10
3. Analisis kompensasi VAR sistem distribusi tiga fasa empat kawat dengan metode kompensasi dua fasa Umumnya sistem tenaga listrik dibangun dengan sistem tiga fasa. Hal tersebut didasarkan pada alasan-alasan ekonomi dan kestabilan aliran daya pada beban. Alasan ekonomi dikarenakan dengan sistem tiga fasa, penggunaan penghantar untuk transmisi menjadi lebih sedikit. Sedangkan alasan kestabilan dikarenakan pada sistem tiga fasa daya mengalir sebagai layaknya tiga buah sistem fasa tunggal, sehingga untuk peralatan dengan catu tiga fasa, daya sistem akan lebih stabil bila dibandingkan dengan peralatan dengan sistem satu fasa. Sistem tiga fasa atau sistem fasa banyak lainnya, secara umum akan memunculkan sistem yang lebih kompleks, akan tetapi secara prinsip untuk analisa sistem tetap mudah dilaksanakan. Pembangkitan gaya gerak listrik (ggl) tiga fasa adalah dengan pemberian energi pada sistem oleh tiga ggl bolak-balik dengan frekuensi yang sama namun berbeda fasa 120 derajat. Ketiga ggl ini dibangkitkan dalam tiga pasang kumparan jangkar yang terpisah dalam generator arus bolak- balik. Tiga pasang kumparan ini dipasang terpisah 120 pada jangkar generator. Ujung-ujung kumparan semuanya dikeluarkan dari generator untuk membentuk tiga rangkaian fasa tunggal yang terpisah. Tetapi kumparan-kumparan biasanya saling dihubungkan baik di dalam maupun di luar guna membentuk sistem tiga fasa, tiga kawat atau sistem tiga fasa, empat kawat. Pada bagian ini akan dianalisis eliminasi arus netral dengan menggunakan metode kompensasi dua fasa. Dalam melakukan perhitungan diperlukan data operasional beban yang dianalisis. Data yang diperlukan adalah data arus beban tiap fasa dan faktor dayanya. Beban yang digunakan adalah beban jaringan kecil yaitu salah satu industri semen di Jawa Tengah. Analisis bersifat komputasi yaitu perhitungan dengan menggunakan perangkat lunak program aplikasi Excel dan MATLAB. Mengingat bahwa eliminasi arus netral pada metode ini dilakukan dengan mengkompensasi dua kawat fasa saja, padahal terdapat tiga kawat fasa pada sistem maka akan terdapat kombinasi- kombinasi dari fasa yaitu fasa b dan fasa c, fasa a dan fasa b, serta fasa a dan fasa c. Dari hasil perhitungan kombinasikombinasi ini akan dapat dapat dilihat kombinasi yang optimum secara teknis (faktor daya yang paling baik). Data beban yang akan dianalisis adalah beban dengan nilai Ia = 201.8-40,27 o , Ib = 183,876,64 o , Ic = 185,9202,09 o , dan In = 32,38138,34 o dan faktor daya sebelum dikompensasi, masing-masing pfa

Analisis Kompensasi VAR Sistem Distribusi Tiga Fasa Empat Kawat Dengan Metode Kompensasi Dua Fasa

Embed Size (px)

