Power Quality

download Power Quality

of 21

  • date post

    02-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    222
  • download

    2

Embed Size (px)

description

Power Quality

Transcript of Power Quality

POWER QUALITYPower quality atau kualitas daya listrik adalah tingkat kualitas dari jaringan listrik dan tingkat efisiensi dari penggunaan energi.

Power Quality memiliki 3 komponen utama, antara lain: Kontinyuitas, Tingkat dari sejauh mana pengguna listrik dapat menerima listrik sepanjang waktu. (bebas dari gangguan) Level Tegangan, bagaimana sebuah tegangan sistem dapat dijaga dalam tingkat yang diinginkan. Efficiency, pengoptimalisasian dari konsumsi energi.

I. Batasan-Batasan mengenai power quality 1. FrekuensiFrekuensi standar dari sumber listrik adalah 50 1% Hz.IEC 60196 (6/17/2009)2. TeganganTegangan standar untuk kelistrikan AC 220 V adalah 220 V (+5% / -10%)IEC 60038-25 (1983-01) + Amd (1994-09) + Amd 2 (1997-0)3. Power FaktorBatasan power faktor sebesar 85%Keppres 104 2003 TDL 20044. Ketidakseimbangan Dalam system 3 fasa, ketidakseimbangan diukur dari komponen tegangan atau arus urutan negative (pada system PLN komponen tegangan urutan negative dibatasi maksimum 2% dari komponen urutan positif).5. HarmonisaSistem tegangan nominal 20 kV dan di bawahnya (TR=220 V), THD maksimum 5%.Sistem 66 kV ke atas, THD maksimum 3%

II. Masalah-Masalah yang berkaitan dengan Power Quality1. Transient 2. Voltage Fluctuationa. Short-duration variationb. Long-duration variation3. Unbalance Voltage4. Waveform distortion5. Power Frequency variation6. Distorsi Harmonisa

1. TransientMerupakan perubahan sesaat yang tidak diinginkan dari suplai tegangan atau arus beban.Transien dapat muncul dalam dua kondisi yakni :1. Diferensial mode : antara live konduktor : phasa- phasa,phasa-netral2. Common mode : antara live konduktor dengan earth.

Penyebab terjadinya transient :1. Impulsive transient merupakan gejala transien yang disebabkan oleh petir.2. Oscillatory Transient3. Merupakan gejala transient yang disebabkan oleh perubahan yang terjadi secara tiba-tiba dari tegangan, arus atau keduanya dalam keadaan steady state dengan polaritas positif dan negatif.

PenanggulanganTegangan transien dapat dialamatkan pada alat TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) dan melalui penambahan filter untuk aplikasi khusus

2. Voltage FluctuationFluktuasi tegangan merupakan rentang perubahan teganga maksimum dan minimum. Akibat jika tegangan yang disuplai ke peralatan melebihi tegangan nominal, maka akan timbul arus yang melebihi nominalnya. Sehingga memperburuk operasi peralatan dan memperpendek life time peralatan. Jika tegangan yang disuplai ke peralatan kurang dari tegangan nominal, maka menyebabkan operasi peralatan yang buruk dan dapat menyebabkan peralatan tidak dapat beroperasi. (toleransi tegangan lebih pada sisi beban-beban listrik adalah 10%)

Penyebab Ketidakmampuan sistem sumber untuk menangani beban-beban motor yang menggunakan belitan dan induksi elektromagnetis. Jika motor menarik beban, Beban akan bersifat induktif dan butuh supplai VAR dari PLN, namun jika tak terpenuhi maka tegangan akan drop kemudian tegangan akan naik lagi ketika beban motor berkurang atau lepas.

a. Short-duration variationVariasi yang terjadi meliputi 3 macam :a. Interruption, ( V< 0,1 pu )b. Sag ( Dip), ( V= 0,1 s/d 0,9 pu )c. Swell, ( V=1,1 s/d [1,8;1,4;1,2] pu )

Berdasarkan lamanya kejadian dibagi : a. Instantaneus, (0,01 second s/d 0,6 second)b. Momentary, (0,6 second s/d 3 second)c. Temporary, (3 second s/d 1 min)

1. Interruption (interupsi)Interupsi terjadi ketika tegangan pasokan atau mengarah menurun saat ini menjadi kurang dari 0,1 Pu untuk jangka waktu tidak melebihi satu menit. Interupsi diukur dengan durasi besar tegangan kurang dari 10% dari nominal. Durasi gangguan akibat kesalahan pada system ditentukan oleh waktu pengoperasian pelindung perangkat

Penyebab Interupsi ditimbulkan dari kesalahan sistem tenaga, kegagalan peralatan, dan malfungsi kontrol, sambaran petir, putusnya sekring panel utama, dll.

2. SagMerupakan penurunan tegangan menjadi 0,1 sampai dengan 0,9 Pu dalam tegangan rms atau arus pada frekuensi daya dari 0,5 siklus untuk beberapa saat.

PenyebabDiakibatkan 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.

3. SwellPeningkatan tegangan rms antara 1,1 sampai dengan 1,8 Pu atau arus pada frekuensi daya untuk jangka waktu dari 0,5 siklus untuk beberapa saat.

PenyebabSalah satu penyebab voltage swell adalah dimatikannya beban-beban berat.

b. Long-duration variationVariasi ini meliputi:a. Interruption, sustained, ( > 1 min; 0,0 pu )b. Under voltage ( > 1 min; 0,8 s/d 0,9 pu )c. Over voltage ( > 1 min; 1,1 s/d 1,2 pu )

a. Sustained InterruptionAkibat panjang dari interruption pertama.

b. Under voltage ( > 1 min; 0,8 s/d 0,9 pu ) Merupakan penurunan tegangan rms kurang dari 90% pada frekuensi daya. Istilah yang sering dipakai adalah brownout. Hal ini dapat menyebabkan peralatan listrik atau elektronik menjadi rusak.

