Sistem Tenaga -Teknik ElektroFakultas Teknologi Industri
ITS – Surabaya2012
PERANCANGAN DAN SIMULASI DYNAMIC VOLTAGE RESTORER (DVR) 3×1 FASA TANPA DC-LINK UNTUK PEMULIH TEGANGAN
KEDIP
Roni Ari Irianto
Dosen Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng
Oleh
Heri Suryoatmojo, ST, MT. Ph. D
3. Menentukan topologi dan metode kontrol
yang baru dari DVR untuk meningkatkan
kualitas kerja dari DVR
2. Keterbatasan kemampuan dari beberapa
DVR dengan DC-Link
1. Peningkatan kualitas daya
2
Sistem Tenaga-Teknik ElektroFakultas Teknologi Industri
ITS – Surabaya2012
Permasalahan :a. Bagaimana cara merancang DVR yang menggunakan metode Direct AC-
AC Converter ?
b. Bagaimana cara kerja DVR sebagai alat pemulih tegangan yang mengalami gangguan kedip tegangan ?
c. Apa kelebihan DVR yang menggunakan metode Direct AC-AC Converterdibandingkan DVR dengan DC-Link dalam mengatasi gangguan kediptegangan?
3
Sistem Tenaga - Teknik ElektroFakultas Teknologi Industri
ITS – Surabaya2012
Batasan Masalah :
a. Pembahasan hanya terfokus pada injeksi tegangan pada gangguan
kedip tegangan seimbang.
b. Pembahasan tidak memuat secara keseluruhan mekanisme kerja secara
detail dari DVR dan komponen elektronika daya yang ada pada DVR.
c. Perhitungan keuntungan teknis dan ekonomis penggunaan DVR
tanpa DC-Link tidak dilakukan secara detail.
4
Sistem Tenaga -Teknik ElektroFakultas Teknologi Industri
ITS – Surabaya2012
Tujuan Tugas Akhir :
Menjelaskan kemampuan dari DVR dengan Direct AC to AC
converter sebagai pemulih tegangan akibat gangguan
tegangan kedip.
5
Start
Perancangan Sistem• Konverter AC-AC• Filter Pasif• DVR
Studi Literatur• Karakteristik Voltage Sagging• Cara kerja dan design DVRdengan konverter AC-AC
Pengujian Sistem• Simulasi konverter AC-AC• Simulasi DVR 1 Fasa• Simulasi DVR 3×1 Fasa
Analisa Sistem• Kemampuan DVR untuk mengatasitegangan kedip
End 6
7
Gangguan Kedip Tegangan
Voltage sagging/ Tegangan kedip => penurunan nilai rms tegangan atau arus selama 0,5 cycles (0,01detik)sampai 1 menit, dengan rentang perubahan dari 0,1 sampai 0,9 pu
8
DVR => Rangkain berbasis elektronika daya untuk memulihkan atau memperbaiki mutu tegangan akibat gangguankedip tegangan di sisi beban
DVR dengan DC-Link
DVR dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok yaitu :1. DVR dengan DC-Link2. DVR dengan Direct AC to AC Converter
9
Karena keterbatasan kemampuan dari beberapa DVR dengan DC-Link dalam mengatasi tegangan kedip dengan durasi waktuyang lama, maka dirancang DVR dengan Direct AC to AC Converter
DVR dengan Direct AC to AC Converter
11
Blok Diagram Sistem
12
Konverter AC-AC
Simulasi Konverter AC-AC dengan simulink
Perhitungan nilai duty cycle :
13
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Output konverter Sebelum di Filter
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Output konverter Setelah di Filter
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan input konverter 220 Volt
14
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 1 Fasa
Rangkaian DVR 1 Fasa yang terkoneksi dengan jaringan
Gangguan fasa ke tanah
DVR
15
Sensor tegangan dan kontrol DVR
Sistem kontrol pembangkit sinyal PWM
16
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan sumber yang mengalami tegangan kedip
17
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan injeksi DVR
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan terukur pada beban
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 1 Fasa
18
Rangkaian DVR 3×1 Fasa Terintegrasi Jaringan
Rangkaian DVR 3×1 Fasa yang terkoneksi dengan jaringan
19
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan sumber yang mengalami tegangan kedip
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 3 Fasa
20
Tega
ngan
(V)
Time (s)Tegangan injeksi DVR
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan terukur pada beban
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 3 Fasa
22
Konverter AC-AC
Pengujian Konverter AC-AC
23
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Hasil simulasi Perbandingan antara Sinyal Segitiga dan Sinyal Referensi
Vref
Vtriangle
24
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Sinyal PWM
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan input konverter 220 Volt
25
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Output konverter Sebelum di Filter
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Output konverter Setelah di Filter
Tabel 1Pengujian Konverter AC-AC
26
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 1 Fasa
Rangkaian DVR 1 Fasa yang terkoneksi dengan jaringan
27
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 1 Fasa
Tega
ngan
(V)
Time (s)Tegangan input 1 Fasa
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Gangguan tegangan kedip
28
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan injeksi DVR
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan pada beban
Tabel 2Pengujian DVR terintegrasi jaringan 1 fasa
29
Rangkaian DVR 3×1 Fasa Terintegrasi Jaringan
Rangkaian DVR 3×1 Fasa yang terkoneksi dengan jaringan
30
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan sumber yang mengalami tegangan kedip
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 3 Fasa
Time (s)
Tega
ngan
(V)
31
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan injeksi DVR
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 3 Fasa
Time (s)
Tega
ngan
(V)
32
Tega
ngan
(V)
Time (s)
Tegangan terukur pada beban
Rangkaian DVR Terintegrasi Jaringan 3 Fasa
Time (s)
Tega
ngan
(V)
1. Pada pengujian konverter, selisih antara tegangan referensi dengan tegangan output disebabkan adanya ripple atau noise yang belum bisa dihilangkan oleh filter
2. DVR mampu memulihkan tegangan dari gangguan tegangan kedip dengan cukupbaik, durasi atau lama gangguan tidak mempengaruhi kinerja dari DVR
3. Pada akhir proses pemulihan tegangan, terjadi overshoot tegangan output dengandurasi 0.02 detik, hal ini disebabkan karena DVR yang dirancang belum bisamenentukan dengan tepat akhir dari gangguan tegangan kedip
4. DVR tidak mampu memulihkan tegangan dari gangguan yang menyebabkantegangan sumber drop melebihi 50% dari tegangan normal.
33