Citation preview

3. Analisis kompensasi VAR sistem distribusi tiga fasa empat kawat dengan metode kompensasi dua fasaUmumnya sistem tenaga listrik dibangun dengan sistem tiga fasa. Hal tersebut didasarkan pada alasan-alasan ekonomi dan kestabilan aliran daya pada beban. Alasan ekonomi dikarenakan dengan sistem tiga fasa, penggunaan penghantar untuk transmisi menjadi lebih sedikit. Sedangkan alasan kestabilan dikarenakan pada sistem tiga fasa daya mengalir sebagai layaknya tiga buah sistem fasa tunggal, sehingga untuk peralatan dengan catu tiga fasa, daya sistem akan lebih stabil bila dibandingkan dengan peralatan dengan sistem satu fasa. Sistem tiga fasa atau sistem fasa banyak lainnya, secara umum akan memunculkan sistem yang lebih kompleks, akan tetapi secara prinsip untuk analisa sistem tetap mudah dilaksanakan.Pembangkitan gaya gerak listrik (ggl) tiga fasa adalah dengan pemberian energi pada sistem oleh tiga ggl bolak-balik dengan frekuensi yang sama namunberbeda fasa 120 derajat. Ketiga ggl ini dibangkitkan dalam tiga pasang kumparan jangkar yang terpisah dalam generator arus bolak-balik. Tiga pasang kumparan ini dipasang terpisah 120 pada jangkar generator. Ujung-ujung kumparan semuanya dikeluarkan dari generator untuk membentuk tiga rangkaian fasa tunggal yang terpisah. Tetapi kumparan-kumparan biasanya saling dihubungkan baik di dalam maupun di luar guna membentuk sistem tiga fasa, tiga kawat atau sistem tiga fasa, empat kawat.Pada bagian ini akan dianalisis eliminasi arus netral dengan menggunakan metode kompensasi dua fasa. Dalam melakukan perhitungan diperlukan data operasional beban yang dianalisis. Data yang diperlukan adalah data arus beban tiap fasa dan faktor dayanya. Beban yang digunakan adalah beban jaringan kecil yaitu salah satu industri semen di Jawa Tengah. Analisis bersifat komputasi yaitu perhitungan dengan menggunakan perangkat lunak program aplikasi Excel dan MATLAB. Mengingat bahwa eliminasi arus netral pada metode ini dilakukan dengan mengkompensasi dua kawat fasa saja, padahal terdapat tiga kawat fasa pada sistem maka akan terdapat kombinasi-kombinasi dari fasa yaitu fasa b dan fasa c, fasa a dan fasa b, serta fasa a dan fasa c. Dari hasil perhitungan kombinasikombinasi ini akan dapat dapat dilihat kombinasi yang optimum secara teknis (faktor daya yang paling baik).Data beban yang akan dianalisis adalah beban dengan nilai Ia = 201.8-40,27o, Ib = 183,876,64o, Ic = 185,9202,09o, dan In = 32,38138,34o dan faktor daya sebelum dikompensasi, masing-masing pfa = 0,763, pfb = 0,723, pfc = 0, 789 dan pf total = 0, 76. Bentuk gelombang arus fasa dan arus netral dapatdigambarkan sebagai berikut :

Gambar 4.1 Bentuk Gelombang Arus sebelum Dikompensasi

Dari gambar diatas terlihat adanya arus netral dengan amplitudo 32, 38 A. Selanjutnya, arus netral yang mengalir ini akan dieliminasi dengan menggunakan metode kompensasi dua fasaMetode kompensasi dua fasa dapat mengurangi arus netral hingga nilainyamendekati nol ( In 20 % dari arus normal)Hasil analisis dan perhitungan :

4. Cara efektif meredam osilasi daya menggunakan Static VAR Compensator dengan Fuzzy Logic ControllerSebuah SVC dengan sistem kontrol penembakan dapat direpresentasikan demi kesederhanaan dengan model orde pertama ditandai dengan gain KSVC dan waktu konstanta T1 dan T2 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Input sinyal untuk SVC adalah penjumlahan tegangan referensi dan tegangan terminal generator. Sinyal redaman tambahan bisa ditarik dari generator untuk memberikan manfaat tambahan dalam kinerja stabilitas. Dalam makalah ini FLC digunakan untuk memberikan sinyal ini redaman tambahan.

Fuzzy Logic Controller (FLC) merupakan masukan ganda output tunggal kontroler fuzzy linguistik telah dirancang yang memiliki empat tahap (1) fuzzifikasi, (2) rule base, (3) Inferensi Mekanisme, (4) Defuzzifikasi.Fuzzifikasi adalah proses pembuatan kuantitas fuzzy. Tapi sebelum masuk tahap ini dua sinyal masukan (w) dan (AP) yang benar ditingkatkan dengan menggunakan perkalian faktor. Kedua sinyal skala kemudian fuzzified ke dua variabel juga disebut variabel linguistik. Variabelnya yaitu positif besar (PB), positif kecil (PS), nol (ZE), negatif kecil (NS) dan negatif besar (NB) sebagai ditunjukkan pada Gambar 4.

