desain dstatcom pada distribusi 3 phasa 4 kawat berbasis...
Post on 10-Mar-2019
230 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Desain DSTATCOM pada Distribusi 3 Phasa 4 Kawat Berbasis Synchronous Reference Frame Teori.
Dosen Pembimbing I : Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng Dosen Pembimbing II : Heri Suryoatmojo, ST, MT, Ph.D
Defi Hendra Setiyono 2209 106 028
Pendahuluan
Semakin berkembangnya jenis beban pada sistem distribusi 3 phasa 4 kawat mempeburuk kualitas daya sistem. Penggunaan DSTATCOM 3 phasa 4
kawat dapat dimanfaatkan untuk menaggulangi masalah kualitas daya.
Permasalahan
Bagaimana memodelkan DSTATCOM 3 phasa 4 kawat. Bagaimana mendapatkan supply arus
referensi untuk kontrol DSTATCOM. Bagaimana pengaruh pembebanan
yang beragam terhadap peforma DSTATCOM.
Batasan Masalah
Permodelan DSTATCOM tiga phasa empat kawat. Analisis DSTATCOM dengan variasi
beban.
Tujuan
Memodelkan, mensimulasikan, dan menganalisis DSTATCOM tiga phasa empat kawat.
Mendapatkan supplay arus referensi DSTATCOM.
Mengetahui peforma DSTATCOM dengan variasi kondisi beban.
Gambaran Umum DSTATCOM 3 phasa 4 kawat
Prinsip Kerja DSTATCOM
(Vs< 00 = V0 < 00) tidak ada pertukaran daya reaktif (Vs < V0) Dstatcom membangkitkan VAR,beroprasi seperti
kapasitor (Vs > V0) Dstatcom meyerap VAR, beroprasi seperti induktor
Prinsip Kerja DSTATCOM
sumber tegangan tiga fasa Vs digambarkan sebagai tegangan sekunder step-down trafo.
Zs = impedasi jaringan distribusi. Lr = induktor statcom
Rf ,Lf dan Cf = rankaian filter untuk menyaring
frekuensi tinggi sinyal tegangan di PCC (point of common coupling).
DSTATCOM dihubungkan secara paralel di akhir jaringan distribusi.
Pemodelan DSTATCOM
Dstatcom pada tugas akhir ini dioperasikan dengan dua mode yaitu UPF (unity power factor) dan ZVR (Zero volatage regulation)
Diagram Kontrol DSTATCOM
Kontrol PWM DSTATCOM
Simulasi
1. Kompensasi unbalance dan kompensasi arus pada kawat netral dengan dua mode operasi yaitu :
1a. Unity Power factor 1b. Zero Voltage Regulation 2. Kompensasi daya reaktif 3. Pengaruh perubahan beban mendadak terhadap
peforma DSTATCOM
Rankaian Simulasi DSTATCOM
Parameter Simulasi
• Tegangan sistem tiga fasa (Vs) = 220 V L-N (380 V L-L) , frekuensi sumber = 50 Hz • Zs => Rs = 0,01 Ώ , Ls = 0,01 mH • Filter Lf = 2 mH, Cf = 5 μF, Rf = 5 Ώ • Induktansi dstatcom => Lr = 2mH • Inverter dengan kapasitor C = 240 mF
• Vdc = 680 volt • Frekuensi switching PWM = 10 kHz
1.) Kompensasi unbalance dan kawat netral
Arus beban
Arus pada kawat netral
Data beban
Parameter
Sebelum kompensasi Ia 260,4 A Ib 321 A Ic 352,3 A In 83,42 A % ketidakseimbangan 29,52 % Va 216,1 V Vb 215,6 V Vc 215,7 V % ketidakseimbangan 0,23 % P 168400 W Q 110600 var Cos θ 0,83
1.a) Hasil kompensasi dengan mode ZVR
Arus sumber setelah kompensasi
Arus pada kawat netral dan compensator netral
Iload n Icn
Hasil kompensasi dengan mode ZVR
Parameter Sebelum kompensasi
Kompensasi unbalance
(unity power factor)
Ia 260,4 A 290 A Ib 321 A 335 A Ic 352,3 A 330 A In 83,42 A 2,06 A ketidakseimbangan 29,52 % 14,13% Va 216,1 V 216,1 V Vb 215,6 V 215,6 V Vc 215,7 V 215,7 V ketidakseimbangan 0,23 % 0,23 % P 168400 W 192600 W
Q 110600 var 70830 var Cos θ 0,83 0,93
1.b) Hasil kompensasi dengan mode UPF
