30 dengan sumber impedansi harmonis. Jadi ada arus harmonik yang beredar nonlinear
antara beban dan trafo. Teknik penyaringan aktif [19] telah menarik perhatian besar dalam beberapa tahun
terakhir. Dengan merasakan beban nonlinier harmonik tegangan dan atau arus, filter aktif menggunakan salah 1 disuntikkan harmonik pada 180 derajat keluar dari fase
dengan beban harmonik atau 2 disuntikkan diserap semburan saat ini untuk menahan gelombang tegangan dalam toleransi yang dapat diterima. Pendekatan ini menyediakan
fasilitas menyaring efektif harmonik dan menghilangkan beberapa efek filter pasif seperti komponen masalah penuaan dan resonansi.
Standar Harmonic memberikan solusi preventif berguna harmonik. Standar baru seperti IEEE 519-1992 [11] dan IEC 100032 [20] menekankan penempatan batas-batas pada
arus harmonik yang dihasilkan oleh beban nonlinier bagi pelanggan dan jaringan distorsi tegangan harmonik bus untuk utilitas listrik.
2.7 Ringkasan
Untuk studi harmonik, deret Fourier dan analisis Fourier konsep dasar. Banyak algoritma FFT telah dilaksanakan untuk perhitungan DFT pada pengukuran harmonik.
Dalam situasi nonsinusoidal, kuantitas listrik konvensional digunakan dalam lingkungan sinusoidal perlu didefinisikan ulang. Namun, definisi serta fase harmonik urutan bawah
tiga fase seimbang sistem masih dalam penyelidikan. Beberapa harmonik indeks telah ditetapkan untuk evaluasi efek harmonik pada sistem tenaga listrik komponen dan sistem
komunikasi. Tepat untuk memprediksi respon sistem daya untuk harmonik membutuhkan model yang
akurat untuk sistem unsur-unsur dan menghasilkan beban harmonik. Sebuah teknik sederhana untuk analisis harmonik adalah metode injeksi , yang dilakukan pada domain
frekuensi. Metode analisis lain termasuk domain waktu dan frekuensi waktu pendaftaran domain teknik. Solusi untuk harmonik dapat digolongkan sebagai perbaikan dan
pencegahan. Filter pasif dan aktif digunakan secara luas solusi perbaikan, dan standar harmonik memberikan solusi yang terbaik sebelum masalah harmonik yang sebenarnya
terjadi.
2.8 Referensi
1. A. V. Oppenheim and R. W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing, Prentice-
Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1989. 2.
R. F. Chu and J. J. Burns, Impact of Cycloconverter Harmonics, IEEE Trans. on Industry Applications
, Vol. 25, No. 3, MayJune 1989, pp. 427-435. 3.
R. C. Dugan, Simulation of Arc Furnace Power Systems, IEEE Trans. on Industry Applications
, IA-166, NovDec 1980, pp.813-818. 4.
A. E. Emanuel, Powers in Nonsinusoidal Situations - A Review of Definitions and Physical Meaning, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 5, No. 3, July 1990,
pp.1377-1389.
31 5.
A. E. Emanuel, On the Definition of Power Factor and Apparent Power in Unbalanced Polyphase Circuits, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 8, No. 3,
July 1993, pp.841-852. 6.
L. S. Czarnecki, Misinterpretations of Some Power Properties of Electric Circuits, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 9, No. 4, October 1994, pp.1760-
1769. 7.
P. S. Filipski, Y. Baghzouz, and M. D. Cox, Discussion of Power Definitions Contained in the IEEE Dictionary, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 9, No.
3, July 1994, pp.1237-1244. 8.
Nonsinusoidal Situations: Effects on the Performance of Meters and Definitions of Power,
IEEE Tutorial Course 90 EH0327-7-PWR, IEEE, New York, 1990. 9.
K. Srinivasan, Harmonics and Symmetrical Components, Power Quality Assurance
, JanFeb 1997. 10.
. IEEE Working Group on Nonsinusoidal Situations, Practical Definitions for Powers in Systems with Nonsinusoidal Waveforms and Unbalanced Loads: A
Discussion, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 11, No. 1, January 1996, pp. 79-101.
11. Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric
Power Systems , IEEE Standard 519-1992, IEEE, New York, 1993.
