt x Is – Ip} x 100} / Ip
Kt = Perbandingan Transformasi
Ip = Arus Primer Pengukuran (aktual)
Is = Arus Sekunder Pengukuran (aktual)
 Kesalahan Sudut (phase-angle error) δ
Is

δ2 = Ip

Is

δ1 = +

Pengaruh Kesalahan Sudut Fasa
Kesalahan sudut fasa berpengaruh bila pengukuran menyangkut
besaran arus dan tegangan, misalnya pengukuran daya aktif maupun
daya reaktif, pengukuran energi dan relai arah.serta difrensial rele.
Dimana:
P = Vp x Ip x Cos Q
= Kct x Is x Kpt x Vs x Cos Q = Kct x Kpt x Is x Vs x Cos Q
Kenyataan yang diukur :
P = Kct x Kpt x Is x Vs x Cos Q ( α + γ + β )
Sehingga kesalahan pengukuran tergantung keslahan radio dan
kesalahan sudut.
Is
β
α

γ
Vs

Vp
Q
Ip

 Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT)
Kelas ketelitian untuk tabel (1) dan (2) berlaku dalam kondisi
persentase beban sekunder adalah setiap nilai 25 % sampai 100 %
beban pengenal trafo Arus (CT).

Tabel 1. Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT) untuk Meter 0.1 s/d 1
(Standar IEC 60044-1)

Catatan: beban sekunder adalah setiap nilai 25 % s/d 100%

Tabel 2. Kelas Ketelitian Trafo Arus (CT) untuk Meter Khusus 0.2 S s/d 0.5S
(Standar IEC 60044-1)

Catatan: beban sekunder adalah setiap nilai 25 % s/d 100%
Untuk Tabel 1 & 2 dapat dilihat perbedaan persentasi kesalahan rasio
dan perbedaan waktu serta pergeseran sudut fasa (kotak merah).

C. LANDASAN TEORI

Cos θ = 0.8 = > Tan θ = 0.75
Dari rumus (1), maka untuk pengukuran tak langsung tegangan rendah menjadi:
Ep

ki.E s (1

em ei
100

3438

tan 0.75)

D. ANALISA

1. Studi kasus (1), menggunakan kelas kWh meter 0.5S & CT Kelas 0.5:
Diketahui data–data pelanggan tersambung sebagai berikut:
Pelanggan 3 fasa tersambung dengan Daya 197 kVA (beban seimbang)
kWH meter 3 fasa, Vn: 3 x 220 / 380 V; In : 5 Amp
Menggunakan trafo arus rating: 300/5 A
Beban R,S,T primer: 30 A, Beban R,S,T sekunder: 0.5 A = 5 % Isek
Vfasa-nol: 220 Volt, Cos Q= 0.8, t = 240 jam

Tabel 3. Batas Kesalahan
Instrument
kWH Meter (0.5S)
Trafo Tegangan
- Rasio
- Sudut Fasa (γ)
Trafo Arus (0.5)
- Rasio
- Sudut Fasa (β)
Trafo Arus (0.5S)
- Rasio
- Sudut Fasa (β)

Batas Kesalahan
Beban Penuh
Beban Rendah
Sesuai Kelas
Sesuai Kelas
± 0.5 %
±1%

-

-

± 0.5 %
30'

± 1.5 %
90'

± 0.5 %

30'

± 0.75 %
45'

 Penyelesaian
Untuk batas kesalahan positip:
Dari rumus (1) didapatkan; Φ = γ – β = 0 – 90 = -90
e e
tan 0.75)
Ep ki.Es (1 m i
100
3438
0.5 0.5
90
tan 0.75) 0.9704 .ki.Es
Ep ki.Es (1
100
3438
Batas kesalahan pengukuran positip: 2.9634 %

Untuk mengetahui batas kesalahan positip Ep vs Es untuk beban rendah (%
Isek= 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Primer (Ep)
Fasa

Teg (V)

Ipri (A)

Cos Q

Waktu (t)

Ep (kWh)

L1
L2
L3

220
220
220

30
30
30

0,8
0,8
0,8

240
240
240
kWh Total

1.267,2
1.267,2
1.267,2
3.801,60

Faktor
Kesalahan

Es (kWh)

0,9704
0,9704
0,9704
kWh Total

1.229,7
1.229,7
1.229,7
3.689,07

Kenyataan energi yang diukur:
Energi Sekunder (Es)
Fasa

Teg
(V)

Rasio
CT

Isek
(A)

Waktu
(t)

Cos Q

L1
L2
L3

220
220
220

60
60
60

0,5
0,5
0,5

240
240
240

0,8
0,8
0,8

Kesalahan pengukuran positip, adalah: (Ep-Es )/ Ep x 100% = 2,96 %
 Penyelesaian batas kesalahan negatip
Dari rumus (1) didapatkan; Φ = γ – β = 0 – (+90) = -90

