HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN
4.4. Hasil Simulasi Tegangan Setelah Terjadi Gangguan Satu Fasa Ke Tanah Menggunakan DVR (Dynamic Voltage Restorer) Berbasis Pengendali
Logika Fuzzy
Seperti yang telah dikatakan sebelumnya bahwa rangkaian Dynamic Voltage
Restorer terdiri atas regulator tegangan, PWM generator, PWM IGBT inverter dan
LC Filter. Tegangan beban hasil pengukuran diperoleh dari V2, dan akan menjadi
sinyal masukan pada regulator tegangan. Kemudian sinyal tersebut akan
dikonversikan dari tegangan AC menjadi DC. Hasil perbandingan dari referensi
sinyal tersebut akan dimasukkan ke Pengontrol Logika Fuzzy. Slanjutnya dari proses
tersebut akan masuk ke PWM generator guna membangkitkan sinyal inverter.
Struktur tersebut dapat digambarkan dalam simulasi dari regulator tegangan sebagai
berikut :
a. Filter Dynamic Voltage Restorer Tiga Fasa
Dynamic Voltage Restorer mempunyai inverter sebagai komponen utamanya.
Gelombang keluaran dari inverter ini pada umumnya merupakan non-sinusoidal dan
mengandung harmonisa. Pengurangan harmonisa dapat dilakukan dengan menambah
filter aktif atau filter pasif. Pada percobaan ini dilakukan dengan menambahkan filter
pasif yang terdiri dari RC dan LC, gunanya agar menjaga tingkat harmonisa yang
dihasilkan DVR masih merupakan batas yang diizinkan. Pada penelitian ini nilai
masing-masing komponen R = 0.2 ohm, L = 1 mH dan C = 10 µF.
b. Pengujian Filter Pasif DVR Tiga Fasa
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besar THD tegangan sebelum filter,
besar THD setelah melewati filter dan besar THD tegangan setelah melewati
transformator injeksi. Pengujian dilakukan pada beban sensitif 10 kW dengan Vdc
sebesar 120 volt, dari hasil pengujian diperoleh bahwa tegangan keluaran inverternya
Gambar 4.30. FFT Analisis tegangan keluaran inverter sebelum filter pasif
Setelah melewati filter pasif, diperoleh THD tegangan mengalami penurunan yaitu
sebesar 10.99 %, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4.31 berikut :
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
-50 0 50
FFT window: 3 of 6.5 cycles of selected signal
Time (s) 0 5 10 15 20 0 2 4 6 8 10 Harmonic order Fundamental (50Hz) = 62.23 , THD= 61.82% M ag ( % of F undam ent al )
Gambar 4.31 FFT Analisis tegangan keluaran inverter setelah filter pasif
c. Pengujian Gangguan Pada Jaringan 1. Beban 2.5 kW
Pada pengujian ini, gangguan disimulasikan adalah gangguan satu fasa ke tanah,
dengan resistansi gangguan 1.8 ohm dan waktu terjadi gangguan di mulai dari 0.0167
detik, dengan beban sensitif yang bervariasi. Untuk melindungi, maka DVR yang
akan diuji menggunakan tegangan DC pada beban maksimum 10 kW dan Vdc 160
volt.
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 -20
0 20
FFT window: 3 of 6.5 cycles of selected signal
Time (s) 0 5 10 15 20 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Harmonic order Fundamental (50Hz) = 20.21 , THD= 10.99% M ag ( % of F undam ent al )
Gambar 4.32. Tegangan sumber dan tegangan beban sensitif dengan DVR berbasis pengendali logika fuzzy untuk beban 2.5 kW dengan Vdc = 90 volt
Pada Gambar 4.32 tegangan sumber yang mengalami kedip tegangan sebesar 0.2 pu
dan tegangan pada beban sensitif setelah dipasang DVR dengan besar tegangan DC
90 volt. Pada gambar 4.32 tersebut terlihat pada saat terjadi kedip tegangan sebesar
0.2 pu maka DVR akan memperbaiki tegangan beban sensitif sehingga dapat pulih
menjadi 1 pu, dengan cara menyuntikkan tegangan pada fasa-a yang mengalami
penurunan tegangan.
Tegangan injeksi ini diperoleh dari tegangan yang dihasilkan oleh inverter,
dimana inverter ini dipicu oleh SPWM dengan frekuensi sebesar 5 KHz. Berikut
Gambar 4.33. Tegangan keluaran inverter untuk daya 2.5 kW
Dengan besar tegangan DC inverter, diperoleh tegangan puncak keluaran sebesar 69
volt AC. Tegangan inverter tersebut setelah diukur nlai RMS diperoleh nilai puncak
sebesar 35 volt. Tegangan keluaran inverter tersebut selanjutnya akan melewati filter
pasif sehingga akan diperoleh tegangan suntik seperti pada Gambar 4.34. Hasil
tegangan suntik tersebut akan menuju transformator injeksi dengan perbandingan 1:5.
