Apa itu Studi Ketidakseimbangan Tegangan?
Studi ketidakseimbangan tegangan adalah kegiatan untuk melakukan analisis secara komprehensif terhadap masalah ketakseimbangan tegangan pada sistem tenaga listrik. Studi analisis ketakseimbangan tegangan membantu pengelola utilitas dan industri untuk memahami definisi ketidakseimbangan tegangan, penyebab, efek atau dampak, dan mengidentifikasi teknik mitigasi yang sesuai. Studi ini juga merupakan salah satu aspek dalam Studi & Analisis Aliran Daya dan Studi Kualitas Daya Listrik —Omazaki Engineering adalah konsultan yang melayani konsultasi studi analisis ketidakseimbangan tegangan. Jika Anda mencari perusahaan konsultan studi, analisis dan evaluasi masalah ketakseimbangan tegangan untuk proyek baru atau fasilitas sistem kelistrikan eksisting Anda di Indonesia dan Asia Tenggara, hubungi kami dengan mengirim email ke cs@omazaki.co.id atau mengisi formulir di kontak. Kami akan membantu mengatasi masalah tegangan tidak seimbang yang ada.
Ketidakseimbangan tegangan bisa sangat berbahaya untuk peralatan listrik. Sumber masalahnya harus diselidiki dan diperbaiki secara menyeluruh. Dengan ketidakseimbangan tegangan dihitung atau diukur, ini dapat membantu menghemat uang dan energi dengan meningkatnya efisiensii dan mungkin menghindari pemadaman fasilitas yang mahal karena kegagalan.
———————————————
Pengetahuan Dasar
Definisi Ketidakseimbangan Tegangan
Ketidakseimbangan tegangan didefinisikan oleh IEEE sebagai rasio komponen urutan negatif atau nol ke komponen urutan positif. Secara sederhana, ketidakseimbangan tegangan adalah variasi tegangan dalam sistem tenaga di mana ada perbedaan besaran tegangan atau sudut fasa di antara keduanya tidak sama. Oleh karena itu, masalah tegangan tak seimbang ini hanya mempengaruhi sistem polifase (misalnya tiga fase).
Dalam sistem tiga fasa, ketidakseimbangan tegangan terjadi ketika tegangan fasa atau saluran berbeda dari kondisi keseimbangan nominal. Kondisi keseimbangan normal adalah ketika tegangan tiga fasa identik besarnya dan sudut fasa bergeser 120 derajat secara vektor. Ketidakseimbangan dapat disebabkan karena perbedaan besaran tegangan atau sudut fasa atau keduanya.
Penyebab Ketidakseimbangan Tegangan
Berikut adalah beberapa faktor yang jadi penyebab tegangan tidak seimbang:
- Tegangan sumber listrik (baik PLN atau pembangkitan sendiri) yang memang tidak seimbang
- Impedansi yang tidak sama dari sistem distribusi tiga fasa
- Pembebanan tidak seimbang pada kapasitor koreksi faktor daya [seperti sekering putus pada satu fase]
- Distribusi beban fase tunggal yang tidak merata
- Beban tidak seimbang meskipun dihubungkan dalam tiga fase
- Tapping transformator tidak tepat
Dampak Ketidakseimbangan Tegangan Berlebihan
Seperti jatuh atau drop tegangan, ketidakseimbangan tegangan bisa dikatakan sebagai sesuatu yang tidak terhindarkan. Yang menjadi masalah adalah bila perbedaan besar dan sudut tegangan tersebut melebihi batas toleransi yang ditetapkan standar yang berlaku.
Dampak dari ketidakseimbangan tegangan yang ekstensif pada sistem dan peralatan tenaga sangat luas dan serius. Ketidakseimbangan yang parah dapat menurunkan siklus hidup peralatan secara dramatis, sangat mempercepat siklus penggantian peralatan, dan secara signifikan meningkatkan biaya pengoperasian dan pemeliharaan sistem. Selanjutnya, untuk sistem kabel 3 fasa 4, ketidakseimbangan tegangan menyebabkan arus kabel netral yang lebih besar dan menyebabkan kerusakan relai.
Efek utama dari ketidakseimbangan tegangan di antaranya:
- Kehilangan daya ekstra
- Safety deficiency
- Kerusakan motor
- Penurunan life-time peralatan
- Kerusakan relai
- Pengukuran menjadi tidak akurat
- Kegagalan transformator
———————————————
Mengapa Studi Ketidakseimbangan Tegangan Penting?
Dampak tegangan tidak seimbang yang berlebihan (excessive voltage unbalance) pada sistem dan peralatan tenaga sangat luas dan serius. Ketidakseimbangan yang parah dapat menurunkan life-time peralatan secara dramatis, mempercepat siklus penggantian peralatan, dan secara signifikan meningkatkan biaya operasi dan pemeliharaan sistem. Untuk sistem kabel 3 fasa 4, ketidakseimbangan tegangan menyebabkan arus kabel netral yang lebih besar dan menyebabkan kerusakan relai.