Ep
Ep

em ei
tan 0.75)
100
3438
0.5 0.5
90
ki.Es (1
tan 0.75) 0.9904.ki.Es
100
3438
ki.Es (1

Batas kesalahan pengukuran negatip : + 0.9634 %
Untuk mengetahui batas kesalahan negatip Ep vs Es untuk beban rendah (%
Isek= 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Sekunder (Es)
Teg Rasio
Fasa
(V)
CT
L1
220
60
L2
220
60
L3
220
60

Isek
(A)
0,5
0,5
0,5

Waktu
(t)
240
240
240

Cos Q
0,8
0,8
0,8

Faktor
Kesalahan
0,9904
0,9904
0,9904
kWh Total

E (kWh)
1.255,0
1.255,0
1.255,0
3.765,1

Kesalahan pengukuran negatip, adalah: (Ep-Es) / Ep x 100% = 0,96 %

2. Studi kasus (2), kelas kWh meter Kelas 0.5S & CT Kelas 0.5S:
 Penyelesaian
Untuk batas kesalahan positip:
Dari rumus (1) didapatkan; Φ = γ – β = 0 – 45 = -45

em ei
tan 0.75)
100
3438
0.5 0.5
45
tan 0.75) 0.9802.ki.Es
Ep ki.Es (1
100
3438
Batas kesalahan pengukuran positip : + 1.9817 %
Ep

ki.Es (1

Untuk mengetahui batas kesalahan positip Ep vs Es untuk beban rendah (%Isek
= 5%), sesuai tabel dibawah ini:
Energi Primer (Ep)
Fasa

Teg (V)

Ipri (A)

Cos Q

Waktu (t)

Ep (kWh)

L1
L2
L3

220
220
220

30
30
30

0,8
0,8
0,8

240
240
240
kWh Total

1.267,2
1.267,2
1.267,2
3.801,60

Kenyataan energi yang diukur:
Energi Sekunder (Es)
Teg Rasio
Fasa
(V) CT(ki)
L1
220
60
L2
220
60
L3
220
60

Isek
(A)
0,5
0,5
0,5

Waktu
(t)
240
240
240

Cos Q
0,8
0,8
0,8

Faktor
Kesalahan
0,9802
0,9802
0,9802
kWh Total

E (kWh)
1.242,1
1.242,1
1.242,1
3.726,3

Kesalahan pengukuran positip, adalah: (Ep-Es) / Ep x 100% = 1,98 %
 Penyelesaian batas kesalahan negatip
Dari rumus (1) didapatkan;
Φ = γ – β = 0 – (+45´) = -45´

em ei
tan 0.75)
100
3438
0.5 0.5
45
Ep ki.Es (1
tan 0.75) 1.0002 ki.Es
100
3438
Batas kesalahan pengukuran negatip = - 0.0183 %
Ep
.

ki.Es (1

Untuk mengetahui batas kesalahan negatip Ep vs Es untuk beban rendah (%
Isek= 5%), sesuai tabel dibawah ini:

Energi Sekunder (Es)
Teg Rasio
Fasa
(V)
CT
L1
220
60
L2
220
60
L3
220
60

Isek
(A)
0,5
0,5
0,5

Waktu
(t)
240
240
240

Cos Q
0,8
0,8
0,8

Faktor
Kesalahan
1,0002
1,0002
1,0002
kWh Total

E (kWh)
1.267,5
1.267,5
1.267,5
3.802,4

Kesalahan pengukuran negatip, adalah: (Ep-Es)/Ep x 100% = - 0,02 %

Hasil analisa studi kasus (1) dan (2) perbandingan energi primer (Ep) dan energi
sekunder (Es) kelas CT 0.5 dan CT 0.5S pada beban rendah 5 %, adalah sebagai
berikut:
Untuk kelas CT 0.5;

kelas CT 0.5S

Error positip= 0.9704 (+2.9 %)

Error positip= 0.9802 (+1.98 %)

Error negatip= 0.9904 (+0.96 %)

Error negatip= 1.0002 (-0.02 %)

Jika dibandingkan dengan persentase batas ketelitian kWH meter sebesar ±1%
pada beban rendah dan ±0,5 % pada beban penuh, maka batas persentase CT
0,5S adalah ± 1,9817% cenderung mendekati persentase batas kesalahan kWh
meter ±1% dan batas persentase CT 0,5 adalah 2,9 % untuk kesalahan positip.

Untuk kesalahan sudut fasa positip adalah dimana vektor arus/tegangan
sekunder mendahului arus/tegangan primer. Bila trafo arus

tersebut

dihubungkan ke kWH Meter akan berakibat vektor arus dalam kWH Meter
tertinggal dari vektor tegangannya maka kesalahan sudut fasa pada trafo arus
positip, mengakibatkan pembacaan kWH Meter cenderung naik. Akibat arus
eksitasi yang bersifat magnetik maka arus sekunder pada trafo arus akan
cenderung mendahului arus primernya. Karena itu kesalahan sudut fasa trafo
arus akan selalu positip.

