Peranan Elektronika Daya Pada Transmisi Daya Elektrik
Tujuan adanya transmisi daya elektrik adalah interkoneksi dari
pembangkit yang menghasilkan energi elektrik dengan beban. Pada zaman sekarang
ini, peningkatan efisiensi penyaluran daya sangat dipertimbangkan melihat
kebutuhan energi listrik yang meningkat namun sumber energi yang dioperasikan
saat ini terbatas. Beberapa cara yang dilakukan untuk peningkatan efisiensi
transmisi daya listrik adalah dengan penggunaan elektronika daya.
Peranan elektronika daya dalam peningkatan efisiensi transmisi
daya listrik yang ada pada zaman sekarang ini ada dua teknologi yaitu : 1)
FACTS (flexible AC Transmision System) 2) High Voltage Direct Current (HVDC)
Transmision.
1. FACTS (flexible Alternatting
Current Transmision System)
FACTS merupakan sebuah bentuk industri tenaga listrik untuk teknologi-teknologi
yang memperbesar tingkat keamanan, kapasitas, dan fleksibilitas dari jaringan
tenaga listrik. FACTS membantu perusahaan-perusahaan tenaga listrik untuk
meningkatkan kapasitas transmisi melebihi kapasitas transmisi tenaga listrik AC
yang ada, menyediakan kemampuan regulasi tegangan yang cepat, kendali daya
aktif, dan kendali aliran daya. Teknologi FACTS menyediakan solusi alternatif
pengefektifan harga yang mutakhir pada pembangunan saluran transmisi yang
baru. Peralatan FACTS dapat mengendalikan parameter dan variabel-variabel
saluran jaringan transmisi, seperti impedansi jaringan, tegangan terminal, dan
sudut tegangan dengan cara yang cepat dan efektif. Peralatan –peralatan FACTS
dapat dikategorikan sebagai shunt, series, series-series, and combine series
controler. Beberapa peralatan tersebut adalah static VAR compensator (SVC),
thyristor controlled series capacitor (TCSC), thyristor controlled phase angle
regulator (TCPAR), static compensator (STATCOM). Peralatan-peralatan
tersebut menggunakan komponen elektronbika daya sebagai pembangunnya.
§
Static VAR compensator
(SVC)
SVC terdiri dari thyristor switched capacitor (TSC)
dan thyristor controlled reactordengan koordinasi dari
kendali penyaklaran kapasitor dan reaktor dengan menggunakan thyristor,
keluaran VAR dapat divariasikan secara kontinu antara rating kapasitif dan
induktif dari peralatan.
Gambar 1. SVC dengan
TSC dan TCR[1]
§
Thyristor controlled series
capacitor (TCSC)
TCSC atau Thyristor Controlled Series
Capacitor merupakan suatu Kapasitor Bank (hubungan seri dari
beberapa kapasitor) yang dihubungkan secara paralel (shunt) dengan induktor
yang dikendalikan oleh thyristor sebagai pengendalinya. Induktor yang dikontrol
oleh thyristor ini bekerja dengan mensirkulasi arus menuju kapasitor Kapasitor
bank sehingga tegangannya naik (melebihi tegangan yang akan dicapai hanya
dengan arus line saja). Thyristor di-trigger satu kali setiap siklus dan
memiliki waktu konduksi yang lebih pendek dari waktu setengah siklus tegangan
line. Dengan mengatur tegangan tambahan yang diberikan proporsional dengan arus
line, TCSC akan terlihat (oleh sistem transmisi) seperti memiliki reaktansi
yang lebih besar daripada reaktansi fisis kapasitor bank saja (tanpa kontrol
thyristor). Fungsi utama dari TCSC adalah untuk mengatur besar beban reaktif
pada sistem tenaga sehingga beban real yang dibutuhkan dapat dipenuhi.
Penggunaan thyristor membuat TCSC dapat berfungsi untuk :
- Meng-eleminasi risiko resonansi subsinkron.
- Meredam osilasi daya aktif
- Menginkatkan stabilitas sistem setelah masuk ke dalam kondisi kontingensi
- Dapat mengatur aliran daya secara dinamis
Gambar 2. TCSC dengan
TSC[1]
§
Thyristor controlled phase angle regulator (TCPAR)
TCPAR atau Thyristor Controlled Phase Angle Regulator merupakan sebuah PAR
(Phase Angle Regulator) yang dikendalikan dengan menggunakan Thyristor. TCPAR
memiliki fungsi yang sama dengan PAR (Phase Angle Regulator) , yaitu untuk
mengatur rute aliran daya pada suatu sistem transmisi dengan mengatur perbedaan
sudut fasa pada setiap line transmisi. Perbedaan sudut fasa ini akan
mempengaruhi aliran daya karena pada sistem transmisi AC, arah dan besar daya
yang dialirkan proporsional dengan sinus dari beda fasa antara sisi pengirim
dan penerima. Penambahan kendali menggunakan thyristor membuat TCPAR dapat
mengendalikan beda fasa antara kedua sisi secara kontinu tanpa mengubah
magnituda dari tegangannya.
Gambar 3. Thyristor
controlled phase angle regulator[1]
1. High Voltage Direct Current
(HVDC) Transmision
HVDC atau yang biasa dikenal High Voltage Direct Current adalah
transmisi yang menggunakan tegangan tinggi DC. Peran elektronika daya adalah
membantu konversi tegangan AC yang dihasilkan generator menjadi DC. Begitu juga
untuk menginvert tegangan DC dari transmisi menjadi tegangan AC untuk disaurkan
ke beban. Komponen yang digunakan dalam HVDC adalah Thyristor
Valve. Thyristorlah yang melakukan konversi dari AC menjadi DC
Gambar 4. Thyristor
Valve[2]
Dalam mengkonversikan DC menjadi AC arus melalui valve saat
tegangan antara anoda dan katoda memiliki potensial yang positif dan Thyristor
memiliki firing pulse ketika tegangan antara anoda dan
katoda negatif firing pulse tidak memiliki
efek. Arus yang melalui valve berhenti ketika tegangan antara anoda dan katoda
negatif. Kita dapat mengatur rata rata tegangan keluar dengan mendelay
pemberian firing pulse-nya, metoda ini
dinamakan phase control. Sudut antara waktu
dimana tegangan valve positif dan firing time dinamakan firing delay. Ketika firing delay-nya 90 maka tegangan rata rata output
adalah nol. Ketika firing delay-nya lebih besar
dari 90 maka tegangan dominan negatif.
Tegangan rata ratanya:
= secondary line
voltage
= firing angle
HVDC converter biasanya terdiri dari 12 pulse circuit. Ini
adalah koneksi dari 6 pulse converter bridge dan membutuhkan 2 3pahse yang
terpisah sebesar 30 drajat electric.Jikaaliran
energy dibalik maka rectifier menjadi inverter sehingga dapat mengalirkan
energi ke jaringan AC.
Gambar 5. Gelombang
tegangan Thyristor valve[2]
Literatur :
[1] Karady, George G.
“Transmission System” The electric Power Engineering
Handbook. Ed. L.L Grigsby. Boca Raton: CRC Press LLC, 2001.
[2] Srivastava, S. K. Advance Power Electronics Based FACTS Controllers : An Overview.
Asian Power Electronics Journal, Vol. 4, No. 3 December 2010.
[3] www.siemens.com/energy/hvdc (High
Voltage Direct Current Transmission – Proven Technology for Power Exchange)
No comments:
Post a Comment