Apa itu Transmisi Tegangan Tinggi Arus Searah (HVDC): Kelebihan dan Kekurangan
An Uno Lamm adalah bapak dari Transmisi Daya Arus Searah Tegangan Tinggi (HVDC). Dia adalah Insinyur Listrik Swedia lahir pada tanggal 22 Mei 1904 di Swedia dan meninggal pada tanggal 1 Juni 1989 di California. Ia menyelesaikan masternya di “Stockholm at Royal Institute of Technology” pada tahun 1927.
Beberapa perusahaan yang menyediakan produk Tegangan Tinggi Arus Searah (HVDC) adalah GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company, dll. Transmisi dari berbagai jenis seperti transmisi overhead, transmisi bawah tanah, transmisi daya massal, dll.
HVDC adalah salah satu jenis transmisi daya yang digunakan untuk mengirimkan daya dalam jarak jauh. Artikel ini membahas pengertian HVDC.
Apa itu Transmisi Tegangan Tinggi Arus Searah (HVDC)?
Transmisi Daya Arus Searah Tegangan Tinggi (HVDC) digunakan untuk mentransmisikan daya besar dalam jarak jauh biasanya ratusan mil. Ketika listrik atau daya diangkut dalam jarak jauh, tegangan tinggi digunakan dalam distribusi daya untuk mengurangi kerugian ohmik. Penjelasan singkat tentang transmisi arus searah tegangan tinggi dijelaskan di bawah ini.
Konfigurasi Sistem HVDC
Ada lima sistem konfigurasi HVDC yaitu Konfigurasi HVDC Monopolar, Bipolar, Back-to-Back, Multiterminal & Tripolar. Penjelasan konfigurasi sistem HVDC ini dijelaskan secara singkat di bawah ini.
Konfigurasi Sistem HVDC Monopolar
Konfigurasi sistem HVDC Monopolar berisi saluran transmisi DC dan dua stasiun konverter. Ini hanya menggunakan satu konduktor dan jalur kembali disediakan oleh tanah atau air. Gambar konfigurasi HVDC monopolar ditunjukkan di bawah ini.
Konfigurasi Sistem HVDC Bipolar
Konfigurasi bipolar dari sistem transmisi HVDC merepresentasikan koneksi paralel dari dua sistem transmisi HVDC monopolar. Ini menggunakan dua konduktor, satu positif dan yang lainnya negatif.
Setiap terminal di monopolar memiliki tegangan pengenal yang sama dari dua konverter yang terhubung pada sisi DC secara seri dan sambungan antara konverter grounded. Di kedua kutub, arusnya sama dan tidak ada arus ground. Gambar konfigurasi bipolar HVDC ditunjukkan di bawah ini.
Konfigurasi Sistem HVDC Back-to-Back
Konfigurasi sistem HVDC back-to-back terdiri dari dua stasiun konverter di lokasi yang sama. Dalam konfigurasi ini, penyearah dan inverter dihubungkan dalam loop DC di tempat yang sama dan tidak ada transmisi DC dalam konfigurasi sistem transmisi arus searah tegangan tinggi back-to-back. Gambar konfigurasi sistem HVDC back-to-back ditampilkan di bawah ini.
Konfigurasi Sistem HVDC Multiterminal
Konfigurasi sistem HVDC multiterminal terdiri dari saluran transmisi dan lebih dari dua konverter yang terhubung secara paralel atau berurutan. Dalam konfigurasi HVDC multiterminal ini, daya dipancarkan antara dua atau lebih gardu induk AC dan konversi frekuensi dimungkinkan dalam konfigurasi ini. Gambar konfigurasi sistem HVDC Multiterminal ditunjukkan di bawah ini.
Konfigurasi Sistem HVDC Tripolar
Konfigurasi sistem HVDC tripolar digunakan untuk transmisi listrik menggunakan Modular Multilevel Converter (MMC). Gambar konfigurasi HVDC tripolar ditunjukkan di bawah ini.
Penyearah atau rectifier dan inverter terdiri dari tiga fase enam jembatan konverter lengan MMC dan dua konverter katup di sisi DC dalam struktur konfigurasi ini. Konfigurasi ini sangat andal dan ini merupakan keunggulan utama tripolar.
Transmisi HVDC
HVDC adalah interkoneksi transmisi AC dan DC. Ini menggunakan poin positif dari transmisi AC dan DC. Terminologi dasar yang digunakan dalam transmisi arus searah tegangan tinggi adalah sumber pembangkit AC, transformator step-up, stasiun penyearah, stasiun inverter, transformator step-down, dan beban AC. Transmisi arus searah tegangan tinggi ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Sumber Pembangkit AC dan Transformator Step-up
Pada sumber pembangkit AC, daya disuplai dalam bentuk AC. Sekarang di sumber pembangkit AC, daya ditingkatkan atau tegangan daya ditingkatkan oleh transformator step-up. Pada trafo step-up, tegangan input rendah dan tegangan output tinggi.
Stasiun Penyearah (rectifier)
Ada unit interkoneksi HVDC di transmisi stasiun penyearah. Di penyearah, kami memiliki catu daya AC sebagai input dan catu daya DC sebagai output. Penyearah ini dibumikan dan output penyearah yang digunakan pada saluran transmisi overhead HVDC untuk transmisi jarak jauh dari output DC tinggi ini dan output DC tinggi ini dari penyearah ditransfer melalui saluran DC dan disuplai ke inverter.
Inverter dan Transformator Step-Down
Inverter mengubah catu daya input DC menjadi output dan output AC ini disuplai ke transformator stepdown. Pada trafo step-down, tegangan input tinggi dan tegangan output diturunkan dengan nilai yang cukup. Transformator step-down DC digunakan karena di ujung konsumen, jika tegangan tinggi disediakan atau disuplai maka perangkat konsumen dapat mengalami kerusakan.
