Pentingnya Daya Reaktif dalam Jaringan Sistem Tenaga
Pentingnya daya reaktif meningkat dengan meningkatnya permintaan daya listrik oleh banyak utilitas domestik dan industri, dalam jaringan sistem tenaga. Stabilitas dan keandalan sistem tenaga listrik tergantung pada manajemen daya reaktif.
Diperlukan untuk menghasilkan energi dengan cara yang lebih efisien, andal, dan hemat biaya. Cara efektif memberikan energi listrik menggunakan teknologi seperti FACTS ( sistem transmisi AC Fleksibel ), SVC (kompensasi tegangan statis), dll untuk menjaga stabilitas tegangan, faktor daya tinggi, dan mengurangi kehilangan transmisi. Daya reaktif memainkan peran penting dalam jaringan sistem tenaga.
Sistem catu daya AC menghasilkan dan mengkonsumsi dua jenis daya; daya aktif dan daya reaktif. Daya nyata atau daya aktif adalah daya nyata yang diberikan pada beban apa pun. Ini menyelesaikan pekerjaan yang bermanfaat seperti lampu penerangan, rotasi motor, dll.
Di sisi lain daya reaktif adalah daya imajiner atau daya semu, yang tidak melakukan pekerjaan yang bermanfaat tetapi hanya bergerak bolak-balik di jalur sistem daya. Ini adalah produk sampingan dari sistem AC dan diproduksi dari beban induktif dan kapasitif. Itu ada ketika ada perpindahan fasa antara tegangan dan arus. Itu diukur dalam satuan volt-ampere reaktif (VAR).
Jika permintaan daya lebih dari yang disupply oleh saluran transmisi, arus yang ditarik dari saluran supply meningkat ke tingkat yang lebih tinggi, yang menyebabkan tegangan turun secara drastis di sisi penerima. Jika tegangan rendah ini berkurang lebih lanjut, itu mengarah ke tersandungnya unit generator, motor terlalu panas dan kegagalan peralatan lainnya.
Untuk mengatasinya, daya reaktif harus disupply ke beban dengan meletakkan induktor atau reaktor reaktif di saluran transmisi. Kapasitas reaktor ini tergantung pada jumlah daya semu yang akan dipasok.
Jika permintaan daya kurang dari daya reaktif yang disupply, tegangan beban naik ke tingkat yang lebih tinggi yang mengarah pada tersandungnya peralatan transmisi secara otomatis, faktor daya rendah, kegagalan isolasi kabel dan belitan berbagai perangkat mekanis.
Untuk mengatasinya, daya reaktif tambahan yang tersedia pada sistem harus dikompensasi. Berbagai peralatan kompensasi adalah kondensor sinkron, kapasitor shunt, kapasitor seri dan sistem fotovoltaik lainnya. Perangkat ini menyuntikkan daya reaktif kapasitif untuk mengkompensasi daya reaktif induktif dalam sistem.
Dari pembahasan di atas, kita dapat mengatakan bahwa daya nyata diperlukan untuk mempertahankan tingkat tegangan dalam batas-batas stabilitas sistem transmisi.
Beberapa pemadaman listrik, seperti yang terjadi di Perancis pada 1978, negara-negara timur laut pada 2003, banyak bagian India selama 2012, telah memperhatikan kekurangan daya reaktif pada sistem tenaga listrik adalah alasan utama untuk situasi pemadaman. Ini dinaikkan karena permintaan akan daya semu sangat tinggi karena transmisi jarak jauh.
Hal ini pada akhirnya menyebabkan dimatikannya berbagai peralatan dan unit pembangkit karena tegangan rendah. Jadi untuk memastikan sistem listrik berfungsi dengan baik, jumlah daya reaktif yang cukup harus ada di dalamnya.
Transformator, motor, generator dan perangkat listrik lainnya memerlukan daya reaktif untuk menghasilkan fluks magnet. Ini karena pembangkit fluks magnet diperlukan untuk perangkat ini untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat.
