News_Vol 4_1110_CG

Vol.4.11.2010e-paper available

Spirit of Excellence

Peningkatan Kwalitas Daya ListrikPenghematan adalah solusi terbaik dalam upaya menyiasati kenaikan Tarif Dasar Listrik (TDL) dan salah satu bentuk excellence action dalam penghematan energi adalah meningkatkan kualitas daya listrik.berlangsung pada tanggal 28 Oktober 2010 di Gedung Jakarta Design Center. Dalam event rutin tiga bulanan TRIDINAMIKA tersebut, Pak Iwa yang juga menjabat sebagai Direktur Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia mengemukakan bahwa konsumsi energi di Indonesia untuk menghasilkan satu buah produk termasuk boros bahkan mencapai 3 kali konsumsi energi n e g a r a m a j u seperti Jepang. Sedangkan konsumsi energi per kapita masyarakat Indonesia termasuk paling rendah di ASEAN. Hal ini tentunya akan sangat kontradiktif dan menunjukkan bahwa masyarakat di Indonesia yang daerahnya terjangkau oleh listrik memiliki sikap yang boros sementara daerah lain yang pasokan listriknya terbatas memiliki berbagai kendala dalam pemenuhan kebutuhan listrik. Hal senada juga di ungkapkan oleh Aditya Minarto selaku General Manager PT.TRIDINAMIKA JAYA INSTRUMENT, Kenaikan TDL adalah satu hal yang wajar karena tarif listrik kita tergolong murah jika dibandingkan dengan negara lain. Hal terbaik yang dapat dilakukan saat ini adalah melakukan pengehematan dengan cara mengoptimalisasikan penggunaan energi. Penghematan akan lebih dirasakan bila kita mampu mempertahankan lifetime dari peralatan listrik yang kita punya Di wilayah Jakarta ini terdapat kurang lebih dari 11.000 trafo dan semuanya harus segera diganti. Harmonisa telah menyebabkan terjadinya derating pada trafo-trafo tersebut. Trafo mengalami overheat sebelum mencapai rating puncaknya dan harmonisa adalah salah satu penyebab utama terjadinya overheat. Jika sebuah trafo mengalami overload maka trafo tersebut akan overheat, namun trafo overheat belum tentu disebabkan oleh overload, tambah pak Iwa berkenaan peningkatan lifetime electrical equipment. Dari beberapa penyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa permasalahan power quality haruslah mendapat perhatian yang lebih karena efek dari buruknya power quality akan sangat terasa baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang.

Prof Dr.Ir Iwa Garniwa MT menjelaskan tentang permasalahan Power Quality (insert : General Manager TRIDINAMIKA JAYA INSTRUMENT)

erkenaan dengan kenaikan Tarif Dasar Listrik yang dimulai pada beberapa bulan yang lalu, seruan tentang pengehematan kembali akrap terdengar baik di kalangan Industri maupun konsumsi rumah tangga. Tak dapat dipungkiri bahwa persepsi masyarakat tentang penghematan energi terkadang selalu identik dengan mengurangi konsumsi listrik. Penghematan adalah optimalisasi penggunaan energi, atau dengan kata lain kita berusaha untuk menggunakan energi serendah mungkin untuk menghasilkan produksi yang se maksimal mungkin. Demikian ditegaskan oleh Prof.Dr.Ir Iwa Garniwa, selaku nara sumber dalam talk show Customer Gathering PT.TRIDINAMIKA JAYA INSTRUMENT yang