Arus sumber setelah kompensasi
Arus pada kawat netral dan compensator netral
Iload n Icn
Hasil kompensasi dengan mode UPF
Parameter
Sebelum kompensasi
Kompensasi unbalance
(unity power factor)
Ia 260,4 A 289 A Ib 321 A 334 A Ic 352,3 A 329,2 A In 83,42 A 2,06 A ketidakseimbangan 29,52 % 14,17 % Va 216,1 V 216,4 V Vb 215,6 V 215,9 V Vc 215,7 V 216 V ketidakseimbangan 0,23 % 0,23 % P 168400 W 192600 W
Q 110600 var 70830 var Cos θ 0,83 0,93
Perb
andi
ngan
kes
elur
uhan
Parameter
Sebelum kompensasi
Setelah kompensasi Unity power
factor Zero voltage regulation
Ia 260,4 A 289 A 290 A Ib 321 A 334 A 335 A Ic 352,3 A 329,2 A 330 A In 83,42 A 2,06 A 2,06 A ketidakseimbangan
29,52 % 14,17 % 14,13%
Va 216,1 V 216,4 V 216,1 V Vb 215,6 V 215,9 V 215,6 V Vc 215,7 V 216 V 215,7 V Vdc - 650 Vdc 650 Vdc ketidakseimbangan
0,23 % 0,23 % 0,23 %
P 168400 W 192600 W 193400 W Q 110600 var 70830 var 71110 var Pf 0,83 0,93 0,93
2. Kompensasi Daya reaktif
Arus beban
Isa
Vsa
Parameter Sebelum kompensasi Cos θ 0,7 Ia rms 190,6 A Pa 29350 W Qa 29320 Var Sa 41486 VA
Hasil Kompensasi Daya reaktif
Arus Sumber Parameter Sebelum
kompensasi Setelah
kompensasi Cos θ 0,7 0,9 Ia rms 190,6 A 189,5 A Pa 29350 W 37580 W Qa 29320 Var 16890 Var Sa 41486 VA 41201 VA
Isa
Vsa
3.) Peforma DSTATCOM Terhadap Perubahan Beban Mendadak
Arus beban
Isa
Vsa
Arus sumber
Peforma DSTATCOM Terhadap Perubahan Beban Mendadak
Arus beban
Arus kompensator netral dan arus kawat netral
Iload n Icn
Kesimpulan DSTATCOM pada tugas akhir ini dapat digunakan dengan dua mode operasi UPF dan ZVR. DSTATCOM pada tugas akhir ini memiliki kemampuan untuk mengkompensasi unbalance. Dimana nilai
ketidakseimbangan yang semula 29,52% dikompensasi
hingga 14,17%. DSTATCOM juga mampu mengeliminasi arus yang
mengalir pada kawat netral akibat unbalance, dari 84,63 A
menjadi 2,06 A Kompensator dapat dipergunakan sebagai kompensator daya reaktif, karena dari hasil simulasi nilai faktor
daya berhasil diperbaiki dari 0,707 menjadi 0,91 DSTATCOM cukup handal untuk mengikuti perubahan beban yang cepat
Lampiran
ANSI/IEEE Std 241-1990. Dalam standar ini, ketidakseimbangan tegangan didefinisikan sebagai berikut :
%100)(3×
++−
=VcVbVaVminVmaksxUnbalance
Pake plesdis
Dis
kusi
Parameter
Sebelum kompensasi
Setelah kompensasi Unity power
factor Zero voltage regulation
Ia 260,4 A 289 A 290 A Ib 321 A 334 A 335 A Ic 352,3 A 329,2 A 330 A In 83,42 A 2,06 A 2,06 A ketidakseimbangan
29,52 % 14,17 % 14,13%
Va 216,1 V 216,4 V 216,1 V Vb 215,6 V 215,9 V 215,6 V Vc 215,7 V 216 V 215,7 V Vdc - 650 Vdc 650 Vdc ketidakseimbangan
0,23 % 0,23 % 0,23 %
P 168400 W 192600 W 193400 W Q 110600 var 70830 var 71110 var Pf 0,83 0,93 0,93
1. Cek P loss saluran grid. Hasil : dari hasil sebelumnya di dapatkan total pambahan P yang terjadi
adalah tidak sebanding dengan penambahan tegangan. 2. Pengecekan ulang tegangan sebelum dan sesudah kompensasi
Sebelum kompensasi
Setelah Kompensasi(UPF)
Setelah Kompensasi(ZVR)
2949,15W 2034,94W 3052,25W
Sebelum kompensasi
Setelah Kompensasi(UPF)
Setelah Kompensasi(ZVR)
216,1 V 216,4 V 216,1 V 215,6 V 215,9 V 215,6 V 215,7 V 216 V 215,7 V
Kesimpulan : sistem kacau. Pada satu sisi mampu menginjeksi Q pada sisi lain terjadi penambahan P.