Studi ini menyajikan metode untuk meningkatkan daya sistem osilasi menggunakan SVC . Model matematika sistem tenaga listrik yang dilengkapi dengan SVC adalah sistematis berasal . Ditemukan bahwa SVC mempengaruhi pada baris Tegangan. Kinerja dinamis dari sistem kekuasaan dapat dikontrol oleh SVC. Penelitian ini menggunakan logika fuzzy kontrol untuk menentukan hukum kontrol SVC. Dari hasil simulasi , itu menunjukkan bahwa logika fuzzy berbasis SVC kontrol dapat meningkatkan sistem daya osilasi. FLC yang diusulkan untuk SVC terbukti sangat efektif dan kuat dalam osilasi sistem tenaga redaman dan dengan demikian meningkatkan stabilitas transien sistem. kabur aturan mudah berasal dari sinyal global yang terukur seperti garis aliran daya aktif, dan kecepatan generator yang terpencil deviasi. Kinerja berbagai kontroler adalah dibandingkan berdasarkan simulasi linear non. Di antaranya yang kinerja pengendali yang diusulkan ditemukan menjadi lebih baik dan meredam osilasi sistem pada tingkat yang lebih cepat. FLC yang diusulkan untuk SVC terbukti sangat efektif dan kuat dalam osilasi sistem tenaga redaman dan dengan demikian meningkatkan stabilitas transien sistem

5. Meningkatkan level tegangan dengan menggunakan Static VAR Compensator

Ketika mempelajari kinerja sistem dinamis dan kontrol tegangan, pemodelan sistem adalah aspek utama di sekitar wilayah yang spesifik dari studi. Hal ini khas untuk banyak utilitas listrik untuk berbagi besar model sistem terdiri dari ribuan bus mewakili sistem interkoneksi. rincian modeling "sistem" unsur-unsur seperti transformer, generator, jalur transmisi, dan shunt reaktif perangkat (yaitu kapasitor, reaktor), dll, untuk jangka pendek analisis stabilitas.Aspek modeling yang terus diperdebatkan adalah "beban" Model. Untuk analisis stabilitas jangka pendek, beban yang dimodelkan dengan baik statis (misalnya daya nyata, reaktif power) dan dinamis karakteristik otomatis regulator tegangan (AVR) blok kontrol adalah penting bagian dari model SVC yang beroperasi pada kesalahan tegangan sinyal. Generik blok kontrol AVR didefinisikan oleh fungsi transfer seperti ditunjukkan pada Gambar. 5

Modern Static VAR CompensatorDalam thyristor-controll edstatic Kompensator modern , kompensator Rimouski diinstal pada jaringan transmisi Hydro Quebec pada 230 KV [6] - [7]. Kompensator adalah khas dari banyak seperti instalasi pada sistem transmisi tegangan tinggi, tetapi banyak fitur desain yang direproduksi dalam beban kompensator juga, terutama dalam pasokan ke listrik tungku busur. Sistem Hydro Quebec memiliki banyak panjang jarak, jalur transmisi tegangan tinggi. Sebelum 1978 kondensor sinkron dipasang untuk memberikan kompensasi reaktif. Studi perencanaan, yang berbagai bentuk alternatif dipertimbangkan sebagai kompensasi,menyebabkan keputusan untuk menginstal dua kompensator statis untuk evaluasi kinerja, di lokasi yang tidak di Baie James sistem [13]. Salah satunya dipasang dekat Rimouski, Quebec, pada sistem 230 KV-dari Gaspe daerah. Itu ditugaskan pada tahun 1978 dan berfungsi sebagai contoh wakil dari sistem transmisi kompensator.performance testingcase 1 : Tiba-tiba berubah-99MVAR di akibat langkah perubahan dalam sinyal referensi seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Penelitian ini menunjukkan bahwa transmisi statis VAR kompensator modern dapat secara efektif diterapkan dalam sistem transmisi listrik untuk memecahkan masalah kinerja dinamis miskin dan tegangan regulasi dalam 115 KV dan 230 KV transmisi sistem. SVC Transmisi dan FAKTA lainnya kontroler akan terus diterapkan dengan lebih frekuensi sebagai keuntungan mereka membuat jaringan "fleksibel" dan diarahkan menuju "akses terbuka" struktur.

6. Pengoptimalan penempatan Static VAR Compensator dalam sistem tenagaMenyajikan sebuah metode baru yang berlaku penerapan Algoritma Genetika sebagai meta-heuristik Metode optimasi untuk masalah sistem listrik di gardu distribusi. Dengan peningkatan beban, kekuasaan apapun model sistem mengalami gangguan. Gangguan ini mempengaruhi stabilitas keseluruhan sistem. kriteria seperti profil tegangan, arus listrik, kerugian memberitahu kita tentang keadaan sistem yang diteliti. Analisis beban aliran yang diteliti mampu memberikan wawasan sistem. Static var kompensator adalah salah satu metode dan dapat diterapkan untuk mendapatkan sistem dengan kerugian minimal, peningkatan aliran daya dan tegangan profil sehat. nomor, lokasi dan ukuran Static var kompensator adalah perhatian utama dan mereka dapat dioptimalkan untuk sebagian besar oleh Algoritma Genetika. Penggunaan Static var kompensator dalam sistem telah menunjukkan peningkatan dalam profil tegangan dan kekuasaan mengalir sementara penurunan kerugian.

