Dasar Trafo Arus atau Current Transformer (CT)
Komponen trafo arus mengurangi arus tegangan tinggi ke nilai yang jauh lebih rendah dan menyediakan cara yang nyaman untuk secara aman memantau arus listrik aktual yang mengalir dalam saluran transmisi AC menggunakan ammeter standar. Prinsip operasi dasar trafo arus sedikit berbeda dari trafo daya biasa.
Berbeda dengan trafo daya atau tegangan yang dilihat sebelumnya, trafo arus hanya terdiri dari satu atau sangat sedikit putaran sebagai belitan utamanya. Belitan primer ini dapat berupa putaran datar tunggal, gulungan kawat tugas berat yang melilit inti atau hanya sebuah konduktor atau batang bus yang ditempatkan melalui lubang pusat seperti yang ditunjukkan.
Karena jenis pengaturan ini, trafo arus sering juga disebut sebagai “transformator seri” sebagai belitan primer, yang tidak pernah memiliki lebih dari beberapa putaran, dalam rangkaian dengan konduktor pembawa arus yang memasok beban.
Namun belitan sekunder, mungkin memiliki sejumlah besar lilitan yang memutar wound pada inti berlapis dari bahan magnetis low-loss. Inti ini memiliki luas penampang yang besar sehingga kerapatan fluks magnetis yang dibuat rendah menggunakan kawat luas penampang yang jauh lebih kecil, tergantung pada seberapa banyak arus yang harus diundurkan saat mencoba untuk menghasilkan arus yang konstan, terlepas dari yang terhubung beban.
Belitan sekunder akan memasok arus baik ke short-circuit, dalam bentuk ammeter, atau ke dalam beban resistif sampai tegangan yang diinduksi dalam sekunder cukup besar untuk menjenuhkan inti atau menyebabkan kegagalan dari kerusakan tegangan berlebih.
Tidak seperti trafo daya/tegangan, arus primer trafo arus tidak tergantung pada arus beban sekunder tetapi dikontrol oleh beban eksternal. Arus sekunder biasanya diberi peringkat pada standar 1 Ampere atau 5 Ampere untuk peringkat arus primer yang lebih besar.
Jenis Trafo Arus (CT)
Ada tiga jenis trafo arus: wound, toroidal dan batang.
- Trafo Arus Wound – Belitan primer transformator secara fisik terhubung secara seri dengan konduktor yang membawa arus terukur yang mengalir dalam rangkaian. Besarnya arus sekunder tergantung pada rasio belitan transformator.
- Trafo Arus Toroidal – Ini tidak mengandung belitan primer. Alih-alih, garis yang membawa arus yang mengalir dalam jaringan diulir melalui jendela atau lubang di trafo toroidal. Beberapa arus transformator memiliki “inti split” yang memungkinkannya untuk dibuka, dipasang, dan ditutup, tanpa memutus rangkaian ke mana mereka terpasang.
- Trafo Arus Batang – Jenis arus transformator menggunakan kabel aktual atau bus-bar dari rangkaian utama sebagai belitan utama, yang setara dengan putaran tunggal. Mereka sepenuhnya terisolasi dari tegangan operasi tinggi sistem dan biasanya dibaut ke perangkat pembawa arus.
Trafo arus dapat mengurangi atau “mengecilkan” level arus dari ribuan ampere ke output standar dari rasio yang diketahui menjadi 5 Amps atau 1 Amp untuk operasi normal. Dengan demikian, instrumen dan perangkat kontrol yang kecil dan akurat dapat digunakan dengan trafo arus karena mereka terisolasi dari kabel listrik bertegangan tinggi. Ada berbagai aplikasi pengukuran dan penggunaan untuk trafo arus seperti dengan Wattmeter, meter faktor daya, meter watt-clock, relai protektor, atau sebagai trip coil dalam pemutus sirkuit magnetis, atau MCB.
Kontruksi Trafo Arus (CT)
Umumnya trafo arus dan amperemeter digunakan bersama-sama sebagai pasangan yang cocok di mana desain trafo arus adalah untuk memberikan arus sekunder maksimum yang sesuai dengan defleksi skala penuh pada ammeter. Pada kebanyakan trafo arus, perkiraan rasio putaran terbalik ada di antara dua arus pada gulungan primer dan sekunder. Inilah sebabnya mengapa kalibrasi trafo arus umumnya untuk jenis ammeter tertentu.
Kebanyakan trafo arus memiliki peringkat sekunder standar 5 amp dengan arus primer dan sekunder dinyatakan sebagai rasio seperti 100/5. Ini berarti bahwa arus primer 20 kali lebih besar dari arus sekunder sehingga ketika 100 amp mengalir di konduktor primer akan menghasilkan 5 amp yang mengalir di belitan sekunder. Trafo arus dari 500/5, akan menghasilkan 5 amp di sekunder untuk 500 amp di konduktor utama, 100 kali lebih besar.
Dengan meningkatkan jumlah gulungan sekunder, Ns, arus sekunder dapat dibuat jauh lebih kecil dari arus dalam rangkaian primer yang diukur karena dengan meningkatnya Ns, turun dengan jumlah yang proporsional. Dengan kata lain, jumlah putaran dan arus pada gulungan primer dan sekunder dihubungkan dengan proporsi terbalik.
Sebuah trafo arus, sama seperti transformator lainnya, harus memenuhi persamaan amp-turn dan kita tahu dari tutorial kami tentang Trafo Daya/Tegangan wound ganda bahwa rasio ini sama dengan:
dari mana kita mendapatkan:
Rasio arus akan menetapkan rasio putaran dan karena primer biasanya terdiri dari satu atau dua putaran sementara sekunder dapat memiliki beberapa ratus putaran, rasio antara primer dan sekunder dapat cukup besar. Misalnya, asumsikan bahwa peringkat arus belitan primer adalah 100A. Belitan sekunder memiliki peringkat standar 5A. Kemudian rasio antara arus primer dan sekunder adalah 100A-to-5A, atau 20: 1. Dengan kata lain, arus primer 20 kali lebih besar dari arus sekunder.
Namun perlu dicatat, bahwa arus trafo yang diberi peringkat 100/5 tidak sama dengan yang diberi peringkat 20/1 atau subdivisi 100/5. Ini karena rasio 100/5 menyatakan “peringkat arus input/output” dan bukan rasio aktual dari arus primer ke arus sekunder. Perhatikan juga bahwa jumlah putaran dan arus pada gulungan primer dan sekunder terkait dengan proporsi terbalik.
Tetapi perubahan yang relatif besar dalam rasio putaran arus trafo dapat dicapai dengan memodifikasi putaran primer melalui jendela trafo arus di mana satu putaran primer sama dengan satu lintasan dan lebih dari satu lintasan melalui jendela menghasilkan rasio listrik yang dimodifikasi.
Jadi misalnya, trafo arus dengan hubungan katakanlah, 300/5A dapat dikonversi ke yang lain dari 150/5A atau bahkan 100/5A dengan melewatkan konduktor utama utama melalui jendela interiornya dua atau tiga kali seperti yang ditunjukkan. Ini memungkinkan trafo arus bernilai lebih tinggi untuk menyediakan arus output maksimum untuk ammeter bila digunakan pada saluran arus primer yang lebih kecil.
Rasio Putaran Primer Trafo Arus
Contoh: Trafo Arus (CT) No.1
Jenis Penjepit Trafo Arus (CT)
){kind=link}