Selisih dari kesalahan pengukuran kelas CT 0.5S vs kelas 0.5 untuk batas
kesalahan pada beban 1%, 20 %, 100 %, dan 120 % sesuai formulasi diatas
table (4) dibawah ini:

Tabel 4. Justifikasi Selisih Batas Kesalahan Pengukuran CT 0.5 vs 0.5S
Terhadap kWH Meter EDMI-Genius Kelas 0.5S
Batas Kesalahan

Batas Kesalahan

Batas Kesalahan

Batas Kesalahan

Batas Kesalahan

Pengukuran

Pengukuran

Pengukuran

Pengukuran

Pengukuran

Terhadap Eprimer
(%)

Terhadap Eprimer
(%)

Terhadap Eprimer
(%)

Terhadap Eprimer
(%)

Terhadap Eprimer
(%)

Beban 1 %
(Beban Rendah)

Beban 5 %
(Beban Rendah)

Beban 20 %
(Beban Rendah)

Beban 100 %
(Beban Penuh)

Beban 120 %
(Beban Penuh)

Akurasi

Positip

Negatip

Positip

Negatip

Positip

Negatip

Positip

Negatip

Positip

Negatip

-

-

0.9704

0.9904

0.9802

1.0002

0.9835

1.0035

0.9835

1.0035

-

-

2.9634

0.9634

1.9817

(0.0183)

1.6545

(0.3455)

1.6545

(0.3455)

Klas
0.5

0,5S
Selisih
tdk
terukur

0.9704

0.9904

0.9802

1.0002

0.9835

1.0035

0.9835

1.0035

0.9835

1.0035

2.9634

0.9634

1.9817

(0.0183)

1.6545

(0.3455)

1.6545

(0.3455)

1.6545

(0.3455)

0.9704

0.9904

0.0098

0.0098

0.0033

0.0033

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

E. PENUTUP
1.

Kesimpulan
a.

Perbandingan tingkat kelas ketelitian untuk CT 0.5S adalah mampu
mengukur beban rendah sampai 1% sedangkan CT 0.5 tidak dapat mengukur.

b.

Pada beban rendah 1%, 5% dan 20% pergeseran sudut dan waktu untuk CT
0.5S lebih kecil dibandingkan CT 0.5 (lihat table 1 & 2)

c.

Persentase batas kelas ketelitian pengukuran untuk CT 0.5S sama dengan
persentase batas kelas ketelitian meter pada beban 20%.

d.

Kerugian akibat selisih pengukuran energi listrik karena perbedaan kelas
ketelitian kWH Meter 0.5S dan CT 0.5 terpasang dapat ditekan bila
menggunakan CT 0.5S.

2.

Saran
1.

Diusulkan agar dalam perencanaan serta pemasangan APP (kWH Meter dan
CT), untuk kelas ketelitiann dan spesifikasinya harus sama.

2.

Guna menganalisa serta mengetahui secara akurat kesalahan rasio (% ratio
error)

dan

kesalahan

sudut

(phase-angle

error)

serta

persentasi

perkembangan beban rendah dari 1 % s/d 20 % di trafo arus (CT) dibutuhkan
CT Analyzer.

DAFTAR PUSTAKA
1. SPLN 76:1987, Transformator Arus, Standar Perusahaan Umum Listrik Negara
2. SPLN 60-7:1992, Kamar Uji Instrumen Ukur Listrik, Standar Perusahaan Listrik
Negara.
3. J. Soekarto. Trafo Arus dan Trafo Tegangan
4. Bonggas L. Tobing, Peralatan Tegangan Tinggi, Penerbit PT. Gramedia Pustaka
Utama, Jakarta, 2003
5. Ken Sonnenberg, Current & Voltage Transformers Basic, GE Multilin / Intrument
Transformer, Inc
6. CR MAGNETICS, INC, CURRENT TRANSFORMERS, An Analysis of Ratio and
Phase Angle Error, St. Louis 63122 USA
(http:www.crmagnetics.com/Newprod/error.asp)
7. SQUARE D, Schneider Electric, Instrument Transformer, 600V-Indoor Type,
Current and Voltage.
8. Annonymous, Current Transformer
9. Rudolf Current Transformer, Current Transformer
10. Norbert J. Ackermann, Jr, CEO, Spinlab, CURRENT TRANSFORMER, Basics of
Operation snd In-Service Testing,
11. Knoop Incorporated, ANSI Standar Burden Sets (Voltage and Current),
(http://www.knooppinc.com/ansi.htm)
12. Chris Werstiuk, Back to the Basics-Current Transformer Testing, Valence USA