Ketidakseimbangan tegangan akan menyebabkan hilangnya daya ekstra, mengurangi efisiensi sistem, mengurangi siklus hidup motor, dll. Juga beberapa kondisi fungsi dan pemeliharaan yang tidak normal juga menyebabkan ketidakseimbangan tegangan dan mengakibatkan dampak negatif pada peralatan dan sistem. Kondisi ini mencakup masalah seperti kontak listrik yang buruk, pemasangan kapasitor bank yang tidak sesuai, pengoperasian motor satu fase, dll. Kondisi pengoperasian dan pemeliharaan seperti ini mungkin tidak sering terjadi. Namun, jika hal itu terjadi, hal itu akan membawa masalah yang sangat serius bagi sistem atau peralatan.
———————————————
Tujuan Studi Ketidakseimbangan Tegangan
- Untuk menentukan besarnya ketidakseimbangan tegangan yang ada dan membandingkannya dengan standar terkait.
- Untuk mengetahui penyebab dan akibat tegangan tak seimbang pada sistem distribusi dan fasilitas pengguna.
- Untuk mengidentifikasi teknik mitigasi untuk sistem distribusi dan untuk industri.
———————————————
Mitigasi Ketidakseimbangan Tegangan
Membuat ketidakseimbangan tegangan sebesar nol pada sistem distribusi jelas tidak mungkin. Karena, (a) keacakan koneksi dan pemutusan beban fase tunggal (b) distribusi yang tidak merata dari beban fase tunggal pada tiga fase dan (c) asimetri yang melekat pada sistem tenaga. Namun, ada teknik mitigasi tingkat sistem utilitas serta teknik mitigasi tingkat industry (beban) yang dapat digunakan untuk memperbaiki ketidakseimbangan tegangan berlebihan atau melebihi standard.
Teknik Tingkat Utilitas
- Redistribusi beban fase tunggal secara merata ke semua fase.
- Pengurangan ketidakseimbangan sistem yang timbul karena impedansi sistem seperti yang disebabkan oleh transformator dan saluran.
- Regulator fase tunggal telah disarankan sebagai perangkat yang dapat digunakan untuk memperbaiki ketidakseimbangan tetapi harus berhati-hati untuk memastikan bahwa mereka dikontrol dengan hati-hati agar tidak menimbulkan ketidakseimbangan lebih lanjut.
- Sistem jaringan pasif dan sistem elektronik daya aktif seperti kompensator var statis dan pengkondisi saluran juga telah disarankan untuk koreksi ketidakseimbangan. Dibandingkan dengan sistem pasif, sistem aktif mampu memperbaiki ketidakseimbangan secara dinamis.
Teknik Tingkat Industrial
- Penyeimbang beban.
- Penggunaan jaringan pasif dan kompensator var statis.
- Peralatan yang sensitif terhadap ketidakseimbangan tegangan tidak boleh disambungkan ke sistem yang memasok beban fase tunggal.
- Pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada penggerak kecepatan variabel ac dapat dikurangi dengan mengukur reaktor sisi ac dan hubungan dc dengan benar.
———————————————
Hubungi Omazaki Engineering jika Anda mencari konsultan studi analisis dan evaluasi ketidakseimbangan tegangan atau tegangan tidak seimbang. Kami melayani jasa konsultasi studi analisis tegangan listrik yang tidak seimbang untuk proyek baru Anda ataupun untuk keperluan lain yang terkait dengan sistem kelistrikan eksisting Anda.
———————————————
Artikel Terkait
- Studi & Analisis Sistem Tenaga Listrik
- Studi & Analisis Aliran Daya
- Studi Koordinasi Proteksi
- Studi dan Analisis Pengasutan (Starting) Motor
- Studi Stabilitas Transien Sistem Tenaga
- Studi & Analisis Harmonik
- Studi & Asesmen Arc Flash
- Studi & Asesmen Kualitas Daya
- Studi & Analisis Jatuh Tegangan
Referensi
- IEEE Std 1459 IEEE Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions
- IEEE Std 1159 IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality
- IEC/TR 61000-3-14 : 2010 Assessment of emission limits for harmonics, interharmonics, voltage fluctuations and unbalance for the connection of disturbing installations to LV power systems
- Power Quality Issues – Part 4 – Voltage Imbalance, EM Magazine, 8 June 2019
- Voltage Unbalance – Power Quality Centre, School of Electrical, Computer and Telecommunications Engineering at the University of Wollongong, Australia
- Voltage Unbalance – http://voltage-disturbance.com/voltage-quality/voltage-unbalance/
- Effect of Unbalanced Voltage on End Use Equipment Performance, EPRI, June 2000
———————————————