Pemodelan Sistem Distribusi BAB I TINJAUAN PERMODELAN HARMONIK DAN SIMULASI

70

BAB V PEODELAN HARMONIK PADA JARINGAN

Abstrak: Model Harmonik untuk sistem tenaga melibatkan penggabungan model perangkat ke dalam sistem model tenaga. Pengembangan model-model sistem akurat untuk studi harmonik melibatkan pemilihan perangkat untuk memasukkan dalam model serta pemilihan model perangkat yang mencapai keseimbangan antara kompleksitas dan ketelitian untuk studi yang bersangkutan.

5.1 Pendahuluan

Pembelajaran Harmonik dimulai dengan pengembangan model sistem yang merupakan kelompok model perangkat untuk dimasukkan dalam studi. Dalam setiap studi, tidak layak untuk menyertakan model rinci setiap komponen dari sistem. Sistem tenaga biasanya mencakup ratusan generator dan jalur transmisi, distribusi dan pelanggan. Bahkan sistem yang berdiri sendiri memiliki lebih banyak daripada yang dapat dimodelkan secara individual. Setiap pembelajaran harmonik harus dimulai dengan penentuan rentang frekuensi dan pemilihan komponen sistem yang akan dibuat modelnya. Bab ini menjelaskan prosedur yang digunakan untuk mengembangkan model-model sistem untuk studi harmonik. Bab ini dibagi menjadi dua bagian utama yang menggambarkan pengembangan sistem untuk sistem distribusi dan sistem transmisi.