12. J. Arrillaga, D. A. Bradley, and P. S. Bodger, Power System Harmonics, John
Wiley Sons, New York, 1985. 13.
G. T. Heydt, Electric Power Quality, Stars in a Circle Publications, West LaFayette, IN, 1991.
14. IEEE Recommended Practice for Establishing Transformer Capability When
Supplying Nonsinusoidal Load Currents, ANSIIEEE Standard C57.110-1986,
IEEE, New York, 1986. 15.
W. M. Grady and R. J. Gilleskie, Harmonics and How They Relate to Power Factor, Proceedings of PQA93, San Diego, CA, 1993.
16. Task Force on Harmonics Modeling and Simulation, Modeling and Simulation
of the Propagation of Harmonics in Electric Power Networks Part I : Concepts, Models and Simulation Techniques, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol.11,
No.1, January 1996, pp. 452-465.
17. E. W. Kimbark, Direct Current Transmission, Vol. 1, John Wiley Sons, New
York, 1971. 18.
N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, Power Electronics - Converters, Applications, and Design
, John Wiley Sons, New York, 1995. 19.
W. M. Grady, M. J. Samotyj, and A. H. Noyola, Survey of Active Power Line Conditioning Methodologies, IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 5, No. 3,
July 1990, pp. 1536-1542. 20.
Limits for Harmonic Current Emmisions, International Electrotechnical Commission Standard IEC 1000-3-2, March 1995.
32
BAB III PEMODELAN SUMBER HARMONIK--
KONVERTER ELEKTRONIKA DAYA
3.1 Pendahuluan
Masalah harmonik bukan hal yang baru pada utilitas listrik dan sistem tenaga listrik industri. Di masa lalu, kebanyakan masalah yang berhubungan dengan harmonik yang
disebabkan oleh beban nonlinier besar seperti tungku. Jenis masalah ini telah secara efektif dikurangi. Namun, karena profil luas kekuasaan dikontrol perangkat elektronik
saat ini, masalah yang disebabkan oleh peningkatan harmonik adalah penting. Power elektronik menawarkan sejumlah keunggulan dalam mengendalikan aliran daya dan
efisiensi, tetapi hal ini akan memotong-motong, flatting, tegangan dan arus sinusoidal . Di antara aplikasi elektronik, masalah harmonik yang disebabkan oleh statis konverter.
Konverter statis digunakan dalam berbagai jenis aplikasi industri. Tujuan bab ini adalah untuk menyajikan model dan teknik simulasi daya perangkat elektronik, dengan fokus
pada model harmonik listrik statis konverter. Pertama, kita meninjau secara singkat sering dilihat kawasan sumber harmonik jenis elektronik. Selanjutnya, sejumlah besar
harmonik model konverter yang digunakan dalam simulasi harmonik akan diuraikan. Dua model converter harmonik digunakan sebagai contoh .
3.2
Ulasan Sumber Sistem Tenaga Harmonik
Karena teknologi maju dalam pengembangan elektronik selama sepuluh tahun terakhir, aplikasi elektronik telah banyak menyebar ke semua jenis industri. Dapat diamati
sebagai contoh:
Pengubah Pembalik Arus
Konverter telah menyebabkan peningkatan yang signifikan pada beban menghasilkan harmonik, dan telah tersebar di seluruh sistem. Dalam kebanyakan kasus, garis
commutated converter adalah penyebab masalah harmonik pada sistem distribusi daya. Alat ini bekerja kuda sirkuit untuk ac dc konversi daya. Aplikasi yang umum konverter
daya statis adalah kecepatan disesuaikan drive untuk kendali motor. Aplikasi lain sedang dalam HVDC terminal. Perangkat dapat dioperasikan sebagai enam-pulsa konverter,
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1, atau dikonfigurasikan pada pengaturan paralel untuk operasi pulsa yang lebih tinggi. Secara teoritis, kawasan konverter statis menarik
beban arus dari sistem sumber yang terdiri dari arus positif dan negatif yang sama-sama dipisahkan. Jumlah denyut nadi mengacu pada jumlah gundukan-gundukan pada
tegangan output dc yang dihasilkan selama setiap siklus ac.