Jadi kita harus menurunkan level tegangan dengan menggunakan transformator step-down. Sekarang tegangan AC step-down ini dapat disuplai ke beban AC. Seluruh sistem DC tegangan tinggi ini sangat efisien, hemat biaya, dan dapat memasok daya massal dalam jarak yang sangat jauh.
Perbandingan Sistem Transmisi HVDC dan HVAC
Perbedaan antara Sistem Transmisi HVDC dan HVAC ditunjukkan pada tabel di bawah ini:
|
|
|
|
|
|
Bentuk standar HVDC adalah "Arus Searah Tegangan Tinggi" |
Bentuk standar HVAC adalah "Arus Bolak-balik Tegangan Tinggi" |
|
2. |
Jenis transmisi di HVDC adalah Arus Searah |
Jenis transmisi di HVAC adalah Arus Bolak-balik |
|
3. |
Kerugian keseluruhan di HVDC tinggi |
Kerugian keseluruhan di HVAC rendah |
|
4. |
Biaya transmisi rendah di HVDC |
Biaya transmisi tinggi di HVAC |
|
5. |
Biaya peralatan dalam arus searah tegangan tinggi tinggi |
Biaya peralatan dalam arus bolak-balik tegangan tinggi rendah |
|
6. |
Pada tegangan tinggi, daya arus searah dapat dikontrol |
Pada tegangan tinggi, arus bolak-balik tidak dapat dikontrol |
|
7. |
Transmisi di HVDC bersifat dua arah |
Transmisi dalam HVAC bersifat searah |
|
8. |
Kerugian korona lebih sedikit di HVDC dibandingkan dengan HVAC |
|
|
9. |
Efek kulit di HVDC sangat kurang dibandingkan dengan HVAC |
Efek kulit di HVAC lebih banyak |
|
10. |
Kehilangan selubung lebih sedikit di HVDC |
Kerugian selubung lebih banyak di HVDC |
|
11. |
Pengaturan tegangan dan kemampuan kontrol lebih baik di HVDC dibandingkan dengan HVAC |
Ada regulasi tegangan rendah dan kemampuan kontrol di HVAC |
|
12. |
Kebutuhan isolasi di HVDC lebih sedikit |
Kebutuhan isolasi lebih banyak di HVAC |
|
|
Dibandingkan dengan HVAC, keandalannya tinggi di HVDC |
Keandalan rendah di HVAC |
|
14. |
Ada kemungkinan interkoneksi asinkron pada arus searah tegangan tinggi |
Tidak ada kemungkinan interkoneksi asinkron pada arus alternatif tegangan tinggi |
|
15. |
Biaya jalur rendah di HVDC |
Biaya jalur tinggi di HVAC |
|
16. |
Biaya menara tidak mahal dan ukuran menaranya tidak besar di HVDC dibandingkan dengan HVAC |
Di HVAC ukuran menaranya besar |
Kelebihan dan Kekurangan HVDC (Arus Searah Tegangan Tinggi)
Keuntungan dari HVDC atau transmisi arus searah tegangan tinggi adalah
- Pengisian arus tidak ada
- Tidak ada kedekatan dan Tidak ada efek kulit
- Tidak ada masalah stabilitas
- Karena kerugian dielektrik berkurang, daya dukung arus kabel HVDC besar
- Dibandingkan dengan transmisi AC, gangguan radio dan kehilangan daya korona lebih kecil
- Diperlukan perangkat isolasi yang lebih sedikit
- dibandingkan dengan AC, lonjakan switching lebih rendah di DC
- Tidak ada efek Ferranti
- Pengaturan tegangan
Kerugian dari transmisi arus searah tegangan tinggi adalah
- Mahal
- Kompleks (rumit)
- Kesalahan daya
- Menyebabkan kebisingan radio
- Grounding yang sulit
- Biaya pemasangan tinggi
Aplikasi HVDC (Arus Searah Tegangan Tinggi)
Penerapan untuk HVDC (transmisi arus searah tegangan tinggi) adalah
- Penyeberangan air
- Interkoneksi asinkron
- Transfer daya massal jarak jauh
- Kabel bawah tanah
Dalam artikel ini, kelebihan, kekurangan, aplikasi Transmisi DC Tegangan Tinggi, dan perbandingan Sistem Transmisi HVDC dan HVAC dibahas.
Pertanyaan
1). Apa yang dianggap HVDC (Arus searah tegangan tinggi)?
Kabel atau kawat dianggap tegangan tinggi di atas tegangan operasi 600 volt
2). Saluran listrik tegangan tinggi AC atau DC?
Saluran listrik tegangan tinggi adalah Arus Bolak-balik (AC) karena kerugian resistansi rendah pada kabel atau kabel
3). Mengapa tegangan DC ditransmisikan pada tegangan tinggi?
Tidak ada masalah stabilitas dan juga tidak ada kesulitan dalam sinkronisasi di DC. Dibandingkan dengan sistem AC, sistem DC lebih efisien oleh karena itu biaya konduktor, isolator, dan menara lebih rendah
4). Mana yang lebih baik AC atau DC?
Dibandingkan dengan arus bolak-balik (AC), arus searah (DC) lebih baik karena lebih efisien dan rugi-rugi saluran yang lebih rendah.
5). Apa yang dimaksud dengan Tegangan Tinggi?
Ketika lebih banyak energi digunakan dari jumlah arus yang sama, maka dikatakan sebagai tegangan tinggi dan kisaran tegangan tinggi adalah dari 30 hingga 1000 VAC atau 60 hingga 1500 VDC. Beberapa produk tegangan tinggi adalah transformator daya, roda gigi saklar, dll