Sistem tenaga beroperasi seperti orkestra simfoni yang megah, dengan berbagai komponen bekerja selaras untuk menyalurkan energi. Namun, seperti halnya orkestra dapat mengalami nada yang sumbang, sistem kelistrikan menghadapi gangguan yang merusak. Ketika terjadi hubungan arus pendek atau gangguan pentanahan dalam jaringan listrik—mirip dengan suara bising yang mengganggu pertunjukan musik—mereka dapat mengganggu operasi, merusak peralatan, dan menimbulkan bahaya keselamatan. Untuk segera mendeteksi dan menghilangkan gangguan ini, sistem proteksi diferensial dikembangkan, dengan transformator arus split-phase yang berfungsi sebagai komponen kritisnya.

Transformator arus split-phase adalah instrumen khusus yang terutama digunakan dalam proteksi diferensial sistem tenaga. Tidak seperti transformator arus konvensional, mereka memiliki dua lilitan atau kumparan independen, masing-masing menerima sinyal arus dari satu fase sistem tenaga. Dengan membandingkan arus dari lilitan ini, sistem dapat mendeteksi anomali termasuk gangguan pentanahan, hubungan pendek fase-ke-fase, atau penurunan kinerja. Setelah mendeteksi anomali, sistem proteksi segera aktif untuk mengisolasi sirkuit yang rusak, menjaga keselamatan peralatan dan personel.

Transformator arus split-phase beroperasi berdasarkan Hukum Arus Kirchhoff. Dalam kondisi normal, arus yang mengalir melalui kedua lilitan tetap sama besarnya tetapi berlawanan arah, menghasilkan arus diferensial nol. Ketika terjadi gangguan internal—seperti gangguan pentanahan—keseimbangan arus antara lilitan rusak, menghasilkan arus diferensial yang terukur. Sistem proteksi menganalisis besaran dan arah arus ini untuk menentukan jenis dan lokasi gangguan, kemudian mengeluarkan perintah trip untuk memutuskan sirkuit yang terpengaruh.

Secara khusus, transformator ini bekerja bersama dengan relay diferensial yang aktif ketika arus diferensial melebihi ambang batas yang telah ditentukan, memicu pemutus sirkuit. Untuk meningkatkan sensitivitas dan keandalan, langkah-langkah tambahan seperti relay diferensial persentase sering digunakan, memperhitungkan kesalahan rasio transformator dan arus masuk.

Transformator arus split-phase hadir dalam dua konfigurasi utama:

• Tipe Jendela: Menampilkan desain melingkar atau persegi panjang dengan bukaan tengah, ini memungkinkan kabel daya atau busbar melewati secara langsung. Struktur mereka yang ringkas dan sederhana memfasilitasi pemasangan dan pemeliharaan yang mudah di berbagai tingkat tegangan dan kapasitas arus.
• Tipe Batang: Menggabungkan batang konduktor sebagai lilitan primer, desain ini meningkatkan arus terukur transformator dan kemampuan tahan waktu singkat, membuatnya cocok untuk aplikasi arus tinggi.

Transformator ini memainkan peran penting di seluruh jaringan tenaga, termasuk:

• Proteksi Generator: Melindungi terhadap gangguan lilitan termasuk hubungan pendek fase-ke-fase, gangguan belokan-ke-belokan, dan gangguan pentanahan
• Proteksi Transformator: Mendeteksi kegagalan lilitan dan gangguan tangki
• Proteksi Busbar: Mengidentifikasi hubungan arus pendek dan gangguan pentanahan pada bus daya
• Proteksi Motor: Mencegah kerusakan akibat kegagalan lilitan internal

Desain, manufaktur, dan pengujian transformator arus split-phase harus mematuhi standar internasional dan domestik untuk memastikan kinerja dan keselamatan. Standar utama meliputi:

• CSA (Canadian Standards Association)
• IEC (International Electrotechnical Commission)
• NEMA (National Electrical Manufacturers Association)
• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

Spesifikasi ini mengatur parameter kritis termasuk tegangan/arus terukur, kelas akurasi, arus tahan waktu singkat, kekuatan isolasi, dan kenaikan suhu, bersama dengan metodologi pengujian yang sesuai.

Memilih transformator arus split-phase yang sesuai memerlukan pertimbangan dari berbagai faktor:

• Peringkat tegangan dan arus sistem
• Kelas akurasi yang diperlukan untuk skema proteksi
• Kapasitas tahan hubung singkat yang sesuai dengan persyaratan sistem
• Batasan pemasangan dan konfigurasi fisik
• Kebutuhan lingkungan khusus (suhu tinggi, kelembaban, atmosfer eksplosif)

Banyak produsen menggunakan teknologi enkapsulasi resin epoxy untuk transformator ini, menawarkan:

• Sifat isolasi unggul yang mencegah kerusakan tegangan tinggi
• Kekuatan mekanik yang ditingkatkan yang melindungi komponen internal
• Ketahanan terhadap kelembaban dan debu yang efektif meningkatkan keandalan
• Kemampuan tahan api dalam formulasi tertentu

Infrastruktur tenaga yang menua seringkali memerlukan peningkatan transformator karena penurunan kinerja atau kebutuhan proteksi yang berkembang. Pertimbangan utama meliputi:

• Kompatibilitas dengan sistem proteksi yang ada mengenai rasio, akurasi, dan pengkabelan
• Keandalan dan stabilitas operasional
• Efektivitas biaya sambil memenuhi persyaratan teknis

Seiring berkembangnya jaringan pintar dan gardu digital, transformator arus split-phase menghadapi peluang dan tantangan baru. Tren yang muncul meliputi:

• Konversi sinyal digital untuk pemrosesan data yang ditingkatkan
• Fitur cerdas seperti diagnosis mandiri dan kalibrasi adaptif
• Desain ringkas menggunakan bahan canggih
• Solusi proteksi terintegrasi yang menggabungkan berbagai fungsi

Sebagai komponen fundamental dari sistem proteksi diferensial, transformator arus split-phase memainkan peran yang sangat diperlukan dalam menjaga stabilitas dan keselamatan jaringan. Kemajuan teknologi akan terus mendorong evolusi mereka menuju solusi digital, cerdas, ringkas, dan terintegrasi, memastikan pengoperasian sistem tenaga yang andal untuk tahun-tahun mendatang.