PenyebabBeban listrik yang berlebihan sehingga pasokan listrik berkurang atau adanya beban pada saat beban puncak misal malam hari.

c. Over voltage ( > 1 min; 1,1 s/d 1,2 pu )Merupakan peningkatan teganggan rms lebih besar dari 110% pada frekuensi daya untuk selama lebih dari satu menit. Hal ini dapat menyebabkan komputer atau peralatan elektronik menjadi panas dan cepat rusak.

Penyebab Akibat dari pelepasan beban yang terpasang dari suatu system tenaga yang overload, dan adanya brownouts (reduksi tegangan), atau bisa disebabkan oleh pengukuran yang tidak layak (dari regulator dan kapasitor).

3. Unbalance VoltageKetidakseimbangan tegangan terjadi apabila tegangan tiap fasa mempunyai besar dan sudut yang tidak standar, sehingga teganga antar fasa mempunyai besar dan sudut tegangan yang tidak sama. Ketidakseimbanagan tegangan akan menyebabkan timbulnya peningkatan temperature, konsumsi kWh dan penurunan kemampuan operasi.

4. Waveform distortionMerupakan penyimpangan kondisi normal dari gelombang sinus ideal.

Macam bentuk waveform distortion :a. HarmonisaMerupakan tegangan atau arus sinusoidal yang mempunyai frekuensi berlipat dari frekuensi sistem yang telah ditentukan sebelumnya. (standar frekuensi di Indonesia 50 Hz).

b. DC OffsetMerupakan kehadiran tegangan dc atau arus dc dalam system tenaga listrik ac.

Penyebab Terjadi sebagai akibat dari gangguan geomagnetic atau efek dari penyearah setengan gelombang.

c. Inter harmonicTegangan atau arus yang mempunyai frekuensi berlipat bukan dari frekuensi system sumber. Muncul sebagai frekuensu diskrit.

PenyebabSumber utama dari distorsi gelombang frekuensi interharmonic adalah konverter statis, cycloconverters, motor induksi dan perangkat arcing.

d. NoiseGelombang listrik terganggu sehingga bentuk gelombangnya tidak bersih tetapi seperti berambut. Gangguan ini dapat menyebabkan error pada harddisk ,dan kerusakan pada hardware komputer.

PenyebabKarena gangguan frekuensi radio, petir, Neutral-Grounding pada instalasi listrik jelek, atau bisa juga sisebabkan oleh peralatan listrik atau elektronik yang menghasilkan frekuensi yang tinggi

PenanggulanganMasalah noise dapat dihindari dengan meninjau wiring dan menggunakan penghantar yang direkomendasikan oleh standar kelistrikan.

e. NotchingMerupakan gangguan tegangan secara periodic yang disabkan oleh operasi dari perangakat daya elektronik (converter 3 fasa).

5. Power Frequency variationVariasi frekuensi atau yang disebut dengan ketidakstabilan frekuensi merupakan penyimpangan frekuensi system tenaga dari nilai frekuensi nominalnya.

Penyebab Efek dari harmonisa. Frekuensi gelombang sinus murni yang seharusnya menghasilkan frekuensi 50 Hz karena efek harmonisa dapat berubah-ubah menjadi lebih rendah maupun lebih tinggi

6. Distorsi HarmonisaHarmonisa adalah gejala yang timbul akibat dioperasikannya beban listrik dalam keadaan non linear dimana terbentuk gelombang pada frekuensi-frekuensi tinggi yang merupakan kelipatan dari frekuensi normalnya. Yang dapat mengganggu system jaringan listrik sehingga bentuk gelombang tegangan dan arus bukan gelombang sinus ideal melainkan menjadi cacat akibat distorsi harmonisa.a. Harmonisa teganganHarmonisa tegangan merupakan gelombang distorsi yang merusak bentuk gelombang sinusoidal tegangan, sehingga bentuk gelombang tegangan menjadi buruk (tidak sinusoidal murni). Harmonisa tegangan dapat menyebabkan terjadinya pemanasan dan kualitas operasi yang buruk pada kinerja peralatan.harmonisa tegangan dipengaruhioleh harmonisa arus yang dihasilkan oleh beban/peralatan listrik.

b. Harmonisa arusHarmonisa arus merupakan gelombang distorsi yang merusak bentuk gelombang sinusoidal arus, sehingga bentuk gelombang arus menjadi tidak sinusoidal murni. Penyebab utama timbulnya harmonisa adalah peralatan yang bersifat non-linear, seperti computer, peralatan elektronik, robotics (system kontrol), ballast lampu elektronik, variable speed drives, frequency inverters, UPS (Uninterruptable Power Supply), DC drives, battery charges. Harmonisa arus ini akan menyebabkan kerugian pada operasi peralatan seperti overheating, operasi peralatan yang tidak reliable, netral overloading, penurunan lifetime peralatan dan peningkatan konsumsi kWh (Arus).

Penyebab Sumber-sumber harmonisa yang utama :a. PenyearahAda tiga jenis penyearah :1. Penyearah tak terkendali (dengan diode)2. Penyearah terkendali (dengan thyristor)3. Penyearah PWM (dengan transistor)Penyearah pertama dan kedua menyebabkan harmonisa dalam jumlah besar. Penyearah dengan thyristor selain menghasilkan harmonisa juga memiliki faktor daya yang rendah. Penyearah pertama, khususnya dari jenis satu fasa adalah penyumbang harmonisa terbesar dari sektor perumahan dan perkantoran. Se