Layanan Daya Reaktif
Apa posisi layanan daya reaktif di antara layanan pendukung dalam sistem tenaga listrik? Apa tujuannya? Bagaimana daya reaktif dihasilkan dan berapa biayanya? Pertanyaan-pertanyaan inilah yang akan kami coba jawab dalam studi ini.
Layanan sistem dasar tidak dapat diberikan tanpa layanan pendukung. Layanan pendukung yang menopang layanan sistem dasar ditunjukkan pada Tabel 1 di bawah ini.
Pengurangan beban, perubahan tap distribusi, kompensasi statis, kompensasi rotasi dengan regulator tegangan, perubahan tap generator, domain frekuensi/tegangan generator, ketahanan generator terhadap gangguan, ketidakseimbangan fasa, fluktuasi harmonik dan tegangan adalah layanan yang berkontribusi pada dukungan tegangan (termasuk stabilitas tegangan) , yang terkait erat dengan daya reaktif dan merupakan tema yang menarik dalam karya ini.
Layanan pengendalian daya reaktif/tegangan
Layanan pengendalian daya reaktif/tegangan harus memenuhi persyaratan sistem yang tercantum di bawah ini:
- Memenuhi kebutuhan sistem dan pelanggan secara keseluruhan untuk energi reaktif secara berkelanjutan;
- Pertahankan tegangan sistem dalam batas yang dapat diterima;
- Sediakan cadangan untuk menutupi perubahan kebutuhan reaktif yang disebabkan oleh keadaan darurat, yang terhadapnya sistem biasanya diamankan, dan memenuhi kriteria kualitas tertentu terkait dengan kecepatan respons;
- Optimalkan kerugian sistem.
Dalam pengendalian daya reaktif dan tegangan, dapat dibedakan tiga tingkatan pengendalian tegangan:
Pengendalian utama diimplementasikan oleh regulator tegangan unit pembangkit, yang akan memulai variasi cepat pada eksitasi generator ketika mendeteksi variasi tegangan di terminalnya. Perangkat yang dapat dikendalikan lainnya, seperti Static Var Compensator (SVC), juga dapat terlibat dalam pengaturan utama.
Kontrol sekunder mengoordinasikan aksi perangkat kontrol tegangan dan daya reaktif dalam zona tertentu dari jaringan untuk mempertahankan tingkat tegangan yang dibutuhkan pada titik simpul tertentu dalam sistem.
Pengendalian tersier melibatkan proses optimasi, menggunakan perhitungan berdasarkan pengukuran waktu nyata, untuk menyesuaikan pengaturan perangkat yang memengaruhi distribusi daya reaktif (pengontrol unit pembangkit, pengontrol transformator cabang, dan perangkat kompensasi, seperti reaktor dan kapasitor).
Sumber Daya Reaktif
Daya reaktif dihasilkan atau diserap oleh semua komponen utama dari suatu sistem tenaga:
- Generator;
- Komponen transfer daya;
- Perangkat kompensasi daya reaktif.
2.3.1 Generator
Pembangkit listrik dipasang untuk memasok daya aktif. Selain itu, pembangkit listrik juga mendukung tegangan, menghasilkan daya reaktif ketika tegangan berlebih dan menyerap daya reaktif ketika tegangan kurang. Daya reaktif dapat dikendalikan secara terus menerus. Kemampuan pembangkit listrik untuk memberikan dukungan reaktif bergantung pada produksi daya nyatanya.
Gambar 1 menunjukkan batasan gabungan pada produksi riil dan reaktif untuk generator tipikal.
Seperti kebanyakan peralatan listrik, generator dibatasi oleh kemampuan penghantaran arusnya. Produksi daya reaktif bergantung pada batas pemanasan medan dan penyerapan pada batas pemanasan ujung inti generator. Batas keluaran daya aktif dibatasi oleh pemanasan armatur.
Pengendalian atas daya reaktif dan tegangan terminal generator dilakukan dengan mengatur arus DC pada medan putar generator .
Jika tegangan sistem meningkat, daya reaktif keluaran generator akan menurun, dan pada akhirnya daya reaktif akan mengalir ke generator, cenderung menurunkan tegangan sistem. Regulator tegangan akan memperkuat perilaku ini dengan mengarahkan arus medan ke arah yang tepat untuk mendapatkan tegangan sistem yang diinginkan.
Komponen transfer daya
Komponen utama penghantar daya adalah transformator, saluran udara, dan kabel bawah tanah. Stasiun konverter HVDC juga dapat dianggap sebagai komponen penghantar daya.
Transformers
Transformator menyediakan kemampuan untuk menaikkan tegangan pembangkit arus bolak-balik ke tingkat yang memungkinkan transfer daya jarak jauh , kemudian menurunkan tegangan kembali ke tingkat yang dapat didistribusikan dan digunakan. Rasio jumlah lilitan pada kumparan primer terhadap jumlah lilitan pada kumparan sekunder menentukan rasio tegangan primer terhadap tegangan sekunder. Dengan mengambil sampel dari kumparan primer atau sekunder di berbagai titik, rasio antara tegangan primer dan sekunder dapat disesuaikan.
Tap transformator dapat berupa tetap atau dapat disesuaikan di bawah beban melalui penggunaan pengubah tap beban (LTC) . Kemampuan tap dipilih untuk setiap aplikasi selama desain transformator. Tap tetap atau variabel sering memberikan seleksi tegangan ±10%, dengan tap tetap biasanya dalam 5 langkah dan tap variabel dalam 32 langkah.
Konsumsi daya reaktif transformator pada arus nominal berada dalam kisaran 0,05 hingga 0,2 pu berdasarkan peringkat transformator.
Sakelar tetap (fixed taps) berguna untuk mengkompensasi pertumbuhan beban dan perubahan jangka panjang lainnya dalam penggunaan sistem. Sakelar tegangan jangka panjang (LTCs) digunakan untuk penyesuaian yang lebih cepat, seperti mengkompensasi fluktuasi tegangan yang terkait dengan siklus beban harian. Meskipun LTCs berpotensi memberikan kontrol tegangan yang cepat, kinerjanya biasanya sengaja diturunkan.
Dengan LTC, perubahan tegangan dilakukan dengan membuka dan menutup kontak di dalam mekanisme pengubah tegangan transformator.