Setelah itu akan diperoleh tegangan keluaran yang berada pada 1 pu, dengan THDv
sebesar 1.23 % seperti pada Gambar 4.35 berikut :
Gambar 4.35. FFT Analisis gelombang keluaran transformator penyuntik
0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 -0.5
0 0.5
FFT window: 6 of 6.5 cycles of selected signal
Time (s) 0 5 10 15 20 0 0.5 1 1.5 Harmonic order Fundamental (50Hz) = 0.9494 , THD= 1.23% M ag ( % of F undam ent al )
Selanjutnya langkah – langkah ini dilakukan juga untuk beban sensitif 5 kW, 7.5 kW
dan 10 kW.
2. Beban 5 kW
Gambar 4.36. Tegangan Sumber dan tegangan beban sensitif pada beban 5 kW dengan Vdc = 160 volt
Gambar 4.37. Tegangan keluaran inverter pada beban 5 kW
Gambar 4.39. FFT Analisis gelombang keluaran transformator penyuntik 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4
FFT window: 5 of 6.5 cycles of selected signal
Time (s) 0 5 10 15 20 0 1 2 3 4 Harmonic order Fundamental (50Hz) = 0.4694 , THD= 2.80% M ag ( % of F undam ent al )
3. Beban 7.5 kW
Gambar 4.40. Tegangan Sumber dan Tegangan Beban Sensitif pada beban 7.5 kW dengan Vdc = 160
Gambar 4.42. Tegangan suntik untuk beban 7.5 kW
4. Beban 10 kW
Gambar 4.44 Tegangan Sumber dan tegangan beban sensitif untuk beban 10 kW dengan Vdc = 160 volt
Gambar 4.46. Tegangan suntik pada beban 10 kW
Waktu yang diperlukan untuk mengembalikan tegangan pada kondisi semula setelah
terdeteksi terjadinya kedip tegangan 0.1 ms, seperti yang ditunjukkan oleh gambar
berikut ini :
Gambar 4.48. Waktu pemulihan terhadap terjadinya kedip tegangan
Setelah terdeteksi adanya kedip tegangan oleh DVR dimulai dari 0.0166 detik, pada
saat tersebut DVR akan langsung menyuntikkan tegangan dan tegangan akan kembali
normal pada 0.0168 detik. Hasil pengukuran untuk beban bervariasi dengan besar
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran DVR pada sistem dengan Pengendali Logika Fuzzy Daya Beban (watt) Vsumber tanpa DVR (pu) Vout Inverter (RMS)
Vbeban sensitif (pu) Tegangan Suntik fasa-a (volt) THDv Tegangan Beban (%) Va Vb Vc Va Vb Vc 2500 0.8 1 1 69 1 1 1 35 1.23 5000 0.8 1 1 115 1 1 1 37 2.8 7500 0.8 1 1 120 1 1 1 50 1.05 10000 0.8 1 1 122 1 1 1 57 1.06
BAB 5 KESIMPULAN
Dari hasil simulasi pada Penggunaan DVR (Dynamic Voltage Restorer)
berbasis Pengendali logika fuzzy untuk Gangguan satu fasa ke tanah dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. DVR berbasis pengendali logika fuzzy dapat memulihkan tegangan beban
sensitif yang dilindungi terhadap kedip tegangan akibat gangguan hubung
singkat satu fasa, mendekati nilai nominal (1 pu) dalam waktu 0.001 detik
2. Besar tegangan yang disuntikkan oleh DVR yang menggunakan pengendali
logika fuzzy lebih kecil dari pada DVR yang tidak menggunakan, misalnya
untuk beban 2500 Watt besar tegangan suntik Vinj pada DVR tanpa
pengendali logika fuzzy (Tabel 4.1 = 23,2 volt) lebih kecil dari pada DVR
yang memakai pengendali logika fuzzy (Tabel 4.2 = 35 volt).
3. Nilai THDv akan diperbaiki pada DVR yang menggunakan pengendali logika
fuzzy dari pada DVR tanpa pengendali logika fuzzy, misalnya dapat dilihat
hasil Tabel 4.1 dan Tabel 4.2, untuk beban 2500 Watt; ditunjukkan THDv
