Keterangan
1. Apa yang dimaksud dengan arus masuk?
Arus masuk, juga dikenal sebagai arus masuk magnetisasi, mengacu pada lonjakan arus tinggi sesaat yang terjadi pada belitan primer transformator pada saat transformator diberi energi tanpa beban (yaitu, ketika satu belitan dihubungkan ke sumber listrik dan belitan lainnya terbuka). Arus ini awalnya mencapai puncak yang sangat tinggi tetapi menurun dengan cepat.
Besarnya arus ini jauh lebih besar dari arus pengenal trafo, kadang mencapai 5 sampai 15 kali lipat arus pengenal (untuk trafo besar bahkan bisa mencapai 20 kali lipat). Namun, durasinya sangat singkat, biasanya menurun menjadi arus tanpa beban normal (biasanya hanya 0,5% hingga 2% dari arus terukur) dalam waktu puluhan hingga ratusan milidetik.
Secara sederhana, ini seperti membuka katup air di sebuah kolam besar yang kosong secara tiba-tiba: pada awalnya, terjadi gelombang air yang sangat besar, tetapi air tersebut dengan cepat menjadi stabil. Arus masuk adalah 'gelombang air yang sangat besar'.
2. Apa penyebab arus masuk?
Penyebab mendasar arus masuk saat ini melibatkan interaksi dua faktor utama:
- - Saturasi magnetik inti transformator
- - Keacakan momen peralihan (fase tegangan)
3. Karakteristik Utama Arus Masuk
- - Magnitudonya sangat besar: Dapat mencapai 5-15 kali arus pengenal.
- - Berisi sejumlah besar komponen non-periodik (DC) dan harmonik yang lebih tinggi: Bentuk gelombang menyimpang secara signifikan dari gelombang sinus, condong ke arah sumbu waktu, dengan kandungan harmonik kedua yang tinggi. Karakteristik ini sering digunakan dalam proteksi relai untuk membedakan arus masuk dan arus gangguan.
- - Peluruhan cepat: Karena hambatan pada belitan, komponen DC transien meluruh secara eksponensial. Arus masuk umumnya meluruh dalam waktu 0,1-0,5 detik. Semakin besar kapasitas trafo maka waktu peluruhannya akan semakin lama.
- - Ketidakpastian: Besarnya arus masuk bergantung pada fase tegangan dan sisa magnet inti pada saat penutupan, keduanya bersifat acak. Oleh karena itu, besaran dan bentuk gelombang arus masuk dapat bervariasi pada setiap penutupan.
4. Pengaruh Arus Masuk dan Penanggulangannya
Efek:
- - Dapat memicu operasi yang salah pada proteksi diferensial transformator atau proteksi arus berlebih, yang menyebabkan kegagalan penutupan.
- - Menghasilkan gaya elektrodinamik yang besar, yang dapat mengubah bentuk atau merusak belitan.
- - Menyebabkan penurunan tegangan pada jaringan listrik, mempengaruhi pengoperasian peralatan lain di bus yang sama.
Penanggulangan:
- Teknologi pengenalan relai: Menggunakan fitur arus masuk yang mengandung harmonik kedua dalam jumlah besar, 'pengekangan harmonik kedua' dapat diatur dalam perlindungan diferensial untuk mencegah trip palsu.
- Mengontrol fase penutupan (teknologi peralihan tersinkronisasi): Dengan menutup sakelar pada tegangan puncak dengan sakelar cerdas, fluks keadaan-stabil awal adalah nol, yang dapat meminimalkan arus masuk.
- Menutup dengan resistansi seri: Pertama, sambungkan rangkaian melalui resistor untuk membatasi arus masuk, lalu hubungan pendek-resistor dengan pemutus.
Ringkasan
Arus masuk transformator terjadi ketika rangkaian ditutup pada momen yang tidak menguntungkan, seperti pada titik perpotongan tegangan nol-, dikombinasikan dengan sisa magnet di inti, menghasilkan fluks magnet transien yang jauh melebihi nilai normal, menyebabkan saturasi dalam pada inti dan menghasilkan arus besar seketika. Ini adalah fenomena transien elektromagnetik yang melekat pada transformator, bukan kesalahan.