5.2 Pemodelan Sistem Distribusi

Sementara sistem distribusi dan sistem transmisi memiliki komponen yang sama-baris, transformer, dan mesin. Ada perbedaan yang signifikan praktis dalam mengembangkan model-model sistem untuk kedua jenis sistem. Sistem distribusi, sebenarnya, dibagi menjadi dua tingkat yang berbeda-distribusi primer dan sekunder distribusi. Distribusi sekunder adalah di bawah 600 Volt, dan biasanya dimiliki oleh konsumen listrik. Distribusi utama biasanya berkisar antara 4kV ampai 36 kV. Ada dua alasan untuk melakukan sistem distribusi studi harmonik: pertama, untuk mempelajari dampak besar sumber harmonik baru dan kedua, untuk memeriksa masalah harmonik pada sistem yang sudah ada. Pemodelan tiga fase atau fase tunggal untuk membuat harmonic pada sistem distribusi , studi harmonic model tiga fase diperlukan atau jika model fase tunggal akan cukup. Ketiga Model tiga fase diperlukan bila: • Kombinasi Wye-Wye dan atau delta-Wye harmonik transformer menyebabkan pembatalan • Fase tunggal atau tidak seimbang kapasitor yang hadir • Tanah atau sisa arus yang penting dalam penelitian • Beban tidak seimbang secara signifikan hadir 71 Sebagai salah satu atau lebih dari kasus-kasus ini terdapat pada banyak sistem distribusi, sering direkomendasikan untuk mengimplementasikan suatu model tiga fase pada setiap sistem studi distribusi . Bagaimanapun, telah banyak penelitian yang sukses untuk fase tunggal . Contoh yang khas model fase tunggal adalah: • Sumber harmonik satu fase dan tiga fase yang besar menyebabkan analisa • Sistem seimbang • Arus tanah tidak akan menjadi masalah Model fase tunggal dari sistem bisa terasa lebih menarik karena ukuran sepertiga dari tiga tahap model dan hasilnya dapat lebih kompak dan lebih mudah untuk menafsirkannya. . Gambar 5.1. Single line diagram sistem distribusi primer. Pengembangan model sistem , sistem distribusi yang diikat dalam jaringan tenaga yang saling berhubungan. Pengecualian sistem yang berdiri sendiri seperti yang ditemui pada platform pengeboran minyak. Dalam sistem yang berdiri sendiri, dapat layak untuk model keseluruhan sistem tenaga. Dalam kasus lain, bagaimanapun, sistem ini terlalu besar untuk model penuh. Sebuah keputusan harus dibuat sebagai komponen yang 72 menjadi model secara rinci, dan daerah yang dapat dimodelkan dengan jaringan yang setara. Sebuah sistem distribusi primer umum ditunjukkan pada Gambar 5.1. Sistem radial, dengan energi yang dipasok ke sistem melalui sebuah transformator dari jaringan transmisi. Ini cukup akurat untuk mewakili jaringan transmisi dengan hubungan pendek 60 Hz resistansi dan induktansi setara. Harus ada pertimbangan dari fakta bahwa rangkaian pendek sistem penyediaan akan berubah tergantung pada konfigurasi sistem. Sebuah model yang lebih rinci diperlukan bila kapasitansi terdapat pada sistem transmisi dekat transformator, atau dalam kasus di mana harmonik penetrasi ke jaringan transmisi . Model terakhir aspek yang harus diperhatikan adalah bahwa sistem transmisi dapat menjadi sumber utama harmonik untuk sistem distribusi. Satu-satunya cara untuk menentukan apakah kasus ini melalui pengukuran pada transformator sekunder. Dalam pengukuran ini dapat dibuat pada arus dan tegangan yang ada pada transformer. Pengukuran harus dilakukan dengan alat yang akan memberikan informasi sudut fase. Jangka waktu lebih dari yang diperlukan pengukuran harus ditentukan pada kasus per kasus. Untuk studi harmonik pada sistem utama, komponen-komponen dari sistem harus dimodelkan sesuai untuk rentang frekuensi studi. Biasanya, kapasitansi jalur overhead dan transformer tidak perlu dimasukkan dalam penelitian yang melibatkan urutan harmonik yang lebih rendah. Interaksi faktor daya kapasitor dan sumber induktansi adalah sumber utama harmonik impedansi , sehingga ini perlu dimodelkan dengan hati- hati. Peningkatan karena efek kulit memberikan peningkatan pada sistem redaman resonansi dan harus dimasukkan ke dalam model. Komponen terakhir dari model sistem distribusi adalah beban. karena tidak mungkin atau diinginkan untuk mengidentifikasi apa beban pada setiap titik tertentu. Model beban karena itu agak empiris dalam alam, dan metode yang berbeda untuk menentukan model beban digunakan. Sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 5.1, sebagian besar, jika tidak semua beban sistem untuk menghasilkan arus harmonik tingkat tertentu. Setiap sistem akan memiliki latar belakang tingkat harmonik bahkan bila tidak ada sumber harmonik besar . Sebuah model generik sehingga beban harmonik meliputi sumber dan impedansi yang harmonis. Contoh model beban ditunjukkan pada Gambar 5.2. Impedansi seri sering diambil untuk memasukkan efek dari trafo distribusi. Beberapa metode yang berbeda telah digunakan untuk memilih melangsir nilai impedansi beban tertentu [1,2]. Salah satu metode adalah dengan model beban motor secara terpisah dari beban lain. Beban pasif MVA dikonversi ke RL paralel yang setara impedansi. Beban motor dimodelkan sebagai satu motor induksi disamakan dengan kebocoran yang tepat reactances dan stator dan rotor resistensi. Permasalahan lain dalam pengembangan model adalah agregasi beban, karena tidak perlu atau layak untuk model masing-masing beban individual. Load agregasi dipelajari dalam 73 [3], di mana telah ditunjukkan bahwa beban feeder dapat digabungkan ke dalam kelompok-kelompok cukup besar tanpa kehilangan akurasi yang berlebihan. Untuk pengumpan yang terlibat dalam studi, beban ini dikelompokkan ke dalam sekitar 10 setara per pengumpan. Gambar 5.2. Model beban per fase Banyak studi harmonik melibatkan sejumlah besar sumber harmonik. Latar belakang tingkat harmonik seringkali diabaikan dalam penelitian ini, dan dianggap secara terpisah sebagai sumber kesalahan. Latar belakang tingkat harmonik, bagaimanapun, adalah penting karena beberapa alasan, termasuk dalam desain filter harmonik. Saat ini, satu- satunya cara untuk menentukan tingkat latar belakang pada sistem yang diberikan adalah melalui pengukuran. Efisien prosedur pengukuran dan pemodelan digambarkan dalam [4]. Suatu prosedur yang mengkombinasikan pengukuran dan pemodelan biasanya diperlukan dalam melakukan studi harmonik pada sistem distribusi primer. Sistem distribusi sekunder pembelajaran dari sistem distribusi sekunder studi melibatkan satu pabrik atau instalasi komersial. Banyak dari karakteristik model sistem distribusi primer juga berlaku untuk sistem sekunder. Satu baris diagram tipikal sistem industri ditunjukkan dalam Gambar 5.3. Model tanaman kemungkinan akan mencakup beberapa level tegangan yang berbeda dan kemungkinan besar akan memiliki lebih sedikit kapasitor, tapi lebih dari kapasitor akan diinstal dengan tuning kumparan untuk keperluan penyaringan. Line dan trafo kapasitansi biasanya diabaikan, seperti juga kasus kabel pendek berjalan. Dalam banyak kasus, pengukuran lebih mudah untuk dilakukan pada sistem sekunder, dan load data tersebut dapat lebih mudah tersedia. Persiapan data Saat ini, kebanyakan studi dilakukan dengan salah satu dari beberapa analisis harmonik komersial paket perangkat lunak yang tersedia. Perangkat data entry dan model sintesis menggunakan paket-paket ini mudah sekali data yang telah dikumpulkan. Khas data yang diperlukan untuk studi ini diringkas dalam Tabel 5.1. 74 Gambar 5.3. Tanaman industri satu baris diagram. Tabel 5.1. Ringkasan khas data yang diperlukan untuk distribusi studi harmonis. Alat Data yang dibutuhkan Transformator Sebenarnya rasio belitan, sambungan diagram, impedansi sirkuit pendek Kabel konduktor fasa dan netral ukuran, tata letak, panjang, atau pendek impedansi; kapasitansi bila diperlukan Kapasitor tegangan rating, var rating, konfigurasi Wye, GRD Wye, atau delta Penyaring frekuensi dicari frekuensi, volt, var rating, konfigurasi 75 Generator subtransient impedansi, konfigurasi Beban, Linear watt, faktor daya, komposisi, keseimbangan Beban Non Linear tingkat yang diharapkan saat ini injeksi harmonik, magnituda dan sudut fase

5.3 Permodelan Transmisi Sistem