Solu
si :
sim
ulas
i ula
ng..
Parameter
Sebelum kompensasi
Setelah kompensasi Unity power
factor Zero voltage regulation
Ia 260,4 A 252.6 A 254A Ib 321 A 311,9 A 313,9 A Ic 352,3 A 284,9 A 287,3 A In 83,42 A 34,17 A 33,82 A ketidakseimbangan
29,52 % 20,94 21,01 %
Va 216,1 V 217,4 217 ,1 V Vb 215,6 V 216,6 216,6 V Vc 215,7 V 216,8 216,7 V Vdc - 670 670 Vdc ketidakseimbangan
0,23 % 0,32% 0,32 %
P 168400 W 175200 W 178800 W Q 110600 var 55820 var 47940 var Pf 0,83 0,95 0,96
Bent
uk g
elom
bang
Arus sumber
Vdc
arus kompensator netral dan arsu kawat netral
Skema kontrol Zero Voltage Regulation
Skema kontrol Unity Power Factor
Dasar Teori Transformasi d-q dan srf
Pake plesdis Mantab.. susah
Transformasi frame abc ke dq digunakan untuk mengubah arus beban yang tidak simetri ke dalam komponen simetrinya.
PLL digunakan untuk memastikan bahwa vo inverter sinkron dengan grid. Meskipun grid mengalami distorsi vo inverter tetap sinkron baik fasa frekunsinya.
Fungsi - fungsi
SRF secara adalah pensinkronan komponen daya grid yang mengalami distorsi (dalam tugas akhir ini adalah arus) ke frame referensiya. Untuk itu digunakan Transformasi Park.Komponen arus injeksi Park sebuah sistem tiga fasa dapat ditemukan melalui penerapan Clark Transform yang menyebabkan arus ia ,ib ,ic direpresentasikan kedalam dua koordinat iα dan iβ kemudian dengan rotasi referensi sistem sudud θ dimasukan kedalam koordinat id dan iq .
Fungsi - fungsi
Tegangan output inverter
Dat
a de
ngan
m o
ver m
odul
atio
n
Parameter
Sebelum kompensasi
Setelah kompensasi Unity power
factor Zero voltage regulation
Ia 315,3 A 332,4 A 332,4 A Ib 377,7 A 360,7 A 360,5 A Ic 393,8 A 365,1 A 365,1 A In 84,63 A 1,74 A 1,74 A ketidakseimbangan
21,66 % 9,2 % 9,2 %
Va 216,5 V 216 V 216 V Vb 215,9 V 215,7 V 215,7 V Vc 215,7 V 215,7 V 215,7 V Vdc - 650 Vdc 650 Vdc ketidakseimbangan
0,37 % 0,13 % 0,13 %
P 168000 W 192600 W 192500 W Q 163200 W 125300 W 124600 W Pf 0,71 0,83 0,83
Sistem kontrol teganagn output pada tugas akhir ini menggunakan overmodulation sehingga tegangan keluaran tidak linier terhadap m(modulation index). Hal ini mempengaruhi kemampuan DSTATCOM dalam menyerap var apabila arus grid dalam kondisi leading. Akibatnya jumlah var yang diserap DSTATCOM berlibihan hingga menyebabkan power factor sistem jelek.
top related