Pada gambar di atas daya reaktif, ditunjukkan oleh warna merah, membantu menciptakan medan magnet pada motor tetapi menyebabkan penurunan faktor daya. Inilah sebabnya mengapa kapasitor ditempatkan untuk mengkompensasi daya reaktif induktif dengan memasok daya reaktif kapasitif.
Diperlukan untuk menghasilkan energi dengan cara yang lebih efisien, andal, dan hemat biaya. Cara efektif memberikan energi listrik menggunakan teknologi seperti FACTS ( sistem transmisi AC Fleksibel ), SVC (kompensasi tegangan statis), dll untuk menjaga stabilitas tegangan, faktor daya tinggi, dan mengurangi kehilangan transmisi. Daya reaktif memainkan peran penting dalam jaringan sistem tenaga.
Sistem catu daya AC menghasilkan dan mengkonsumsi dua jenis daya; daya aktif dan daya reaktif. Daya nyata atau daya aktif adalah daya nyata yang diberikan pada beban apa pun. Ini menyelesaikan pekerjaan yang bermanfaat seperti lampu penerangan, rotasi motor, dll.
Di sisi lain daya reaktif adalah daya imajiner atau daya semu, yang tidak melakukan pekerjaan yang bermanfaat tetapi hanya bergerak bolak-balik di jalur sistem daya. Ini adalah produk sampingan dari sistem AC dan diproduksi dari beban induktif dan kapasitif. Itu ada ketika ada perpindahan fasa antara tegangan dan arus. Itu diukur dalam satuan volt-ampere reaktif (VAR).
3 Alasan mengapa daya reaktif penting
1. Kontrol tegangan
Peralatan sistem tenaga dirancang untuk beroperasi dalam ±5% dari tegangan nominal. Fluktuasi level tegangan menyebabkan tidak berfungsinya berbagai peralatan. Tegangan tinggi merusak insulasi belitan dimana tegangan rendah menyebabkan kinerja yang buruk dari berbagai peralatan seperti iluminasi blub yang rendah, terlalu panasnya motor induksi, dll.Jika permintaan daya lebih dari yang disupply oleh saluran transmisi, arus yang ditarik dari saluran supply meningkat ke tingkat yang lebih tinggi, yang menyebabkan tegangan turun secara drastis di sisi penerima. Jika tegangan rendah ini berkurang lebih lanjut, itu mengarah ke tersandungnya unit generator, motor terlalu panas dan kegagalan peralatan lainnya.
Untuk mengatasinya, daya reaktif harus disupply ke beban dengan meletakkan induktor atau reaktor reaktif di saluran transmisi. Kapasitas reaktor ini tergantung pada jumlah daya semu yang akan dipasok.
Jika permintaan daya kurang dari daya reaktif yang disupply, tegangan beban naik ke tingkat yang lebih tinggi yang mengarah pada tersandungnya peralatan transmisi secara otomatis, faktor daya rendah, kegagalan isolasi kabel dan belitan berbagai perangkat mekanis.
Untuk mengatasinya, daya reaktif tambahan yang tersedia pada sistem harus dikompensasi. Berbagai peralatan kompensasi adalah kondensor sinkron, kapasitor shunt, kapasitor seri dan sistem fotovoltaik lainnya. Perangkat ini menyuntikkan daya reaktif kapasitif untuk mengkompensasi daya reaktif induktif dalam sistem.
Dari pembahasan di atas, kita dapat mengatakan bahwa daya nyata diperlukan untuk mempertahankan tingkat tegangan dalam batas-batas stabilitas sistem transmisi.
2. Pemadaman Listrik
Beberapa pemadaman listrik, seperti yang terjadi di Perancis pada 1978, negara-negara timur laut pada 2003, banyak bagian India selama 2012, telah memperhatikan kekurangan daya reaktif pada sistem tenaga listrik adalah alasan utama untuk situasi pemadaman. Ini dinaikkan karena permintaan akan daya semu sangat tinggi karena transmisi jarak jauh.
