TINJAUAN PUSTAKA
2.5. Dynamic Voltage Restorer (DVR)
2.4.2. Metode Kompensasi Kedip Tegangan pada DVR
Suatu DVR umumnya diletakkan pada level distribusi, dengan prinsip utama
menyuntikkan tegangan secara seri dengan sumber tegangan pada saat gangguan
terdeteksi pada sistem daya. Beban sensitif yang akan dilindungi terhadap kedip
tegangan yang terjadi akibat gangguan hubung singkat pada jaringan sistem tenaga,
akan dihubungkan dengan DVR [19, 20].
Teknik kendali kompensasi pada suatu DVR adalah mekanisme yang
digunakan untuk memonitor kondisi tegangan yang mengalir pada sistem distribusi.
Apabila terjadi kedip tegangan pada saluran distribusi, tegangan pada beban tetap
dipertahankan sama dengan tegangan sebelum terjadi kedip tegangan. Pada umumnya
kedip tegangan berhubungan dengan pergeseran fasa disertai dengan perubahan besar
tegangan. Oleh karena itu teknik kendali yang digunakan harus dapat
mengkompensasi perubahan besar tegangan, pergeseran fasa dan bentuk gelombang,
tetapi tergantung terhadap koneksi beban yang dihubungkan dengan saluran distribusi
tersebut. Pada dasarnya jenis beban sangat mempengaruhi strategi kompensasi yang
dipakai. Sebagai contoh, pada beban linier hanya dibutuhkan kompensasi besar
tegangan, karena beban linier tidak sensitif terhadap pergeseran fasa.
Rangkaian pada sistem daya sederhana yang menggunakan DVR ditunjukkan
Gambar 2.17 Sistem Daya Dengan DVR [21]
Pada keadaan normal, tegangan sumber (Vs) diidentifikasi sebagai tegangan
pre-sag (Vpre-sag). Pada saat DVR tidak menyuntikkan tegangan pada sistem, maka
tegangan beban Vload akan sama dengan VS. Pada saat terjadi kedip tegangan, besar
dan sudut fasa sumber tegangan dapat mengalami perubahan (Vsag). Pada kondisi
tersebut, maka DVR akan bekerja dengan menyuntikkan tegangan sebesar VDVR.
Apabila kedip tegangan yang terjadi telah dikompensasi, maka tegangan selama
terjadi kedip akan sama dengan tegangan sebelum terjadi kedip (Vsag = Vpresag
a. Kompensasi Pre-Sag
).
Kompensasi dilakukan dengan menyuntikkan daya aktif dan daya reaktif. Tergantung
tingkat kompensasi yang dibutuhkan oleh beban, terdapat tiga jenis metode
kompensasi yaitu : kompensasi pre-sag, kompensasi in-phase dan teknik optimasi
energi [18].
Strategi kompensasi ini direkomendasikan pada beban-beban non linier yang
sensitif, membutuhkan kompensasi terhadap besaran tegangan dan sudut fasa
tegangan. Pada teknik kompensasi ini, DVR akan mencatu perbedaan yang terjadi
fasa kepada nilai sebelum terjadi kedip tegangan, seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 2.18
Gambar 2.18 Teknik kompensasi Pre-Sag [21]
Dimana : VDVR =
V
tegangan yang disuntikkan DVR
Sag
V
= besar kedip tegangan
pre-sag = tegangan beban sebelum gangguan = 1 pu
Iload
δ = δ
= arus beban
L = sudut antara arus beban IL dengan tegangan beban VL
δ
S = sudut antara arus beban IL dengan kedip tegangan V
Pada kondisi normal, tegangan sistem (V
Sag
pre sag) akan sama dengan tegangan
beban (V Load) dimana keduanya mempunyai nilai sebesar 1 pu dengan sudut fasa
sebesar nol. Selama terjadi kedip tegangan, maka tegangan sistem akan berkurang
dengan nilai yang lebih kecil dari nilai VS . Pengurangan nilai tegangan ini akan
tegangan dan akan menyuntikkan tegangan kompensasi VDVR
Pada Gambar 2.18 daya semu dari DVR adalah [22]:
untuk mengembalikan
kembali nilai besar tegangan dan sudut fasa.
