workshop review hvdc imte usu 08 oct

7/21/2019 Workshop Review HVDC IMTE USU 08 Oct

http://slidepdf.com/reader/full/workshop-review-hvdc-imte-usu-08-oct 1/30

Review HVDC Converter Station

Ir. Terklin Sinulingga MM

Alstom HVDC England

USU Medan, 08/10/2015



Iac

Sejarah erkem!angan transmisi AC dan DCtransmission

" vs "

In the AC #orner$George Westinghouse In the DC #orner$Thomas Edison

t

Idci

t

i

" %enggunaan listrik ada awaln&a dimulai

dari DC

- 1909 : !erdiri 'estinghouse ACEle#tri#al ( )SA

- 1920 : %enggunaan AC gridsmenjadi umum

- 1940 : *irth o+ HVDC Station

Hari ini : High Voltage Dire#tCurrent ,HVDC-menjadi kun#i untuk interkoneksi

kelistrikan antar daerah

mau un negara .

Teknik Elektro )S)( /kto!er 0123



%er!andingan %en&aluran da&a listrik HVDCdan HVAC

%er!andingan teknologi HVAC dan HVDC dengan mem ertim!angkan dua hal $

2. 4ilai keekonomian dalam en&aluran listrik ,e#onomi#s o+ transmission-0. 5eunggulan teknik ,te#hni#al er+orman#e- dan 5eandalan ,relia!ilit&-

• i!ai "ee"onomian #en$a!uran energi !istri"

*ia&a transmisi listrik terdiri dari $

a.*ia&a investasi ,initial #ost-( terdiri dari $" em!e!asan tanah di!awah jaringan transmisi listrik ,Right o+ 'a&6R/'-(" tower transmisi( konduktor6isolator dan eralatan gardu induk 7 Converter

station(" erhitungan umur en&usutan kom onen listrik ,li+etime-

>> Untuk pengiriman daya listrik yang sama ukuran Tower dan ROWHVDC < HVAC !.*ia&a o erasional ,li+etime o eration #ost-( terdiri dari $

" !ia&a o erasi 7 emeliharaan #onverter station dan saluran transmisi DC(" enghemetan rugi"rugi ,losses - eralatan listrik.

>> Losses HVDC le i! ke"il dari HVAC

HVAC #sirkit tunggal$ % HVDC #HVDC

monopole$%IAC , hasa- 9 %6V hasa : #os ; << #os ;9 1( = 1(> I DC 9 %6VDC Teknik Elektro )S)( /kt 0123



%er!andingan tower HVDC dan HVAC 3115V

Teknik Elektro )S)( /kt 0123

Tower HVDC &'' (V )ipole Tower HVAC &'' (V Dou le "ir"uit

Tinggi tower % *+ m

Le ar lengan tower % ,& m

Tinggi tower %

Le ar lengan tower % ./ m



5eunggulan teknik HVDC di!anding HVAC

• %eunggu!an Te"ni" &technica! #er'ormance( dan %eanda!an &re!ia)i!it$(

*e!era a keunggulan HVDC di!anding HVAC $

a.%engontrolan &ang #e at untuk mem!atasi arus gangguan ada transmisi DC( tidakmem!utuhkan emutus tenaga ,Cir#uit *reaker- !aik ada #onverter station engirimdan mau un #onverter station enerima(

!.Interkoneksi jaringan listrik tidak menaikkan !esaran arus gangguan ,+ault level-( tidakada da&a reakti+ &ang ditrans+er(

#.Benomena si+at saluran transmisi DC &ang rangkaian tertutu ( mem!uat gangguanlistrik disuatu daerah ,sistim- tidak akan meram!at ,mengalir- ke daerah ,sistim- lain(

d.Da at melakukan interkoneksi jaringan listrik dengan +rekwensi listrik &ang !er!eda,misaln&a 31 H 7 1 H - mau un jaringan kelistrikan &ang tidak sinkron

e.Da at melakukan en&aluran listrik melalui ka!el !awah laut jarak jauh dan da&alistrik &ang !esar( unsur da&a reakti+ ,C 7 ?- ka!el da at dia!aikan jadi ertam!ahan

anjang saluran tidak menaikkan da&a reakti+.