B

ED

1. Payung Regulasi Permasalahan Power Quality

TRIDINAMIKA TRIDINAMIKA NEWS

Permasalahan tentang power quality pada dasarnya adalah semua permasalahan daya listrik yang berupa penyimpangan tegangan, arus dan frekwensi dari kondisi normalnya yang dapat menyebabkan buruknya kinerja peralatan konsumen. Bila mengacu UU No 30 Tahun 2009, permasalahan power quality di Indonesia seharusnya telah memiliki regulasi yang berkaitan dengan mutu kelistrikannya. Didalam pasal 28 undang-undang tersebut disebutkan bahwa pihak penyelenggara wajib menyediakan tenaga listrik sesuai dengan standar mutu yang berlaku. Sementara itu pasal 29 menyebutkan bahwa konsumen mendapatkan tenaga listrik secara terus menerus dengan mutu dan keadalan yang baik dan wajib menaati persyaratan teknis dibidang ketenagalistrikan. Bila ditelaah lebih detail sedikitnya terdapat 10 permasalahan power quality yang harus segera di regulasikan. Regulasi ini akan seperti ulangan dari regulasi beberapa tahun yang lalu ketika permasalahan power factor menjadi satu hal yang wajib untuk ditata sehingga tidak ada pihak yang merasa dirugikan. Kesepuluh permasalahan tersebut berkenaan dengan :

Gambar 1. Harmonisa, salah satu problem power quality yang harus segera diregulasi

s Netral dan Grounding s Distorsi Harmononisa www.tridinamika.co.id

sTransien tegangan s Sag/DIP (tegangan turun) dan Swell (tegangan naik) s Flicker (fluktuasi naik turunnya tegangan secara periodik)PT.Tridinamika Jaya Instrument copyright@2010 - All Right Reserved

1

Vol.4.11.2010

Spirit of Excellenceperkembangan yang luar biasa pesat. Penggunaan sistem kontrol berbasis elektronik, inverter, variable speed drive dan power supply switching memberikan kontribusi yang besar terhadap munculnya harmonisa. Maraknya penggunaan beban non linier adalah sebuah jawaban dari tuntutan zaman yang mengharuskan tingginya tingkat efisiensi dari sebuah sistem elektrik. Tak dapat dipungkiri bahwa kehadiran beban non linier memberikan kontribusi yang luar biasa terhadap sistem elektrik

s s s s s s

Noise (derau) Interruption (pemadaman) Variasi Frekwensi R.F.I (Radio Frequency Interference) E.M.F (Electro Magnetic Force) E.S.D (Electro Static Discharge)

2. Sumber Masalah Power QualityA. Netral dan GroundingBeberapa sumber mengatakan bahwa permasalahan pada jalur netral dan grounding muncul akibat dari :

s s s

Instalasi tidak mengikuti standard-standard pemasangan listrik yang ada (secara tidak disengaja maupun tidak dimengerti) Sambungan kabel ground maupun netral tidak sempurna Adanya kemungkinan sambungan kendor atau terlepas akibat efek thermal maupun perangkatGambar 3. Sinyal yang mengalami distorsi harmonisa

Permasalahan pada line netral dan grounding semakin diperparah dengan meningkatnya penggunaan beban-benar non linier. Pada news edisi 3 bulan oktober yang lalu telah dibahas bahwa beban non linier akan menghasilkan harmonisa dan harmonisa orde 3 akan berdampak pada penambahan arus netral hingga 1,7 sampai dengan 2 kali lipat arus fasa. Bila kondisi ini terjadi, dapat dipastikan beda potensial antara netral terhadap ground akan melebihi batas normal. Bila tegangan netral terhadap ground naik, dapat dipastikan pula tegangan fasa terhadap netral akan turun. Nilai rms tegangan yang rendah disertai flat top signal voltage adalah kombinasi mematikan yang dapat merusak beban-beban L

VLN

VLN1

Gambar 4. Tampilan pengukuran harmonisa menggunakan PQA 3196

N G

VNG

VNG1

VLN = Beda potensial Line terhadap Netral VNG = Beda potensial Netral terhadap Ground VLN1 = Beda potensial Line terhadap Netral setelah terjadi penambahan arus netral VNG1 = Beda potensial Netral terhadap Ground setelah terjadi penambahan arus ne tral Gambar 2. Ilustrasi naiknya tegangan Netral terhadap Ground