�1��� = �� . V1DVR
�1��� = ��.���2+ ��2− 2����cos (��− ��) ...….... (2.11)
...………... (2.10)
dan daya aktif DVR adalah :
�1��� = ��(��cos��− ��cos�� ) ....……...…... (2.12) Besaran dari VDVR
�1��� = ���2+ ��2− 2����cos (��− ��) ..…... (2.13)
dapat dihitung dengan persamaan :
dan sudut fasa pada VDVR
�1��� = ���tan ��sin �
��cos �−�� ...……..……...…... (2.14)
adalah sebesar :
b. Teknik Kompensasi In-Phase
Pada metode kompensasi ini hanya besaran tegangan yang dikompensasi.
Tegangan yang dikompensasi sefasa dengan kedip tegangan dan hanya besar
tegangan yang dikompensasi. Oleh karena itu pada teknik kompensasi ini, tegangan
yang disuntikkan DVR dapat diminimalkan. Teknik kompensasi ini sangat cocok
untuk beban-beban linier karena tidak membutuhkan kompensasi terhadap sudut fasa.
Lebih lanjut teknik kompensasi ini dapat dilihat seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 2.19.
Pada Gambar 2.19 tersebut, dapat dilihat bahwa tidak terdapat perbedaan fasa
mendapatkan nilai ������� sebesar 1 pu.
Gambar 2.19 Teknik kompensasi In-Phase [21]
Daya semu dan daya aktif DVR adalah [22]
�2��� = ��.�2��� ...……... (2.15)
�2��� = ������cos�� = �� (��− �� ) cos�� ....…... (2.16)
Besaran dan sudut fasa VDVR
�2��� = ��− ��…………...…..…... (2.17) adalah
�2��� = �� ...…………... (2.18)
c. Teknik kompensasi Optimasi Energi
Pada teknik kompensasi optimasi energi ini pemakaian daya aktif diminimalkan
atau dibuat sama dengan nol, dengan cara menyuntikkan tegangan yang dibutuhkan
DVR dengan besar sudut fasa 90o terhadap arus beban. Metode ini dapat mengurangi
konsumsi energi yang tersimpan pada DC link dengan cara menyuntikkan daya
menyuntikkan energi akan meningkat apabila kapasitas penyimpanan energi
meningkat juga. Namun pada teknik ini tegangan yang disuntikkan akan lebih besar
daripada teknik kompensasi in-phase. Oleh karena itu dibutuhkan transformator
penyuntik dengan rating yang lebih tinggi.
Pada Gambar 2.20 dibawah ini dapat dilihat bahwa ���� mempunyai sudut fasa
900 terhadap arus beban. Bila dianalisa maka ���� dengan metode
ini ternyata lebih besar jika dibandingkan dengan ���� dengan metode lain.
Gambar 2.20 Teknik kompensasi optimasi energi [21]
Dari ketiga metode tersebut mempunyai tujuan utama supaya tegangan beban dikompensasi sama dengan tegangan nominal.
|�����| =�������
Arus dan daya pada steady state yang diserap oleh beban tidak berubah, sehingga:
|�����| =�������
|�����| =�������
|�����| =�������
dan tegangan DVR (VDVR
Pada Gambar 2.21 ditunjukkan aliran daya aktif dan reaktif pada sistem,
strategi pengendalian tergantung dari jenis beban dan respon beban terhadap
perubahan tegangan. Beberapa beban sangat sensitif terhadap pergeseran fasa dan
pergeseran fasa tersebut harus dihilangkan pada teknik pengendalian DVR. ) yang harus disuntikkan kepada sistem.
Gambar 2.21 Aliran daya aktif dan reaktif pada sistem dengan DVR [21]