Teknik Elektro )S)( /kt 0123



HVDC Converter station


-

-I

V

L

x x

x x

x x

xx

Rectifier Inverter

AC ACDC

Sa !ran "ran#$i#i DC

" ardu induk AC mem roduksi da&a listrik !olak"!alik ,AC-

" Da&a listrik !olak"!alik gardu induk AC dikirim ke eralatan en&earah &ang dise!utHVDC #onverter re#tiFer(

" /ut ut dari re#tiFer sudah menjadi da&a listrik searah ,DC- ditransmisikan melalui

media $ /H? mau un ka!el

" Da&a listrik searah diterima oleh eralatan en&earah &ang dise!ut HVDC #onverterinverter

" /ut ut dari inverter !eru a da&a listrik !olak !alik ,AC- dikirim ke gardu induk ACuntuk di akai dan diman+aatkan untuk konsumsi energi listrik industri atau rumahtangga



HVDC Converter station


Genis dan %emakaian HVDC $"*i ole"Mono ole

"*a#k to *a#k



Sistim Converter station *i ole


" Converter *i ole mem un&ai rangkaian 20 ulse !ridge #onverter &ang jumlahn&a 0!uah &aitu kom!inasi dua #onverter mono ole &ang di asang se#ara seri

" Saluran enghantar transmisi terdiri dari dua jenis konduktor &aitu konduktor kutu! , -dari arah re#tiFer dan konduktor kutu! ,"- dari arah inverter

" %ada saat HVDC !i ole !ero erasi maka kedua konduktor mengalirkan arus &angham ir sama ,se#ara a!solut tidak ernah sama-( selisih arus akan mengalir melalui

terminal netral ,ele#trode- ke sistim entanahan ,ground-



Sistim Converter station *i ole


5euntungan $

"Da at menghantarkan da&a listrik dua kali le!ih !esar dari nilai #onverter mono ole

"*ila terjadi gangguan disuatu ole ,mono ole-( maka 31 dari sistim &ang sehat,mono ole kedua- da at

menghantarkan 31 dari total energi listrik

"*ila terjadi gangguan ada suatu mono ole maka saluran konduktor kedua &ang tidak!ero erasi da at dialih +ungsikan se!agai konduktor arus !alik ,metalli# return-.

5erugian $ " *ia&a em!angunan #onverter le!ih mahal



Sistim Mono ole menggunakan tanah se!agai jalur!alik


" HVDC mono ole terdiri dari rangkaian ulse atau 20 ulse !ridge #onverter( da&a

listrik dari re#tiFer ke inverter mengunakan konduktor , - dan arus !alik 6ground return,"- mengalir melalui media tanah atau laut.

" Re#tiFer mau un inverter dihu!ungkan ke ground ele#trode se!agai entanahan, em!umian listrik-. Arus &ang mengalir ke round ele#trode se!esar nilai nominal &angmengalir di #onverter station

" 5euntungan $ !ia&a em!angunan saluran transmisi le!ih murah.

" 5erugian $ mengganggu saluran komunikasi( rangkaian netral tra+o ( korosi &angdilintasi jalur !alik

*iasan&a di akai se!agai taha awal untuk mem!angun#onverter t& e *i ole



Sistim Mono ole menggunakan konduktor se!agai jalur !alik,metalli# return-


" Menggunakan satu konduktor tegangan tinggi se!agai kutu! ositi , - dan konduktor

tegangan menengah se!agai kutu! negati ,"-. 5euntungan $ Tidak mengganggu sistim navigasi( kom as ( sarana komunikasi ada jalur &ang

dilintasi se!agai arus !alik

5erugian $ " Tam!ahan !ia&a untuk engadaan konduktor tegangan menegah" Rugi"rugi listrik ,losses- ada konduktor le!ih !esar



HVDC Converter station *a#k to *a#k


" Re#tiFer dan inverter !erdam ingan satu sama lain dan !erada ditem at &an g sama( jaditidak mem!utuhkan saluran transmisi dan DC Bilter

" *iasan&a didesain dengan menggunakan tegangan nominal &ang rendah( rugi"rugi listrik,losses- rendah karena tahanan dari !us!ar sangat rendah ,jarak !us!ar sangat endek-

