Kualitas Daya Listrik

KUALITAS DAYA LISTRIK

 

1. PENGENALAN

Dalam skenario penggunaan daya dan konsumsi saat ini, pentingnya kualitas daya sangat penting untuk pasokan daya yang berkelanjutan dan efektif. Fitur kualitas daya memainkan peran utama dalam pemanfaatan daya yang efektif bersama dengan langkah-langkah kontrol & perbaikan untuk berbagai faktor yang mempengaruhinya. Kualitas daya didefinisikan sebagai kemampuan sistem untuk :

a. Memberikan layanan tenaga listrik dengan kualitas yang cukup tinggi sehingga peralatan listrik akan beroperasi            sesuai standar tegangan yang di ijinkan.

b. Harus memiliki keandalan yang cukup sehingga penggunan peralatan listrik yang di gunkan akan terus menerus beroperasi

2. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KUALITAS DAYA:

Banyak perangkat elektronik rentan terhadap masalah kualitas daya dan sumber masalah kualitas daya. Beberapa masalah penting adalah

1. Distorsi Gelombang Seperti Harmonik
2. Transien
3. Fluktuasi tegangan seperti tegangan turun dan tinggi
4. Interupsi misalnya Padam & Berkedip

Distorsi Gelombang – Harmonik

• Karena peningkatan substansial beban non-linear seperti penggunaan sirkuit dan perangkat elektronik daya, sistem daya ac mengalami masalah harmonik. Secara umum, kami dapat mengelompokkan sumber harmonik ke dalam tiga kategori yaitu

1. Domestic loads,
2. Industrial loads,
3. Control devices

• Harmonik adalah “komponen sinusoidal dari gelombang atau kuantitas periodik yang memiliki frekuensi yaitu kelipatan integral frekuensi dasar”. Daya murni atau bersih disebut sebagai yang tanpa harmonik. Tetapi ini hanya ada di laboratorium. Frekuensi harmonik berbeda, tergantung pada frekuensi dasar. Karena tegangan harmonik yang tinggi dan / atau tingkat saat ini, ada sejumlah peralatan yang tidak sesuai operasi atau kegagalan.
• Sumber utama arus harmonik adalah rectifier dan inverter fase sudut terkontrol.
• Meskipun tegangan yang diberikan ke transformator adalah sinusoidal, arus magnetisasi yang terkait dengan fluks melalui kurva magnetisasi laminasi adalah non-sinusoidal. Harmonik ini memiliki efek maksimumnya pada saat awal pengoperasian beban (ketika sistem beban ringan dan tegangannya lebih tinggi).

Transien/arus kejut seketika

• Transien terjadi dalam Sistem Distribusi karena faktor-faktor seperti petir, Switching Operations, dan Fault Clearing / Breaker Operations dll. Berbagai penyebab transien dalam Sistem Pelanggan adalah Lightning, Arcing Devices, Start & Stopping Motors, Breaker Operations, dan Capacitor Switching dll.

Fluktuasi tegangan seperti tegangan turun dan tinggi

• Dikatakan menurun (sags), Voltage turun di bawah 90% dari normal tetapi tetap di atas 10% dari normal untuk setiap jumlah waktu. dikatakan menaik (swell), Tegangan naik di atas 110% dari normal tetapi di bawah 180% dari normal untuk setiap jumlah waktu. Jika terjadi secara cukup lama, Anda akan melihat lampu meredup atau semakin terang. Sags jauh lebih umum daripada swell.

Interupsi misalnya Padam & Berkedip

• Gangguan dapat didefinisikan sebagai interupsi yang menghambat aliran tegangan atau kualitas daya normal. Ketika Tegangan jatuh di bawah 10% dari tegangan rangkaian normal untuk jangka waktu berapa catu daya akan mati. Pemadaman dapat terjadi mikrodetik hingga berjam-jam atau berhari-hari. Ketika gangguan terjadi ada kemungkinan berkedip juga.

3. KONTROL & PENINGKATAN SISTEM:

Untuk mengatasi berbagai faktor yang memengaruhi, kita perlu menerapkan beberapa langkah kontrol dan perbaikan. Mereka dibahas sebagai berikut:

a. Harmonik

• Beberapa teknik diadopsi untuk meminimalkan efek harmonik seperti meningkatkan jumlah pulse , filter pasif dan filter aktif. Dengan menggunakan teknik ini kita mendapatkan pulse yang lebih tinggi, memfilter harmonik dan mengubah arus baris ac non-linear menjadi gelombang sinusoid masing-masing.
• Analisis kualitas daya benar-benar menjadi perhatian karena cukup jelas bagaimana pentingnya pasokan listrik terutama dalam sistem di mana beban kritis membutuhkan pasokan daya bersih yang berkelanjutan dan juga tanpa gangguan.
• Kemajuan teknologi berkembang di sektor ini untuk mengelola sistem daya canggih dan canggih dengan kemampuan maksimal.