Studi sistem tenagaSebuah diagram garis tunggal 33/11 KV Gardu Distribusi di ETAP [porate et al. (2009)]] dengan sebelas bus (Bus dari 1 sampai Bus11) seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Ini terdiri dari dua transformator tenaga (T1 dan T2), masing-masing memiliki kapasitas 3 MVA dan empat trafo distribusi (T3, T4, T5 dan T6). Ada empat statis beban (dari 1 Beban Load 4). Ada dua pengumpan keluar akan terhubung satu sama transformator tenaga. Tingkat tegangan yang masuk adalah 33KV dan tingkat tegangan distribusi 11KV. Beban menerima tegangan dari 0.435 KV

Analisis Aliran DayaETAP analisis Load Flow menghitung tegangan Bus, Cabang Daya Faktor, Arus dan Arus Listrik seluruh sistem listrik di diagram garis tunggal. ETAP memungkinkan untuk ayunan, tegangan diatur, tidak diatur sumber daya dengan beberapa jaringan listrik dan koneksi pembangkit. Hal ini mampu tampil di kedua radial dan sistem lingkaran.ETAP menyediakan tiga metode perhitungan aliran daya: Newton-Raphson,Fast Decoupled,Accelerated Gauss Seidel.Mereka memiliki karakteristik yang berbeda dan kadang-kadang yang satu lebih menguntungkan dalam hal mencapai kinerja terbaik.

Algoritma GenetikaMetode heuristik dapat digunakan untuk memecahkan masalah optimasi yang kompleks . Dengan demikian , mereka mampu memberikan yang baik yangsolusi dari masalah tertentu dalam waktu perhitungan yang masuk akal , tetapi mereka tidak menjamin untuk mencapai globaloptimum . Dalam kasus GAs adalah teknik pencarian global , berdasarkan mekanisme seleksi alam dan genetika ;mereka dapat mencari beberapa solusi yang mungkin secara bersamaan . Algoritma genetik ( GAs ) didasarkan pada biologiprinsip-prinsip evolusi dan memberikan alternatif yang menarik yang mudah untuk " klasik " optimasi berbasis gradienmetode [ Alexander dan Schreyer et al . (2005) ] ] . Mereka sangat berguna untuk masalah-masalah yang sangat nonlinear danmodel , yang waktu komputasi bukan merupakan perhatian utama . Kegunaan utama dari GA adalah bahwa hal itu dimulai dengansampling seluruh ruang desain , mungkin memungkinkan untuk memetik poin dekat dengan optimum global. Kemudian hasil untuk menerapkan perubahan pada desain poin individu peringkat , yang mengarah ke peningkatan kebugaran populasidari satu generasi ke generasi berikutnya . Untuk memastikan bahwa hal itu tidak berkumpul di titik rendah , mutasi acakterapan , yang perturbates poin desain dan memungkinkan untuk evaluasi dan penggabungan poin terpencil . itu Fitness Function [ Beromi et al . ( 2007) ] dibuat di GA , dengan mempertimbangkan semua tujuan diberikan oleh Persamaan . ( 2 )

Dari studi penelitian tersebut dapat dilihat potensi aplikasi statis var kompensator (SVC) sebagai salah satu pengendali, menggunakan tenaga perangkat switching elektronik di bidang sistem transmisi listrik dengan meningkatkan tegangan dan aliran listrik, dan mengurangi kerugian. Pada induksi SVC dan algoritma genetika untuk menemukan lokasinya, itu telah menemukan bahwa SVC dipasang di semua bus berikut mana beban statis hadir, Bus 10 memberi kita meningkat profil tegangan seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4, mengurangi kerugian seperti yang ditunjukkan oleh gambar 5 dan peningkatan transfer daya kemampuan seperti yang ditunjukkan oleh gambar 6 Pengurangan. kerugian, peningkatan kemampuan transfer daya dan profil tegangan juga dapat dioptimalkan dengan sejumlah metode optimasi lain dan bukannya memiliki ETAP sebagai sistem tenaga solusi, sistem yang sama dapat disimulasikan dan hasil berbagai indeks seperti profil tegangan, reaktif kekuatan, kekuasaan dan kerugian aktif dapat dilakukan dengan bantuan software Matlab, PSPICE dan PSCAD