Hvdc r6a65

HVDC High Voltage Direct Current

HVDC Rifky Eka Prastya Verdi Andrean A. Terry Intan N.

091910201086 091910201110 101910201007

Pokok Bahasan  

  

 



Sejarah Transmisi Arus Searah Teknologi HVDC Konfigurasi HVDC Pemanfaatan HVDC Perbandingan Antara Transmisi AC dan DC Keuntungan Transmisi Arus Searah Permasalahan Yang Tidak Bisa Dipisahkan Dengan HVDC Perbandingan Ekonomi

Sejarah Transmisi Arus Searah Sejarah

Teknologi HVDC Current source converter (CSC) Voltage source converter (VSC)

CSC-HVDC

VSC-HVDC

Konfigurasi HVDC Back-to-back Monopolar Bipolar Multiterminal

Back-to-back

Monopolar

Bipolar

Multiterminal

Pemanfaatan HVDC Transmisi Jarak Jauh Penggunaan Kabel Interkoneksi Frekuensi

Perbandingan Antara Transmisi AC dan DC Keuntungan Kerugian

Keuntungan AC  



daya yang disalurkan lebih besar, nilai sesaat (instantaneous value)nya konstan, mempunyai medan magnet putar

DC 





daya guna atau efesiensinya tinggi karena mempunyai factor daya = 1, tidak memiliki masalah terhadap stabilitas terhadap system, dimungkinkan untuk penyaluran jarak jauh dan memiliki isolasi yang lebih sederhana.

Kerugian AC  

tidak stabil, isolasi yang rumit dan mahal (mahal disini dalam artian untuk menyediakan suatu isolasi yang memang aman dan kuat).

DC 



ekonomis jika jarak saluran udaranya antara 400km-600km, untuk saluran bawah tanah 50km, biaya peralatan converter & inverter sangat mahal

Keuntungan Transmisi Arus Searah

Keuntungan transmisi DC dibandingkan transmisi AC :  

  



Reaktansi Perlawanan Frekuensi Power Kerentanan Analisi

Permasalahan Yang Tidak Bisa Dipisahkan Dengan HVDC

 

  

 

Mahal converter Daya reaktif persyaratan Generasi harmonik Kesulitan rangkaian melanggar Kesulitan transformasi tegangan Kesulitan pembangkit listrik tinggi Tidak adanya kelebihan kapasitas

Perbandingan Ekonomi

Perkiraan biaya... 

  

Sistem yang HVDC garis yang lebih rendah biaya per satuan panjang dibandingkan dengan yang sama sistem AC, Kebutuhan sistem konverter dua stasiun 2-3x lebih mahal dibandingstasiun transformator AC, Untuk tansmisi minimum pada jarak tertentu dianggap biaya kompetitif Jarak overhead 500km tergantung pada besarnya transfer dan kisaran biaya garis dan peralatan

Terimakasih,

Current source converter (CSC) komutasi jala-jala menggunakan thyristor 



Teknologi CSC-HVDC sudah sangat mapan untuk konverter berdaya sangat besar. Untuk keperluan diatas 1000MW teknologi ini menjadi satu-satunya pilihan saat ini. Komutasi jala-jala merupakan salah satu kelemahan yang ada pada CSC-HVDC, akibatnya pada HVDC yang menggunakan CSC diperlukan jaringan arus bolak-balik yang kuat di sisi kirim maupun sisi terima.

Voltage source converter (VSC) yang menggunakan IGBT 



Keunggulan VSC-HVDC dibanding CSC-HVDC adalah kemampuannya untuk komutasi tanpa bergantung kondisi jala-jala, pengaturan daya aktif dan reaktif yang independen, serta kemampuan untuk black-start. Keunggulan tersebut membuat VSC-HVDC menarik untuk aplikasi penyaluran daya ke beban berjarak jauh yang tidak memiliki sumber jala-jala lokal, seperti pada anjungan lepas pantai, dsb. Kelemahan VSC-HVDC adalah teknologi IGBT sekarang belum mampu untuk melayani transmisi daya berkapasitas besar seperti halnya CSC-HVDC.

