Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah Dynamic Voltage Restorer DVR

+ Ea Eb Ec - - + - + a b c Ia = In Zn Ia Ib Ic Pada Gambar 2.6 Zs adalah impedansi sumber dan Z F � ��� = � � � � + � � V adalah impedansi diantara PCC dengan lokasi terjadinya gangguan. Point of common coupling PCC adalah titik dimana gangguan dan beban yang dicatu. Pada model tersebut, tegangan pada PCC dirumuskan oleh Persamaan 2.1 [11]: S dengan anggapan tegangan sebelum terjadi gangguan adalah 1 pu. Dari persamaan tersebut dapat dilihat apabila jarak terjadinya gangguan semakin dekat terhadap PCC, maka Z …………....................................……… 2.1 F

2.4. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah

akan semakin kecil yang mengakibatkan kedip tegangan semakin kecil, atau dapat saja terjadi apabila impedansi sistem mempunyai nilai yang cukup besar. Diagram rangkaian untuk gangguan tunggal dari fasa ke tanah pada generator yang terhubung Y dengan netralnya ditanahkan melalui reaktansi ditunjukkan pada Gambar 2.7. berikut ini : Gambar 2.7. Diagram rangkaian gangguan tunggal fasa ke tanah Universitas Sumatera Utara Pada Gambar 2.7 diperlihatkan fasa a adalah posisi terjadinya gangguan fasa ke tanah. Persamaan akan dikembangkan pada keadaan gangguan sebagai berikut : � � = 0; � � = 0; � � = 0 Dengan � � = 0 ��� � � = 0 komponen simetris akan diberikan oleh Persamaan 2.2 � � �0 � �1 � �2 � = 1 3 � 1 1 1 1 � � 2 1 � 2 � � � � � � …………………………….……………………..2.2 Sehingga � �0 , � �1 ��� � �2 masing-masing akan sama dengan � � 3 � dan akan diperoleh bahwa I a1 = I a2 = I a0, � � �0 � �1 � �2 � = � � � � − � � � 1 � 2 � � � �0 � �1 � �2 � ………………………….………………2.3 dan dengan menggantikan � �0 , � �1 ��� � �2 pada Persamaan 2.3 Maka akan diperoleh Persamaan 2.16: � � �0 � �1 � �2 � = � � � � − � � � 1 � 2 � � � �1 � �1 � �1 �………………………………………….2.4 Dengan mengerjakan perkalian dan pengurangan matriks dihasilkan suatu kesamaan matriks dan akan diperoleh suatu Persamaan 2.5 : � �0 + � �1 + � �2 = − � �1 � + � � − � �1 � 1 − � �1 � 2 ………………………….2.5 Karena V a = V a0 + V a1 + V a2 = 0, maka akan diperoleh Persamaan 2.6 untuk I a1 Universitas Sumatera Utara V = 0 p.u. V = 1 p.u. V = Vsag V = Vsag Xs A B C sebagai berikut : � �1 = � � � 1 + � 2 +� .......................................................................................................2.6 Dari Persamaan dapat disimpulkan bahwa apabila terjadi gangguan pada salah satu fasa, maka akan berakibat pada fasa yang lain. Seperti pada Gambar 2.8 berikut ditunjukkan bahwa apabila pada fasa B terjadi gangguan fasa ke tanah, maka pada fasa A dan fasa C akan terjadi kedip tegangan. Gambar 2.8. Jaringan yang mengalami gangguan