33
Figure 3.1. Six-Pulse Line Commutated Converter
Dalam Gambar 3.1, setiap pasangan thyristor dipicu sudut penyalaan dan melakukan sampai mereka membalik-bias. Jika thyristor nol dipicu pada sudut tembak, ia bertindak
persis seperti dioda. Baris istilah commutated konverter mengacu pada fakta bahwa beban benar-benar merubah thyristor off, daripada yang dimatikan oleh sirkuit kontrol
eksternal. Arus ac yang ideal bentuk gelombang selama enam-pulsa konverter adalah selama 120 derajat dan off untuk 60 derajat. Selama pada periode tersebut, arus beban dc
diasumsikan konstan dalam kasus yang ideal karena adanya asumsi besar dc seri induktor. Dengan asumsi tidak ada penggantian tumpang tindih dan operasi seimbang
tiga fase, dapat ditunjukkan bahwa arus fasa adalah
,
3.1
di mana h = 1, 5, 7, 11, 13, ... . Kita melihat bahwa arus ac harmonik yang dihasilkan oleh enam-pulsa konverter mencakup semua kecuali triplens harmonik ganjil. Harmonik yang
dihasilkan oleh konverter dari setiap nomor pulsa dapat dinyatakan dengan h = pn ± 1, di mana n adalah setiap bilangan bulat dan p adalah jumlah denyut nadi konverter. Untuk
kasus ideal, konverter penurunan besarnya arus harmonik menurut 1 h aturan. Tabel 3.1 memberikan 1h-rule dan khas harmonik arus dalam per unit komponen fundamental
untuk enam-pulsa konverter [1].
Table 3.1. Theoretical and Typical Harmonic Currents for Six-Pulse Converters.
h 5 7 11 13 17 19 23 25
1h -
rule .200 .143 .091 .077 .059 .053 .043 .040
Typical .175 .111 .045 .029 .015 .010 .009 .008
Pengubah Modulasi Getaran.
34 PWM converter menggunakan kawasan perangkat elektronik yang dapat dimatikan dan
dihidupkan. Oleh karena itu, bentuk gelombang tegangan dan arus dapat dibentuk lebih desirably. Komponen switching dapat thyristor yang dipaksa turun oleh sirkuit kontrol
eksternal, atau GTOs atau kawasan transistor. Dalam PWM converter, perangkat switching dikendalikan untuk menyalakan dan
mematikan untuk menghasilkan serangkaian pulsa. Pulsa ini akan divariasikan dalam lebar untuk menghasilkan getaran tegangan tiga fase gelombang untuk beban. Karena
efisiensi yang rendah, PWM converter terbatas pada aplikasi daya rendah dalam beberapa ratus kW.
Cycloconverters
Cycloconverter adalah sebuah alat yang mengubah kekuatan ac pada satu frekuensi ke kawasan ac pada frekuensi yang lebih rendah. Cycloconverters biasanya digunakan
dalam kecepatan rendah dan aplikasi tenaga kuda. Frekuensi harmonik yang dihasilkan oleh cycloconverter tergantung pada frekuensi output, yang bervariasi dalam operasi
untuk mengontrol kecepatan motor. Frekuensi output dari cycloconverter dapat dikontrol dengan tepat waktu penembakan pulsa di gerbang thyristor melalui kontrol komputer.
Static VAR Compensator SVC
Var Kompensator statis digunakan sebagai kontrol tegangan dalam sistem . Perangkat ini mengontrol tegangan jaringan dengan menyesuaikan jumlah daya reaktif disuplai ke
beban dari sistem. Aplikasi biasanya SVC kompensasi lokal daya reaktif beban industri dan untuk pengaturan tegangan jaringan utilitas untuk meningkatkan kemampuan
mentransfer di sistem transmisi. Konfigurasi khas dari sebuah SVC terdiri dari kapasitor shunt dengan sebuah reaktor yang dikendalikan thyristor TCR yang terhubung secara
paralel.
Alat Tenaga Elektrik Lainnya.
Perangkat elektronik lain yang dapat menghasilkan harmonik dalam sistem tenaga listrik termasuk fase statis shifter, isolasi switch, switch transfer beban, dan penyimpanan energi
dan sistem tenaga cadangan sesaat serta perangkat yang tercakup dalam subyek Flexible AC Transmission System KETERANGAN dan Custom Power Systems CPS [2].
3.3 Tinjauan Statis Model pengubah tenaga untuk Simulasi Harmonik