Back-to-back Konfigurasi ini ditunjukkan pada Gambar 4. Pada konfigurasi ini gardu induk konverter berada pada lokasi yang sama dan tidak menggunakan saluran arus searah jarak jauh. Umumnya konfigurasi ini berfungsi sebagai interkoneksi frekuensi antara dua sistem arus bolak-balik yang berdekatan, walaupun konfigurasi ini juga bisa dipakai pada interkoneksi dua sistem arus bolak-balik yang memiliki frekuensi yang sama.

Monopolar Konfigurasi ini ditunjukkan pada Gambar 5. Pada konfigurasi ini dua gardu induk konverter dipisahkan menggunakan satu saluran arus searah berjarak jauh, berbeda dengan konfigurasi back-to-back yang hanya membutuhkan satu lokasi saja. Saluran arus searah yang dipakai hanya memiliki 1 kutub tegangan, bisa positif saja atau negatif saja, sehingga tanah diperlukan sebagai saluran balik arus.

Bipolar Konfigurasi ini ditunjukkan pada Gambar 6. Pada konfigurasi ini dua gardu induk konverter dipisahkan menggunakan dua saluran arus bolak-balik yang berbeda kutub tegangan, satu positif dan satu lagi negatif. Relatif terhadap tanah, konfigurasi bipolar merupakan dua buah konfigurasi monopolar yang berbeda kutub tegangan, sehingga masing-masing monopolar dapat dioperasikan secara independen. Pada keadaan normal arus yang mengalir melalui tanah akan bernilai nol akibat dua kutub monopolar yang berbeda. Keunggulan konfigurasi ini adalah salah satu kutub tegangan tetap dapat beroperasi ketika kutub tegangan yang lainnya tidak beroperasi akibat gangguan atau alasan lain. Reliabilitas konfigurasi ini lebih baik daripada konfigurasi monopolar.

Multiterminal Konfigurasi ini ditunjukkan pada Gambar 7. Konfigurasi ini adalah perluasan dari konfigurasi bipolar dengan menempatkan gardu konverter baru di tengah-tengah saluran bipolar. Jumlah saluran masuk di tengah-tengah konfigurasi bipolar tidak dibatasi hanya satu, melainkan bisa banyak sesuai dengan keperluan.

Transmisi Jarak Jauh rugi-rugi saluran pada transmisi HVDC bisa lebih kecil 30%-50% dari ekuivalen saluran arus bolakbalik pada jarak yang sama. Pada jarak yang sangat jauh, sistem transmisi arus bolak-balik membutuhkan gardu induk di tengah saluran dan juga kompensasi reaktif. Dibandingkan dengan transmisi arus searah yang tidak memerlukan gardu induk intermediet. Jarak tipikal yang dianggap pemakaian sistem HVDC akan menguntungkan secara ekonomis daripada transmisi arus searah adalah sekitar 500 km keatas.

Penggunaan Kabel Pada kasus jika penggunaan kabel diperlukan, seperti pada transmisi yang melewati laut, atau transmisi yang dirancang bawah tanah, penggunaan HVDC memberikan keuntungan lebih secara ekonomis daripada penggunaan kabel arus bolakbalik. Permasalahan lain pada penggunaan kabel dengan sistem arus bolak-balik adalah penurunan kapasitas daya kabel karena jarak yang jauh akibat daya reaktif yang cukup tinggi. Ini dikarenakan karakteristik kabel yang memiliki kapasitansi yang lebih besar dan induktansi yang lebih kecil daripada ekuivalen konduktor udara.

Interkoneksi Frekuensi Interkoneksi antara 2 area yang berbeda frekuensi hanya bisa dilakukan dengan menggunakan HVDC untuk menjamin kelangsungan operasi yang handal. Beberapa kasus menggunakan konverter frekuensi HVDC untuk menghubungkan antara dua perusahaan listrik yang berbeda. Selain untuk pengaturan aliran daya, hal ini dimaksudkan untuk melindungi area perusahaan satu dari fluktuasi frekuensi di perusahaan tetangga disamping juga untuk mencegah menjalarnya gangguan akibat dari perusahaan tetangga.

Reaktansi Sistem DC tidak memperkenalkan reaktansi dalam barisan. Hal ini diterjemahkan menjadi kemampuan transfer daya yang lebih tinggi dari garis (karena hanya kekuasaan nyata ditransmisikan) dan kapasitas yang lebih tinggi pemanfaatan generator. Drop tegangan juga akan berkurang sepanjang jalur transmisi.