B. Transients

• Kita dapat menggunakan penambah daya seperti Surge protector, Penangkal Petir / Arrestor, Penyejuk Daya, Reaktor Baris / Chokes, dll. Synthesizer Daya seperti stanby power system, UPS & Set Generator Motor dapat digunakan. Cara paling sederhana, paling murah untuk mengkondisikan daya dengan pemutus tegangan ketika melampaui tingkat tertentu dan mengirimnya jauh dari peralatan yang dilindunginya.
• Transient surge surge suppressors (TVSS) dapat dipasang di terminal beban elektronik yang sensitif. Filter saluran listrik membatasi kebisingan dan transien ke tingkat yang aman dengan memperlambat laju perubahan masalah ini dan menjaga sistem elektronik lebih aman daripada pelindung lonjakan arus.

C. Fluktuasi tegangan seperti tegangan turun dan tinggi

• Penggunaan Power Enhancers seperti Reduced Voltage Starters pada motor listrik, Regulator Voltage, Constant Voltage Transformers (CVTs), Power Conditioner; serta Synthesizer Daya seperti UPS, Motor-Generator Set dapat meminimalkan fluktuasi tegangan.
• Regulator Voltage dapat digunakan untuk mempertahankan output tegangan dalam batas atau toleransi yang diinginkan terlepas berapa banyak tegangan input bervariasi. Mereka juga dapat digunakan untuk perlindungan terhadap gelombang besar atau noise dan perlindungan terbatas dari perubahan tegangan cepat tergantung pada waktu respon dari regulator. Regulator tegangan merespon terbaik untuk memperlambat perubahan tegangan.
• Constant Voltage Transformers (CVT’s), juga dikenal sebagai trafo resonansi Ferro digunakan untuk sags, swell, jangka panjang di atas dan di bawah tegangan, sangat menarik untuk beban konstan, daya rendah seperti pengendali elektronik (PLC’s) di mana mereka menyediakan kemampuan naik-melalui . Beban variabel, terutama yang memiliki arus masuk yang tinggi, (Drives) menghadirkan lebih banyak masalah bagi CVT.
• Penghemat Daya adalah perangkat yang dihubungkan ke soket listrik. Ternyata hanya dengan menjaga perangkat tetap terhubung maka akan langsung mengurangi konsumsi daya Anda. Klaim umum adalah penghematan antara 25% dan 40%.
• Diketahui bahwa listrik yang datang ke rumah secara alami tidak stabil. Ada banyak fluktuasi, kenaikan dan penurunan, dan lonjakan / Spike dalam arus ini. Arus tidak stabil ini tidak dapat digunakan oleh salah satu peralatan rumah tangga. Selain itu, arus yang berfluktuasi membuang arus listrik dari rangkaian dengan mengubah energi listrik menjadi energi panas. Energi panas ini tidak hanya terbuang ke atmosfer, tetapi juga merusak peralatan dan rangkaian kabel.
• Power Saver menyimpan listrik di dalamnya menggunakan sistem kapasitor dan mereka melepaskannya dengan cara yang lebih mulus ke normal tanpa lonjakan. Sistem ini juga secara otomatis menghilangkan karbon dari sirkuit yang juga mendorong aliran listrik lebih halus. Ini berarti bahwa kita akan memiliki lonjakan daya yang lebih sedikit. Lebih banyak listrik yang mengalir di sekitar sirkuit dapat digunakan untuk peralatan listrik dari sebelumnya.
• Pada dasarnya diklaim bahwa Power saver bekerja berdasarkan prinsip teknologi perlindungan surge. Power saver bekerja untuk meluruskan arus listrik yang tidak stabil ini untuk menghasilkan output yang halus dan konstan. Fluktuasi tegangan tidak dapat diprediksi dan tidak dapat dikendalikan. Namun, penghemat daya memanfaatkan fluktuasi saat ini untuk menyediakan daya yang dapat digunakan dengan bertindak seperti filter dan memungkinkan hanya arus halus untuk melewati rangkaian. Penghemat daya menggunakan kapasitor untuk tujuan ini. Ketika ada lonjakan arus di sirkuit, kapasitor penghemat daya menyimpan kelebihan arus dan melepaskannya ketika ada penurunan tiba-tiba. Jadi hanya arus keluaran halus yang keluar dari perangkat.
• Selain itu, penghemat daya juga menghilangkan semua jenis karbon dalam sistem, yang memfasilitasi aliran lebih lancar. Keuntungan utama dari penghemat daya bukanlah bahwa mereka menyediakan sistem cadangan pada saat arus rendah, tetapi melindungi peralatan rumah tangga. Diketahui bahwa kenaikan tiba-tiba dalam kekuatan dapat menghancurkan alat listrik. Jadi, penghemat daya tidak hanya melindungi alat tetapi juga meningkatkan umurnya. Selain itu, mereka juga mengurangi konsumsi energi dan dengan demikian tagihan listrik.
• Banyak Perusahaan yang mempromosikan dan beriklan bahwa unit Penghemat Daya mereka dapat menghemat pemakaian listrik domestik dengan menggunakan metode “koreksi faktor daya aktif” pada jalur suplai. Konsep ini tampaknya cukup mengesankan karena konsep ini benar dan diterima secara hukum. Tetapi secara praktis, kami akan menemukan bahwa itu tidak layak.
• Banyak Perusahaan yang mempromosikan dan beriklan bahwa unit Penghemat Daya mereka dapat menghemat pemakaian listrik domestik dengan menggunakan metode “koreksi faktor daya aktif” pada jalur suplai. Konsep ini tampaknya cukup mengesankan karena konsep ini benar dan diterima secara hukum. Tetapi secara praktis, kami akan menemukan bahwa itu tidak layak.