2.5. Dynamic Voltage Restorer DVR

Peralatan-peralatan listrik berteknologi tinggi yang digunakan dalam industri terus meningkat dalam upaya mendukung peningkatan kualitas dan jumlah produksinya. Seiring dengan upaya tersebut, pihak konsumen makin membutuhkan dan menuntut tersedianya kualitas daya listrik yang kontinu dari pihak pemasok daya listrik atau agar tidak seringnya terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik dan kalaupun terjadi gangguan harus dapat diatasi secepatnya. Kualitas pasokan daya Universitas Sumatera Utara listrik ditentukan oleh magnitude, bentuk gelombang dan frekuensi tegangan. Salah satu jenis gangguan yang berpengaruh terhadap kualitas pasokan daya listrik adalah kedip tegangan. Kedip tegangan adalah drop tegangan dalam waktu singkat yang disebabkan oleh gangguan dalam sistem pasokan dan starting beban-beban besar yang sangat berpengaruh terhadap kontinuitas operasional industri karena dapat merusak peralatan-peralatan listrik yang sensitif terhadap perubahan tegangan [4],[6], [7]. Karakteristik kedip tegangan dapat ditentukan berdasarkan interval penurunan nilai rms tegangan dalam per-unit dan durasi waktunya saat terjadi penurunan tegangan hingga tegangannya kembali normal yaitu sebesar 0,1 sampai 0,9 pu dan selama 0,5 cycle sampai 1 menit. Upaya untuk mengatasi gangguan kedip tegangan dapat dilakukan berda- sarkan penyebabnya. Apabila kedip tegangan berasal dari sistem pasokan maka pihak pemasok tenaga listrik melakukan perbaikan dengan jalan mengelompokkan beban-beban yang sensitif dan mengupayakan perbaikan pada sistem sirkuit agar daya yang disalurkan ke konsumen sesuai dengan standar kualitas yang dikehendaki atau dapat juga dengan mendisain inverter untuk peralatan proses yang lebih tahan terhadap fluktuasi tegangan atau memasang peralatan untuk memperbaiki kedip tegangan tersebut. Jika kedip tegangan berasal dari sisi beban konsumen maka perbaikan dilakukan dengan cara memanfaatkan teknologi elektronika daya sebagai kompensasi daya, salah satunya menggunakan Dynamic Voltage Restorer DVR. Universitas Sumatera Utara Dynamic Voltage Restorer merupakan peralatan yang digunakan untuk memulihkan tegangan atau memperbaiki mutu tegangan di sisi beban dan posisinya dipasang secara seri antara sumber dan beban. DVR dirangkai secara seri dengan sistem distribusi untuk melindungi peralatan sensitif terhadap terjadinya kedip tegangan [6,7]. Penghematan energi yang digunakan oleh DVR untuk memulihkan tegangan menjadi salah satu pertimbangan utama dalam menentukan jenis metode kompensasi yang digunakan. Oleh karena itu daya suntik minimum menjadi salah satu solusi yang bertujuan mengurangi kapasitas batere. 2.5.1. Struktur Dasar Dynamic Voltage Restorer Fungsi dasar DVR adalah mendeteksi terjadinya kedip tegangan yang terjadi pada saluran sistem daya, kemudian menyuntikkan tegangan untuk mengkompensasi kedip tegangan yang terjadi. Oleh karena itu DVR ditempatkan dekat dengan beban sensitif yang dilindungi. DVR mempunyai power circuit dan control circuit [17],[18]. Control circuit atau rangkaian kendali berfungsi untuk mengatur parameter-parameter dari sinyal kendali yang harus disuntikkan oleh DVR pada sistem antara lain : besar tegangan, frekuensi, pergeseran fasa dan lain-lain. Berdasarkan sinyal kendali yang diperoleh dari control circuit maka dihasilkan tegangan yang akan disuntikkan pada power circuit. DVR bekerja tergantung dari tipe gangguan atau suatu kejadian yang terjadi di dalam sistem, menghasilkan tegangan yang akan disuntikkan yang diperoleh dari unit Universitas Sumatera Utara penyimpan energi DC dan kemudian dirubah menjadi tegangan AC oleh Voltage Source Inverter VSI. Pada kebanyakan waktu kerja DVR melakukan “nothing to do” yang berarti DVR tidak menyuntikkan suatu tegangan apapun kecuali hanya memonitoring tegangan bus. DVR dirangkai seri dengan sistem distribusi. DVR umumnya mempunyai unit penyimpan energi capacitor DC, inverter VSI, filter low pass dan transformator penyuntik tegangan. Pada Gambar 2.9 berikut ini ditunjukkan komponen-komponen dasar DVR: Gambar 2.9. Struktur Dasar Sistem DVR[19] Fungsi masing-masing komponen DVR adalah sebagai berikut:

a. Unit Penyimpanan Energi DC