terutama dalam hal konsumsi daya. Disisi lain, pengematan daya yang dihasilkan harus kita bayar mahal dengan menurunnya lifetime dari sistem itu sendiri. Seperti kita ketahui bahwa peralatan elektrik maupun elektronik saat ini jauh lebih canggih dan efisien jika dibandingkan dengan peralatan serupa yang menjadi tren pada 10 tahun yang lalu. Namun peralatan modern nan canggih tersebut ternyata lebih rentan terhadap buruknya power quality terutama harmonisa. Sinyal harmonisa bersifat merusak dan proporsi perusakan sinyal harmonisa terhadap sinyal fundamental sering dinyatakan dengan istilah % THD F. Sedangkan hubungan distorsi harmonisa dengan penurunan nilai rms sinyal secara keseluruhan dinyatakan dalam % THD R. Semakin tinggi prosentase THD, maka semakin parah pula distorsi sinyalnya. Akibat yang ditimbulkan dari harmonisa adalah :


elektronik. Selain keberadaan harmonisa, ketidakseimbangan beban (unbalance) dapat menyebabkan timbulnya arus pada jalur netral. Akibat lain yang ditimbulkan dari permasalahan power quality dalam netral dan grounding adalah:

s s s s s s s s

s Benda kerja memiliki tegangan yang lebih tinggi s Menyebabkan kemungkinan fatal terhadap jiwa manusia apabilaterjadi hubung singkat pada salah satu peralatan

Meningkatnya aliran arus pada kawat netral bahkan dapat mencapai 1,7 hingga 2 kali lipat dari arus fasa. Motor dan trafo akan lebih cepat panas (overheating) sehingga mengurangi umur pemakaian Mengurangi efisiensi dari kerja transformer (derating) Munculnya noise berupa suara serta getaran-getaran mekanis (bising). Terbakarnya kabel / konduktor penghantar meskipun belum mencapai nilai maksimum Circuit breaker tidak bekerja dengan sebagaimana mestinya Kacaunya peralatan-peralatan yang menggunakan frekwensi 50 hz sebagai referensi Kerusakan pada peralatan elektronik

s Masuknya noise ke dalam sistem yang berdapak pada rusaknyaperalatan

s Terganggunya aliran data yang dapat menyebabkan eror di terminalmaupun printer

B. Distorsi Harmonisa (Total Harmonic Distortion)Pada ulasan terdahulu (news edisi oktober) telah dibahas bahwa kehadiran distorsi harmonisa adalah sebuah konsekwensi logis dari maraknya penggunaan beban-beban non linier. Sinyal arus maupun tegangan yang mengandung harmonisa tak lagi berbentuk sinusoidal. Di dalam dunia industri, beban-beban non linier telah mengalami

www.tridinamika.co.id

PT.Tridinamika Jaya Instrument copyright@2010 - All Right Reserved

2

Vol.4.11.2010

Spirit of Excellence

Persyaratan tentang limit harmonisa yang diperbolehkan tertulis dalam IEEE , Recomended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems Std 519-1992 Sedangkan untuk THD Tabel 1 Voltage Distortion Limit Voltage at PCC< 69 KV Antara 69 KV - 191 KV Diatas 191 KV

s s s

Thermal stress. Kesalahan pada tape atau disk. Kerusakan perangkat keras.

arus, besarnya THD yang diperbolehkan tergantung dari perbandingan arus hubung singkat pada Point of Common Coupling (PCC) dengan arus beban fundamental U n t u k nominal. f o r m u l a

s Kesalahan proses (error process) Selain potensi kerusakan, fenomena transient dapat membahayakan keselamatan kerja.

