DEFINISI

KUALITAS DAYA LISTRIK

FENOMENA YANG TERJADI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK –DIDEFINISIKAN BERDASARKAN

IEEE RECOMMENDED PRACTICE FOR MONITORING ELECTRIC POWER QUALITY (1159-1995)

Categories and Typical Characteristics of Power System Electromagnetic Phenomena

Categories Typical Spectral Content Typical Duration Typical Voltage Magnitude

Transients

ImpulsiveNanosecond 5 ns rise < 50 ns

Microsecond 1 µs rise 50 ns - 1 ms

Millisecond 0.1 ms rise > 1 ms

OscillatoryLow Frequency < 5 kHz 0.3 - 50 ms 0 - 4 pu

Medium Frequency 5 - 500 kHz 20 µs 0 - 8 pu

High Frequency 0.5 - 5 MHz 5 µs 0 - 4 pu

Short Duration Variations

InstantaneousSag 0.5 - 30 cycles 0.1 - 0.9 pu

Swell 0.5 - 30 cycles 1.1 - 1.8 pu

MomentaryInterruption 0.5 cycles - 3 s < 0.1 pu

Sag 30 cycles - 3 s 0.1 - 0.9 pu

Swell 30 cycles - 3 s 1.1 - 1.4 pu

TemporaryInterruption 3 s - 1 min < 0.1 pu

Sag 3 s - 1 min 0.1 - 0.9 pu

Swell 3 s - 1 min 1.1 - 1.2 pu

Categories Typical Spectral Content Typical Duration Typical Voltage

Magnitude

Long Duration Variations

Interruption, Sustained > 1 minute 0.0 pu

Undervoltages > 1 minute 0.8 - 0.9 pu

Overvoltages > 1 minute 1.1 - 1.2 pu

Voltage Imbalance steady state 0.5 - 2%

Waveform Distortion

DC Offset steady state 0 - 0.1%

Harmonics 0 - 100th H steady state 0 - 20%

Inter-harmonics 0 - 6 kHz steady state 0 - 2%

Notching steady state

Noise broad-band steady state 0 - 1%

Voltage Fluctuations < 25 Hz intermittent 0.1 - 7%

Power Frequency Variations < 10 s

Categories Typical Spectral Content Typical Duration Typical Voltage

Magnitude

TRANSIENTS DIKLASIFIKASIKAN ATAS 2 KATEGORI :

1. Impulsive Transient

PERUBAHAN TIBA2 DARI TEGANGAN, ARUS ATAU KEDUANYA DALAM KEADAAN STEADY STATE DENGAN POLARITAS POSITIF ATAU NEGATIF.

KARAKTERISTIKNYA DITENTUKAN OLEH RISE TIMEDAN DECAY TIME

PENYEBAB IMPULSIVE TRANSIENT UMUMNYA ADALAH PETIR

LIGHTNING STROKE CURRENT

IMPULSIVE TRANSIENT

2. Oscillatory Transient

PERUBAHAN TIBA2 DARI TEGANGAN, ARUS ATAU KEDUANYA DALAM KEADAAN STEADY STATE DENGAN POLARITAS POSITIF DAN NEGATIF.

KARAKTERISTIKNYA DITENTUKAN OLEH SPECTRAL CONTENT (PREDOMINATE FREQUENCY), DURATIONDAN MAGNITUDE ( Spectral Content : High, Medium and Low Frequency – LIHAT TABEL)

BACK-TO-BACK CAPACITOR ENERGIZATION AND CABLE SWITCHING MENGHASILKAN OSCILLATORY TRANSIENTDENGAN MEDIUM FREQUENCY

OSCILLATORY TRANSIENT CURRENT CAUSED BY

BACK-TO-BACK CAPACITOR SWITCHING

LOW FREQUENCY OSCILLATORY TRANSIENT SERINGKALI TERJADI BAGIAN SUBTRANSMISSION DAN SISTEM DISTRIBUSI.