Perlawanan Sistem DC garis resistansinya lebih rendah daripada sistem AC, dengan demikian, hal itu akan memiliki garis bawah kerugian. Sistem AC disebut “efek kulit” karena 50-60 Hz frekuensi yang memperkenalkan resistansi yang lebih tinggi pada kawat.

Frekuensi Pada sistem AC, frekuensi adalah nol, sehingga tidak ada variasi frekuensi untuk memonitor. Sambungan generator DC ke kotak transmisi tidak akan membutuhkan prosedur sinkronisasi. Juga, stabilitas transien kesaalahan selama kliring dan beralih tidak lagi masalah. Dan yang paling penting elektromagnetik “radiasi” dan gangguan tidak lagi dikhawatirkan.

Power Sistem AC, kekuatan ini hanya kompenen riil. Ini berarti bahwa sistem transmisi operator tidak perlu khawatir kecukupan daya reaktif untuk menjaga keamanan dan stabilitas sistem.

Kerentanan Sistem AC tidak memperkenalkan sepanjang garis sehingga menghilangkan efek arus pengisian lebih dari tegangan dalam sistem. Hal ini juga diterjemahkan menjadi kapasitas transfer daya yang lebih tinggi dari garis, khusus untuk kabel bawah tanah dan kapal selam.

Analisi 

Analisi Sistem AC selalu melibatkan bilangan kompleks, sementara DC hanya bilangan rea. Ini dapat mempermudah analisis sistem

Converter Mahal Converter Stasiun mahal diperlukan pada setiap akhir transmisi dc link, sedangkan hanya trafo stasiun yang diperlukan dalam sebuah ac link.

Daya reaktif persyaratan Converters memerlukan banyak daya reaktif, baik dalam perbaikan maupun dalam inversi. Pada setiap converter yang daya reaktif dapat dikonsumsi sebanyak 50% dari power rating aktif dari link dc. Reaktif kebutuhan daya sebagian diberikan oleh kapasitansi filter, dan sebagian oleh sinkron atau statis kapasitor yang perlu diinstall untuk tujuan.

Generasi harmonik Converters menghasilkan banyak harmonik dc baik di sisi dan di sisi ac. Filter digunakan pada ac samping untuk mengurangi jumlah harmonik ditransfer ke sistem ac. Pada sistem dc, smoothing reaktor digunakan. Komponen ini menambah biaya konverter.

Kesulitan rangkaian melanggar Karena tidak adanya arus alami nol dengan dc, sirkuit melanggar sulit. Ini bukan masalah besar di link hvdc satu sistem, seperti sirkuit melanggar dapat dilakukan dengan sangat cepat menyerap energi kembali ke sistem ac. (menghalangi tindakan thyristor adalah operasi lebih cepat daripada rangkaian mekanik pemutus). Namun kurangnya pemutus sirkuit hvdc menghambat operasi multiterminal.

Kesulitan transformasi tegangan Power umumnya digunakan pada tegangan rendah, tetapi karena alasan efisiensi harus ditransmisikan pada tegangan tinggi. Ketiadaan itu setara dengan dc transformer perlu bagi membuat transformasi tegangan dilakukan pada ac sisi sistem dan mencegah dc murni sistem yang digunakan.

Kesulitan pembangkit listrik tinggi Karena masalah pergantian dengan mesin dc, tegangan, kecepatan dan ukuran terbatas. Jadi relatif daya yang rendah dapat dihasilkan dengan dc.

Tidak adanya kelebihan kapasitas Konverter memiliki kapasitas sangat berlebihan tidak seperti transformer.

sedikit

Sejarah 





Pada awalnya semua HVDC skema digunakan merkuri busur katup, selalu satu tahap dalam konstruksi, berlawanan dengan tegangan rendah polyphase satuan yang digunakan untuk aplikasi industri. Operasional terbesar stasiun konverter memiliki peringkat dari urutan gigawatts dan beroperasi pada tegangan 100 - dari kilovolts, dan mungkin sampai dengan 1000 km panjangnya. Tidak seperti jalur transmisi ac yang memerlukan transformator di kedua ujungnya, sebuah saluran transmisi dc memerlukan converter pada setiap ujungnya.