% THD5% 2.5% 1.5%

D. Sag (DIP) dan SwellBerkurangnya nilai rms tegangan dari 1 siklus hingga beberapa menit dikenal dengan istilah voltage DIP (Sags). Fenomena voltage DIP sering diakibatkan oleh penyalaan beban-beban yang memerlukan supply arus dalam kuantitas yang besar. Selain switching beban-beban besar, adanya petir yang dihubungsikatkan dengan arrester dapat pula menyebabkan penurunan tegangan. Kebalikan dari voltage DIP, Swell adalah fenomena naiknya rms tegangan. Salah satu penyebab terjadinya voltage swell adalah dimatikannya beban-beban berat. Kedua fenomena tersebut saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Dapat kita analogikan dengan suatu arena tarik tambang dimana kekuatan dari masing-masing kelompok tidak seimbang. Ketika keduanya sama-sama menarik, maka kelompok yang lemah akan tertarik ke arah kelompok yang kuat (voltage DIP). Namun begitu tambang dilepaskan secara mendadak, maka kelompok yang lemah akan terpental ke belakang (voltage swell). Penjelasan mengenai dampak yang ditimbulkan oleh voltage DIP padaNormal DIP/ SAG Swell

penghitungan beserta detail tabelnya dapat dilihat pada materi premium training Power Quality Analyzer PT.TRIDINAMIKA JAYA INSTRUMENT.

C. Transient (impuls)Transient adalah fenomena naiknya peak tegangan hingga ribuan volt dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Gejala Trasient diakibatkan oleh 2 faktor yakni faktor eksternal seperti lingkungan (environtment) dan faktor internal seperti switching beban-beban berat. Selain itu, Fault Clearing (putusnya sekering) dapat pula menimbulkan terjadinya trasient tegangan. Dalam sesi seminar Customer Gathering PT.TRIDINAMIKA JAYA

t

Gambar 5. Transient Tegangan

Gambar 7.Ilustrasi terjadinya voltage DIP dan Swell

motor asinkron adalah sebagai berikut. Saat terjadi DIP maka torsi motor akan turun secara drastis bahkan dapat terjadi stall. Pada saat recovery tegangan, motor akan berakselerasi kembali dengan cepat. Hal ini akan memicu terjadinya inrush current yang besarnya hampir sama dengan pada saat pertama kali start. Seperti kita ketahui bahwa inrush current akan memicu terjadinya over current. Over current akanGambar 6. Rekaman fenomena transient pada software analyzer PQA Hi view PRO 9624-50


memicu overheat pada motor. Pada ulasan bulan lalu disebutkan bahwa umur isolasi winding motor akan berkurang separuhnya pada setiap kenaikan 10 derajat. Misalnya, pada nameplate sebuah motor tertera suhu kerja 30 derajat dan memiliki life time 10 tahun. Maka ketika motor dipaksa bekerja dengan temperature yang meningkat menjadi 50 derajat, life time motor akan berubah menjadi 2,5 tahun saja. Untuk voltage swell, fenomena ini dapat menyebabkan rusaknya perangkat keras maupun perangkat lunak dari komputer.

INSTRUMENT, Prof.Dr.Ir Iwa Garniwa mengemukakan tentang sebuah penelitian yang menyatakan bahwa ketika petir menyambar dan menginduksi kawat yang dibentangkan sepanjang 100 meter, maka induksi tersebut akan menimbulkan tegangan sebesar 100.000 volt pada bentangan kawat itu. Dampak yang ditimbulkan oleh transient adalah : s s Degradasi kemampuan electrical equipment Dielektrik breakedown (sistem isolasi rusak)



3

Vol.4.11.2010

Spirit of Excellence3. Dampak dari Permasalahan Power QualityA. Terhadap Peralatan Komputer *PROBLEMSKerusakan Circuit Board Soft Error Hard Disk Crash Lock Up Parity Error Kerusakan Power Supply Reset / Reboot

DIPYa Ya

TRANSYa Ya Ya Ya Ya Ya -

PADAMYa Ya Ya Ya Ya -

TEGANGAN N-G

NOISEYa Ya Ya Ya Ya -

SWELLYa Ya Ya -

Ya Ya Ya

B. Terhadap Imaging System (MRI,CT Scan dsb) *Gambar 8. Analisa voltage DIP menggunakan Power Quality Analyzer PROBLEMSKerusakan Circuit Board