PALING SERING TERJADI PADA CAPACITOR BANK ENERGIZATION YANG MENGHASILKAN OSCILLATORY VOLTAGE TRANSIENT DENGAN FREQ. ANTARA 300-900 Hz. HARGA PUNCAKNYA BISA MENCAPAI 2.0 PU, TAPI PADA UMUMNYA 1.3-1.5 PU DENGAN DURASI 0.5-3.0 CYCLES

LOW FREQUENCY OSCILLATORY TRANSIENT CAUSED BY CAPACITOR BANK ENERGIZATION

LOW FREQUENCY TRANSIENT CAUSED BY

FERRORESONANCE OF AN UNLOADED TRANSFORMATOR

SHORT DURATION VOLTAGE VARIATIONS

DIKLASIFIKASIKAN ATAS INSTANTENOUS, MOMENTARY DAN TEMPORARY TERGANTUNG PADA DURASINYA. (Lihat Tabel).

DISEBABKAN OLEH FAULT, ENERGIZATION OF LARGE LOADSDENGAN ARUS START TINGGI, ATAU INTERMITTENT LOSE CONNECTIONS PADA SISTEM TENAGA

FAULT BISA MENGAKIBATKAN :

TEMPORARY VOLTAGE DROPS (SAGS)

VOLTAGE RISE (SWELLS)

COMPLETE LOSS OF VOLTAGE (INTERRUPTION)

Sags(karakteristik – lihat Tabel, disebut juga DIP (IEC))

BIASANYA DISEBABKAN OLEH SYSTEM FAULT, JUGA BISA DISEBABKAN OLEH ENERGIZATION OF HEAVY LOADS ATAU STARTING DARI MOTOR-MOTOR BESAR.

GAMBAR DIBAWAH MENUNJUKKAN VOLTAGE SAG PADA SUATU FEEDER YANG DISEBABKAN OLEH SINGLE LINE TO GROUND FAULT PADA FEEDER YANG LAIN DALAM SATU GARDU INDUK (GI)

GAMBAR BERIKUTNYA MENUNJUKKAN EFEK DARI STARTING MOTOR BESAR

VOLTAGE SAG CAUSED BY A SLG FAULT

TEMPORARY VOLTAGE SAG CAUSED BY

MOTOR STARTING

Swells(karakteristik – lihat Tabel, disebut juga momentary overvoltage)

BIASANYA DISEBABKAN OLEH FAULT (VOLTAGE SAG LEBIH SERING TERJADI).

TEMPORARY VOLTAGE RISE BISA TERJADI PADA UNFAULTED PHASES SELAMA SLG FAULT TERJADI (lihat gambar), SWITCHING OFF A LARGE LOAD ATAU ENERGIZING A LARGE CAPACITOR BANK.

KARAKTERISTIK SWELLS DITENTUKAN OLEH MAGNITUDE (RMS VALUE) DAN DURATION

PENGARUH VOLTAGE SWELL SELAMA FAULT TERGANTUNG PADA FAULT LOCATION, SYSTEM IMPEDANCE, DAN GROUNDING

Pada sistem yang tidak diketanahkan, dengan impedansi urutan nol tak terhingga, selama SLG terjadi tegangan fasa (line to ground) dari fasa yang tidak diketanahkan mempunyai nilai 1.73 pu.

Didekat GI pada sistem yang tidak diketanahkan, tidak akan terjadi kenaikan tegangan (kecil) pada fasa-fasa yang tidak terganggu karena trafo pada GI biasanya dihubungkan delta-bintang yang mengakibatkan mengalirnya arus fault dengan adanya impedansi urutan nol yang kecil.

INSTANTENOUS VOLTAGE SWELL CAUSED BY

A SLG FAULT

Interruptions(karakteristik – lihat Tabel)

DISEBABKAN OLEH POWER SYSTEM FAULTS, EQUIPMENT FAILURES, AND CONTROL MALFUNCTION.

