Pendahuluan Fourier Seri dan Sistem tenaga harmonik

BAB I TINJAUAN PERMODELAN HARMONIK DAN SIMULASI

1.1 Pendahuluan

Distorsi tegangan dan arus sinusoidal dan bentuk gelombang yang disebabkan oleh harmonik adalah salah satu poin utama kualitas yang diperhatikan dalam industri tenaga listrik. Upaya yang cukup besar telah dilakukan dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan pengelolaan distorsi harmonik dalam sistem tenaga. Standar kontrol harmonik telah dibentuk. Instrumen untuk pengukuran harmonik tersedia secara menyeluruh. Bidang sistem analisis harmonik juga mengalami kemajuan yang signifikan [1,2]. Komponen model diterima baik, metode simulasi dan analisa yang sistematis prosedur untuk melakukan studi harmonik telah dikembangkan. Dalam bab ini kami menyajikan ikhtisar harmonik pemodelan dan simulasi masalah-masalah dan juga memberikan garis besar perkuliahan ini.

1.2 Fourier Seri dan Sistem tenaga harmonik

Seri Fourier: lingkup utama pemodelan harmonik dan simulasi dalam studi periodik, kondisi kemungkinan distorsi. Seri Fourier untuk reguler, integrable, fungsi periodik f t, periode T f rad s, dapat diartikan π = 2 ωdetik dan frekuensi dasar f = 1 T Hz, atau ditulis sebagai [3]: 1.1 Dimana C adalah nilai dc sebuah fungsi. C n adalah nilai puncak n th komponen harmonik dan Sebuah plot normalisasi amplitudo harmonik C n C 1 disebut harmonik spektrum besar, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1.1. Super posisi dari komponen harmonik untuk menciptakan bentuk gelombang asli ditunjukkan pada Gambar 1.2. Domain Aplikasi: Secara umum salah satu pemikiran tentang perangkat yang menghasilkan distorsi sebagai nonlinear menunjukkan hubungan antara tegangan dan arus. Hubungan seperti ini dapat menyebabkan beberapa bentuk distorsi yang diringkas sebagai berikut: • Sebuah kondisi siap secara berkala ada dan gelombang terdistorsi memiliki deret Fourier dengan frekuensi dasar sama dengan frekuensi sistem tenaga. • Sebuah kondisi siap secara periodik ada dan gelombang terdistorsi memiliki deret Fourier dengan frekuensi dasar yang merupakan sub-sistem tenaga beberapa frekuensi. 2 • Gelombang adalah periodik tetapi dapat dinyatakan sebagai seri trigonometri [3]. Dalam hal ini komponen dalam deret Fourier yang tidak terpisahkan kelipatan dari frekuensi tenaga kadang-kadang disebut non-integer harmonik. • Gelombang adalah periodik dimana deret Fourier adalah sebuah aproksimasi [4]. Gambar 1 Gambar 1.1. Sebuah spektrum harmonik amplitudo. Gambar 2 Gambar 1.2. Sintesis gelombang dari harmonik. Kasus pertama biasanya dijumpai dan ada beberapa keuntungan menggunakan dekomposisi dalam hal harmonik. Harmonik memiliki interpretasi fisik dan intuitif banding. Karena jaringan transmisi biasanya dimodelkan sebagai sistem linear, propagasi dari masing-masing harmonik dapat dipelajari independen dari yang lain. Jumlah harmonik yang perlu dipertimbangkan biasanya kecil, yang menyederhanakan perhitungan. Konsekuensi seperti kerugian dapat berhubungan dengan komponen 3 harmonik dan ukuran kualitas bentuk gelombang dapat dikembangkan dalam bentuk amplitudo harmonik. Getaran tertentu atau gelombag termodulasi banyak menciptakan bentuk gelombang termodulasi yang sesuai dengan kategori kedua. Kategori ketiga dapat terjadi dalam beberapa modulasi lebar getaran sistem tertentu. Beberapa situasi praktis seperti pembakaran dan transformator arus arus masuk sesuai dengan kasus keempat. Pembakaran DC menggunakan multiphase penyearah konvensional namun proses yang mendasari pencairan bukanlah proses stasioner. Ketika referensi dibuat untuk harmonik dalam hal ini itu sesuai dengan bentuk gelombang periodik yang akan diperoleh jika kondisi tanur itu harus dipertahankan konstan selama periode waktu tertentu. Model harmonik dapat meminjamkan wawasan ke dalam beberapa masalah potensial tetapi studi sementara menjadi sangat penting. Pengertian Mendasar Tentang Harmonik: sumber Utama harmonik dalam sistem tenaga konvensional yang dirangkum di bawah ini. 1. Perangkat elektronik yang dibutuhkan adalah panel elektronik.Tenaga elektrik peralatan pengolahan menggunakan perangkat panel penukar arus. Proses panel umumnya, tetapi tidak harus, disinkronkan dengan tegangan ac. 2. Perangkat dengan tegangan nonlinear hubungan arus: Besi-inti reaktor dan lengkung beban adalah khas contoh perangkat tersebut. Tegangan input periodik nonlinear kurva v-i mengarah pada generasi arus harmonik. Distorsi Indeks: yang paling umum digunakan mengukur kualitas sebuah gelombang periodik adalah distorsi harmonik total THD. 1.2 IEEE Std. 519 [5] merekomendasikan membatasi tegangan THD dan arus nilai-nilai. Indeks lain seperti faktor gangguan telepon TIF dan produk IT digunakan untuk mengukur gangguan telepon. K-faktor indeks yang digunakan untuk menggambarkan dampak harmonik pada kerugian dan berguna dalam rating peralatan seperti transformer. Harmonik seimbang dan tidak seimbang Sistem Tiga-fase : Dalam fase seimbang tiga-sistem dan di bawah kondisi operasi seimbang, harmonik dalam setiap fase memiliki hubungan fase tertentu. Sebagai contoh, dalam kasus harmonik ketiga, fase b arus akan tertinggal orang-orang dalam fase yang oleh 3x120 o atau 360 o , dan orang-orang di fase c akan memimpin dengan jumlah yang sama. Dengan demikian, harmonik ketiga tidak memiliki pergeseran fasa dan muncul sebagai komponen urutan nol. Analisis serupa menunjukkan bahwa harmonik kelima nampaknya adalah dari urutan negatif, ketujuh adalah urutan positif, dll. Impedansi Sistem harus sesuai model berdasarkan urutan. 4 Besarnya dan sudut fase khususnya dari tiga-fasa tegangan dan arus harmonik sensitif terhadap beban jaringan atau ketidakseimbangan. Bahkan penyimpangan kecil dari kondisi seimbang pada frekuensi dasar, telah dicatat bahwa ketidakseimbangan harmonis dapat sangat besar. Dalam kasus yang tidak seimbang garis arus dan arus netral dapat berisi semua perintah harmonik dan mengandung komponen-komponen dari semua sekuens. Pengubah tenaga tiga fase elektronik dapat menghasilkan karakteristik non- harmonik di bawah operasi tidak seimbang.

1.3 Model Harmonik dan Simulasi.