Hal ini pada akhirnya menyebabkan dimatikannya berbagai peralatan dan unit pembangkit karena tegangan rendah. Jadi untuk memastikan sistem listrik berfungsi dengan baik, jumlah daya reaktif yang cukup harus ada di dalamnya.
3. Kerja yang tepat dari berbagai perangkat / mesin
Transformator, motor, generator dan perangkat listrik lainnya memerlukan daya reaktif untuk menghasilkan fluks magnet. Ini karena pembangkit fluks magnet diperlukan untuk perangkat ini untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat.
Pada gambar di atas daya reaktif, ditunjukkan oleh warna merah, membantu menciptakan medan magnet pada motor tetapi menyebabkan penurunan faktor daya. Inilah sebabnya mengapa kapasitor ditempatkan untuk mengkompensasi daya reaktif induktif dengan memasok daya reaktif kapasitif.
Source dan Sink (penyerapan) Daya Reaktif
Sebagian besar peralatan yang terhubung ke sistem supply listrik mengkonsumsi atau menghasilkan daya yang jelas tetapi tidak semua ini mengontrol level tegangan. Generator pembangkit listrik menghasilkan daya aktif dan reaktif ketika kapasitor menyuntikkan daya reaktif untuk mempertahankan level tegangan. Beberapa sumber dan sink diberikan dalam diagram di bawah ini.2 Jenis Sumber (source)
Pada dasarnya ada dua jenis sumber daya reaktif yaitu sumber daya reaktif dinamis dan statis.Sumber Daya Reaktif Dinamis
Ini termasuk peralatan dan perangkat transmisi, yang mampu merespons perubahan daya reaktif dengan cepat dengan menyuntikkan atau menyediakan daya reaktif yang cukup ke dalam sistem kelistrikan. Ini adalah muatan tinggi dan beberapa perangkat ini diberikan di bawah ini.- Generator sinkron: Tergantung pada tegangan eksitasi, daya aktif dan reaktif yang dihasilkan bervariasi pada mesin sinkron. AVR (Automatic Voltage Regulator) digunakan untuk mengontrol daya reaktif pada rentang operasi di mesin ini.
- Kondensor sinkron: Ini adalah jenis generator kecil, yang digunakan untuk menghasilkan daya reaktif tanpa menghasilkan daya nyata.
- Perangkat solid state: Ini termasuk konverter elektronik daya dan perangkat seperti FACTS oleh perangkat SVC.
Sumber Daya Reaktif Statis
Ini adalah perangkat muatan rendah dan respons terhadap variasi daya reaktif agak kurang dari perangkat daya dinamis. Beberapa sumber daya statis diberikan di bawah ini.- Kompensator kapasitif dan induktif: Ini terdiri dari beberapa kapasitor shunt dan induktor yang terhubung ke sistem untuk menyesuaikan voltase sistem. Kapasitor menghasilkan daya semu sedangkan induktor menyerap daya reaktif.
- Kabel bawah ground dan saluran overhead: Arus yang mengalir melalui kabel dan saluran overhead menghasilkan fluks magnetik bersih yang menghasilkan daya reaktif. Saluran yang ringan berperan sebagai generator daya reaktif, sedangkan saluran yang penuh beban bertindak sebagai penyerap daya reaktif.
- Sistem Fotovoltaik : Ini digunakan untuk injeksi daya aktif serta kompensasi daya harmonik dan reaktif dalam sistem kisi-kisi dengan daya Fotovoltaik.
Berbagai Sink (penyerapan) Daya Reaktif
Daya reaktif yang dihasilkan oleh generator dan sumber lain diserap oleh beberapa beban yang diberikan di bawah ini. Ini menyebabkan kerugian pada perangkat ini; karenanya perangkat kompensasi perlu ditempatkan pada muatan ini.- Motor induksi (Pompa dan Kipas)
- Transformator
- Di bawah mesin sinkron yang bersemangat
- Saluran transmisi yang sarat muatan