DITENTUKAN BERDASARKAN DURASINYA, YAITU WAKTU OPERASI PENGAMAN. INSTANTANEOUS RECLOSINGMENGAKIBATKAN INTERRUPTION KURANG DARI 30 CYCLES (NON-PERMANENT FAULT). DELAYED RECLOSING BISA MENGAKIBATKAN MOMENTARY ATAU TEMPORARY INTERRUPTION. DURASI AKIBAT EQUIP. MALFUNCTION DAN LOOSE CONNECTION BISA BERAGAM (IRREGULAR).

MOMENTARY INTERRUPTION DUE TO

A FAULT AND SUBSEQUENT RECLOSER OPERATION

LONG DURATION VOLTAGE VARIATIONS

1. Overvoltage

2. Undervoltage

3. Sustained Interruptions

OVERVOLTAGES DAN UNDERVOLTAGES BIASANYA TIDAK DISEBABKAN OLEH SYSTEM FAULTS, TETAPI OLEH LOAD VARIATIONS PADA SISTEM DAN SYSTEM SWITCHING OPERATIONS.

Overvoltage(karakteristik – lihat Tabel)

BIASANYA DISEBABKAN OLEH SWITCHING OFF LARGE LOAD,ATAU ENERGIZING A CAPACITOR BANK.

TERJADI KARENA SISTEM “WEAK” UNTUK REGULASI TEGANGAN YANG DIINGINKAN ATAU TIDAK MEMUNGKINKAN DILAKUKAN PENGATURAN TEGANGAN.

TAP SETTING YANG TIDAK BENAR PADA TRAFO JUGA BISA MENGAKIBATKAN SYSTEM OVERVOLTAGES

Undervoltage(karakteristik – lihat Tabel)

DISEBABKAN OLEH SWITCHING ON A LOAD ATAU SWITCHING OFF A CAPACITOR BANK.

UNDERVOLTAGE TERJADI SAMPAI VOLTAGE REGULATION EQUIPMENT DAPAT MENGATUR TEGANGAN KEMBALI PADA HARGA YANG DIIJINKAN.

OVERLOADED CIRCUITS JUGA BISA MENGAKIBATKAN UNDERVOLTAGE

Sustained Interruptions(karakteristik – lihat Tabel)

INTERRUPTION LEBIH LAMA DARI 1 MENIT BIASANYA PERMANEN DAN MEMBUTUHKAN “HUMAN INTERVENTION” UNTUK MEMPERBAIKI SISTEM.

VOLTAGE IMBALANCEVOLTAGE UNBALANCE DIDEFINISIKAN SEBAGAI DEVIASI MAKSIMUM DARI RATA-RATA TEGANGAN ATAU ARUS 3 FASA, DIBAGI DENGAN RATA-RATA TEGANGAN ATAU ARUS 3 FASA, DINYATAKAN DALAM %.

KETAKSEIMBANGAN JUGA DIDEFINISIKAN SEBAGAI RATIO DARI KOMPONEN URUTAN NEGATIF ATAU NOL, TERHADAP KOMPONEN URUTAN POSITIF DINYATAKAN DALAM % (DITUNJUKKAN DALAM GAMBAR).

PENYEBAB UTAMA ADALAH SINGLE PHASE LOAD PADA SISTEM 3 FASA. JUGA BISA DISEBABKAN OLEH “BLOWN FUSES” PADA 1 FASA DARI CAPACITOR BANK 3 FASA.