• Untuk mendukung pernyataan di atas Pertama kita perlu memahami tiga istilah.

1. Jenis Beban Listrik Rumah,
2. Terminologi dasar Daya (KW, KVA, KVAR).
3. Metode Tarif Listrik Perusahaan Listrik untuk Konsumen Rumah Tangga dan Konsumen Industri.

• Pada dasarnya ada dua jenis beban yang ada di setiap rumah: satu yang resistif seperti lampu pijar, pemanas dll. Dan lainnya yang bersifat kapasitif atau induktif seperti AC, lemari es, komputer, dll.
• Faktor daya Beban Resistif seperti pemanggang atau bola lampu pijar biasa adalah 1 (satu). Perangkat dengan koil atau kapasitor (seperti pompa, kipas, dan ballast lampu neon), Reactive Load memiliki faktor daya kurang dari satu. Ketika faktor daya kurang dari 1, arus dan tegangan keluar dari fase. Ini karena energi yang disimpan dan dilepaskan ke induktor (motor coil) atau kapasitor pada setiap siklus AC (biasanya 50 atau 60 kali per detik).

Ada tiga istilah yang harus dipahami ketika berhadapan dengan listrik bolak-balik (AC).

1. Istilah Pertama adalah kilowatt (kW) dan itu mewakili daya daya nyata merupkan daya yang sebenarnya untuk menggerakan peraltan listrik.
2. Istilah kedua adalah daya reaktif, diukur dalam KVAR. Tidak seperti kW, ia tidak dapat melakukan pekerjaan. Pelanggan perumahan tidak membayar untuk KVAR, dan meter utilitas di rumah tidak merekamnya juga.
3. Istilah ketiga adalah daya semu, yang disebut sebagai KVA. Dengan menggunakan multi meter kita dapat mengukur arus dan tegangan dan kemudian mengalikan pembacaan bersama-sama kita mendapatkan kekuatan nyata di VA.

• Power Factor = Real Power (Watts) / Apparent Power (VA),
• Oleh karena itu, Real Power (Watts) = Power semu × PF = Tegangan × Ampere × PF.
• Idealnya PF = 1,  (Daya output yang hilang menjadi sama dengan daya input yang diterapkan).
• Dalam rumus di atas kita dapat melihat bahwa jika PF kurang dari 1, ampere (konsumsi saat ini) dari peralatan meningkat, dan sebaliknya.
• Dengan Beban Resistif AC, tegangan selalu dalam fase dengan arus dan merupakan faktor daya ideal yang sama dengan 1. Namun, dengan beban induktif atau kapasitif, bentuk gelombang arus tertinggal di belakang gelombang tegangan dan tidak berpasangan. Hal ini terjadi karena sifat yang melekat pada perangkat ini untuk menyimpan dan melepaskan energi dengan perubahan gelombang AC, dan ini menyebabkan bentuk gelombang terdistorsi secara keseluruhan, menurunkan PF bersih dari alat.
• Memproduksi mengklaim bahwa masalah di atas dapat dipecahkan dengan memasang induktor / jaringan kapasitor yang dihitung dengan baik dan mengubahnya secara otomatis dan tepat untuk memperbaiki fluktuasi ini. Unit penghemat daya dirancang persis untuk tujuan ini. Koreksi ini mampu membawa tingkat PF sangat dekat dengan satu, sehingga meningkatkan daya nyata untuk sebagian besar. daya nyata yang ditingkatkan berarti berkurangnya konsumsi CURRENT oleh semua peralatan rumah tangga. Sejauh ini semuanya terlihat baik-baik saja, tetapi apa gunanya koreksi di atas? Tagihan Utilitas Yang Kami Bayar tidak pernah didasarkan pada daya semu (KVA) tetapi berdasarkan Real Power (KW). Tagihan utilitas yang kami bayar tidak pernah untuk daya semu – ini untuk daya nyata
• Dengan Mengurangi Konsumsi Saat Ini Tidak Mengurangi Daya Tagihan Konsumen Rumah Tangga.