DIPYa Ya

TRANSYa Ya Ya Ya Ya Ya -

PADAMYa -

TEGANGAN N-G


SWELLYa Ya Ya

Ya Ya Ya Ya

E. Pemadaman (interruption)Pemadaman atau interruption dapat terjadi dalam tempo yang singkat maupun lama. Dalam ulasan news edisi oktober telah dijelaskan kriteria pemadaman listrik berdasarkan durasi waktunya. Pemadaman dapat menyebabkan kerusakan yang fatal meskipun hanya terjadi dalam orde milisecond (1/1000 detik). Pemadaman terjadi karena beberapa faktor yaitu : s Petir s Putusnya sekring panel utama s Adanya pembatasan dari PLN (pemadaman bergilir) s Beban yang berlebih pada gardu sehingga seluruh distribusi padam s Kecelakaan dan lain sebagainya

Dropped Calls Suara Berisik Lock Up Parity Error Kerusakan Power Supply Reset / Reboot

C. Terhadap Proses Kontrol *PROBLEMSKerusakan Circuit Board Low Voltage Inhibit High Voltage Tabk Failure Residu Gambar Jelek Kerusakan Power Supply Reset / Reboot Lock Up

DIPYa Ya -

TRANSYa Ya Ya Ya Ya

PADAMYa Ya -

TEGANGAN N-G

NOISEYa Ya Ya

SWELLYa Ya -

Ya Ya -

D. Terhadap Peralatan Telekomunikasi *PROBLEMSDropped Calls Suara Berisik Lock Up Parity Error Kerusakan Power Supply Reset / Reboot

DIPYa Ya

TRANSYa Ya Ya Ya Ya -

PADAMYa -

TEGANGAN N-G


SWELLYa Ya -

Ya Ya Ya Ya

Gambar 9. Analisa voltage Interruption menggunakan Power Quality Analyzer

E. Performance Impact *


F. Variasi FrekwensiVariasi frekwensi sering dikenal dengan istilah ketidakstabilan frekwensi. Permasalahan terhadap ketidakstabilan frekwensi dulunya sering dirasakan di daerah-daerah yang menggunakan suplay listrik dari PLTD. Namun, seiring dengan sering terjadinya pemadaman bergilir oleh PLN, pemakaian genset sebagai catu cadangan mulai marak digunakan. Tak hanya industri besar, industri skala menengah dan kecilpun mulai memburu sumber listrik ini. Kendala ketidakstabilan frekwensi pada genset dapat menyebabkan kerusakan pada data maupun perangkat keras.Frek.Normal Frek.Tinggi Frek.Rendah

No1 2

POWER QUALITY ITEMVariasi Frekwensi Transient Impuls Isolasi

Durasi Magnitude Peralatan< 10 s + 1 Hz Motor

IndustriListrik

< 1 ms < 5 ms

0 - 8 pu 0 - 4 pu

Electronik Electronik

Data Server Komunikasi

3

Variasi Tegangan Flicker Voltage SAG / DIP Voltage Swell< 25 Hz 0.5 - 30 cycle 0.5 - 30 cycle 0.1 - 0.2 pu 0.1 - 0.9 pu 1.1 - 1.4 puTHD 5%, Parsial 3%

Lamp

Office

Contactor, Drive Garmen, Stell Capasitor Transformer Motor 3 phase Distribution Industri, Residence

4 5 6

Harmonic Ketidakseimbangan Tegangan Keandalan (pemadaman) SAIDI, CAIDI, MAIDI SAIFI, CAIFI, MAIFITipikal Tipikal -

0.5 - 7 %

All All

All All All

7

Faktor Daya Rendah

85 %

Trafo, Motor

Gambar 10. Ilustrasi variasi frekwensi pada genset

* Sumber : Slide seminar Peningkatan Kualitas daya listrik oleh Prof.Dr.Iwa Garniwa MT



4

Vol.4.11.2010

Spirit of ExcellenceB. International StandardBerkaitan dengan permasalahan harmonisa, IEC /EN 61000-3-2(1995-03) + (am 1 + am 2 1998-04) menjelaskan tentang Limits for harmonic current emissions khususnya pada equipment input current

News_Vol 4_1110_CG

Documents

Transcript of News_Vol 4_1110_CG