IMBALANCE TREND FOR A RESIDENTIAL FEEDER

WAVEFORM DISTORTION

DC OffsetHarmonics

DIDEFINISIKAN SEBAGAI DEVIASI STEADY STATE DARI GELOMBANG SINUS IDEAL YANG MEMPUNYAI FREKUENSI DASAR (50 Hz)

Ada 5 jenis Distorsi Bentuk Gelombang :

InterharmonicsNotchingNoise

DC Offset

DC OFFSET ADALAH TEGANGAN ATAU ARUS DC PADA SISTEM DAYA AC, TIMBUL KARENA GEOMAGNETIC DISTURBANCE ATAU EFEK DARI HALF-WAVE RECTIFICATION(life extenders dari lampu neon terdiri dari diode2 untuk menurunkan tegangan rms dengan menggunakan half-wave rectification)

ARUS DC PADA RANGKAIAN AC MEMPUNYAI EFEK YANG MERUSAK/MERUGIKAN PADA INTI TRAFO YAITU MENGAKIBATKAN SATURATION PADA NORMAL OPERATION. HAL INI MENINGKATKAN PANAS DAN RUGI2 TRAFO.

ARUS DC JUGA MENGAKIBATKAN ELECTROLYTIC EROSION PADA ELEKTRODE PENTANAHAN DAN KONEKTOR

Harmonics

ADALAH TEGANGAN ATAU ARUS SINUSOIDAL YANG MEMPUNYAI FREKUENSI KELIPATAN (INTEGER) FREKUENSI DASAR (50 Hz).

GELOMBANG YANG TERDISTORSI DAPAT DIURAIKAN MENJADI JUMLAH GELOMBANG DENGAN FREKUENSI DASAR DAN HARMONISA2NYA.

DIGAMBARKAN SEBAGAI SPEKTRUM HARMONISA DENGAN MAGNITUDE DAN PHASE ANGLE MASING2 HARMONISA.

HARGA EFEKTIF DARI DISTORSI HARMONISA DINYATAKAN DENGAN TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD)

CURRENT WAVEFORM AND HARMONIC SPECTRUM FOR

AN ASD (adjustable speed drive) INPUT CURRENT

InterharmonicsADALAH TEGANGAN ATAU ARUS YANG MEMPUNYAI FREKUENSI KELIPATAN PECAHAN (NOT INTEGER) FREKUENSI DASAR (50 Hz).

SUMBERNYA ADALAH STATIC FREQUENCY CONVERTERS, CYCLO CONVERTERS, INDUCTION MOTORS, AND ARCING DEVICES.

EFEKNYA TIDAK DIKETAHUI SECARA PASTI, YANG TELAH DIKETAHUI ADALAH MEMPENGARUHI POWER LINE CARRIER SIGNALING, DAN MENIMBULKAN VISUAL FLICKER PADA DISPLAY DEVICES.

NotchingADALAH GANGGUAN TEGANGAN PERIODIK DISEBABKAN OLEH PENGOPERASIAN (NORMAL) PERALATAN POWER ELECTRONIC, YAITU KETIKA ARUS DIKOMUTASIKAN DARI SATU FASA KE FASA LAINNYA.

KOMPONEN FREKUENSI NOTCHING BISA TINGGI SEKALI DAN TIDAK BISA DIUKUR DENGAN ALAT UKUR UNTUK ANALISIS HARMONISA

GAMBAR MENUNJUKKAN TEGANGAN NOTCHING DARI KONVERTER 3 FASA YANG MENGHASILKAN ARUS DC KONTINYU.

VOLTAGE NOTCHING CAUSED BY

A THREE PHASE CONVERTER

NoiseADALAH SIGNAL LISTRIK YANG TIDAK DIINGINKAN DENGAN BROADBAND SPECTRAL CONTENT LEBIH RENDAH 200 kHz, YANG TERDAPAT (SUPERIMPOSED) PADA TEGANGAN ATAU ARUS DARI KONDUKTOR FASA, ATAU KONDUKTOR NETRAL, ATAU SIGNAL LINES.

DISEBABKAN OLEH PERALATAN POWER ELEKTRONIK, RANGKAIAN KONTROL, ARCING EQUIPMENT, BEBAN DENGAN SOLID-STATE RECTIFIERS, DAN SWITCHING POWER SUPLLIES.

