perancangan dan simulasi dynamic voltage restorer …

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