GANGGUAN NOISE DIPERBURUK DENGAN PENTANAHAN YANG KURANG BAIK SEHINGGA NOISE TIDAK BISA DIHILANGKAN DARI SISTEM.

ADALAH DISTORSI YANG TIDAK BISA DIKLASIFIKASIKAN SEBAGAI HARMONISA ATAU TRANSIENT

MENGGANGGU PERALATAN SEPERTI MICROCOMPUTERDAN PROGRAMMABLE CONTROLLERS

DIATASI DENGAN MENGGUNAKAN FILTERS, ISOLATION TRANSFORMERS, DAN LINE CONDITIONERS.

VOLTAGE FLUCTUATIONSVARIASI DARI VOLTAGE ENVELOPE ATAU PERUBAHAN TEGANGAN SECARA RANDOM DAN BERURUTAN/ KONTINYU, DIMANA MAGNITUDENYA TIDAK MELEBIHI RANGE YANG DIIJINKAN (0.9-1.1 PU).

BEBAN YANG MENYEBABKAN PERUBAHAN ARUS YANG KONTINYU DAN CEPAT DAPAT MENGAKIBATKAN VARIASI TEGANGAN (VOLTAGE FLUCTUATION) YANG BIASA DISEBUT VOLTAGE FLICKER.

VOLTAGE FLICKER DIUKUR TERHADAP SENSIVITAS MATA MANUSIA. BIASANYA, MAGNITUDE SEBESAR 0.5% (TERHADAP TEGANGAN DASAR) DENGAN FREKUENSI 6-8 Hz DAPAT MENGHASIL LAMP FLICKER YANG TERLIHAT OLEH MATA (MENGGANGGU).

VOLTAGE FLICKER CAUSED BY

ARC FURNACE OPERATION

POWER FREQUENCY VARIATIONS

ADALAH DEVIASI FREKUENSI DASAR SISTEM TENAGA DARI HARGA NOMINALNYA (50 Hz).

VARIASI FREKUENSI DILUAR BATAS YANG DIIJINKAN PADA OPERASI NORMAL STEADY-STATE DISEBABKAN OLEH GANGGUAN PADA SISTEM TRANSMISI, LEPASNYA BEBAN DALAM JUMLAH BESAR, ATAU GENERATOR DENGAN KAPASITAS BESAR KELUAR/LEPAS DARI SISTEM.

PADA SISTEM TENAGA LISTRIK YANG MODERN DAN TERINTERKONEKSI, VARIASI FREKUENSI YANG SIGNIFICANT JARANG TERJADI

39

TUGAS

• CARI PAPER/ INFORMASI/ REPORT/ STUDI KASUS YANG MEMBAHAS MASALAH POWER QUALITY YANG DIKAITKAN DENGAN TINGKAT EFISIENSI DARI SISTEM

• SOFT COPY• DIJELASKAN DNG PPT FILE• DIKUMPULKAN 7 APRIL 2009

40

TUGAS

• CARI PAPER/ INFORMASI/ REPORT/ STUDI KASUS YANG MEMBAHAS PENGARUH GROUNDING THD POWER QUALITY.

• JELASKAN DNG PPT FILE• SOFT COPY• DIKUMPULKAN 25 OKTOBER 2007

41

TUGAS

• CARI PAPER/ INFORMASI/ REPORT/ STUDI KASUS YANG MEMBAHAS PENGARUH TRAFO DAYA & TRAFO DISTRIBUSI THD POWER QUALITY.

• JELASKAN DNG PPT FILE• SOFT COPY• DIKUMPULKAN 25 OKTOBER 2007

42

TUGAS

• CARI PAPER/ INFORMASI/ REPORT/ STUDI KASUS YANG MEMBAHAS FERRORESONANCE, KENAIKAN TEGANGAN 1.73 PU PD SLG, PENGARUH GROUNDING THD POWER QUALITY.

• JELASKAN DNG PPT FILE• SOFT COPY• DIKUMPULKAN 11 MARET 2008