" Di akai untuk sistim interkoneksi dua jaringan AC $ 2 Brekwensi listrik !er!eda satu sama lainn&a ,misaln&a 31 H dan 1 H -( 0 Interkoneksi listrik untuk 0 jaringan listrik &ang tidak sinkron(

@ Menjaga kesta!ilan dari 0 sistim kelistrikan dengan latar !elakang karakteristikem!angkitan &ang !er!eda



round Ele#trode


"Di akai untuk o erasi HVDC mono ole dengan menggunakan tanah se!agai jalur !alik

"%engadaan round ele#trode untuk mengurangi enggunaan konduktor se!agai jalur !alik(

"Mengurangi rugi"rugi listrik ,losses- terutama untuk saluran transmisi &ang anjang(

" round ele#trode digunakan ada kedua sisi #onverter station engirim ,re#tiFer- dan#onverter station enerima ,inverter- se!agai titik re+erensi dari deFnisi sistim tegangan ke

tanah(

" Tahanan total ground ele#trode didesain seke#il mungkin untuk mengurangi rugi"rugi listrik#onverter station dan juga untuk keandalan sistim #onverter station

" round ele#trode !iasan&a !erada ada jarak = 1 km dari #onverter station untukmen#egah ke!o#oran arus DC ke sistim entanahan #onverter station



Bungsi round ele#trode


Bungsi dari ground ele#trode $2. Mengurangi dam ak em!urukan korosi i a6metal(

0. Mengurangi dam ak !uruk gangguan navigasi6saluran komunikasi (

@. mengurangi kemungkinan terjadin&a aliran arus urutan nol ada netraltrans+ormer AC sehingga da at mengganggu eralatan gardu induk AC ketikaarus !alik ,ground return- melintasi gardu induk AC(

J. Mengurangi tegangan sentuh ,ste voltage- sehingga jalur !alik ini aman untukkeselamatan manusia(

dam ak gangguan navigasi6komunikasi se!agai lintasan &ang dilalui arus !alik,ground return-.



Genis round ele#trode


2. round ele#trode &ang terletak didaratan

round ele#trode jenis ini sangat !an&ak di akai di #onverter station( eralatan ele#trodese!agai alat em!umian ditanam di!awah tanah( !e!era a !entuk em!umian ele#trode ini $

2. Ele#trode &ang !er!entuk lurus ,straight-0. Ele#trode !er!entuk lingkaran ,ring-@. Ele#trode !entuk !intang ,star-J. Ele#trode !er!entuk #a!ang ,!ran#hed star-



Contoh am!ar round ele#trode di daratan


5eterangan $"" Diameter lingkaran 9 311 m" 5edalaman ele#trode ke usat enanaman 9 3 m" Dimensi dasar tem at enanaman Ele#trode ,#oke- 91(3 m : 1(3 m" )kuran konduktor ele#trode 9 1(J #m



Contoh am!ar round ele#trode di inggirantai


5eterangan $""Dengan mem!umikan ele#trode antar tanah dan laut maka ele#trode mem un&ai duatahanan jenis $ tanah dan laut(

"Air laut mem un&ai tahanan &ang le!ih rendah dari tahanan tanah maka se#arakeseluruhan tahanan ground ele#trode dihara kan menjadi ke#il.

"ele#trode &ang di asang di inggir antai mem un&ai nilai &ang le!ih ke#il di!anding



Review Single ?ine Diagram ConverterStation


am!ar $ Single line diagram HVDC Re#tiFer



%enjelasan Single ?ine Diagram ConverterStation


2. AC Harmoni#s Bilter $

*er+ungsi untuk meredan harmoni#s &ang terjadi ada jaringan sistim AC dan jugamensu lai da&a reakti+ &ang

di!utuhkan oleh jaringan AC dan #onverter valve 0. Valve $ Saklar ,swit#h- untuk mengkonversi da&a !olak !alik ,AC- menjadi searah ,re#tiFer- atauda&a searah DC menjadi

!olak !alik ,inverter- @. Smoothing Rea#tor $ a Mem!uat gelom!ang arus le!ih mulus ,ri le- dan teta ada se#ara kontinu adasaat !e!an jaringan rendah

! Mem!atasi un#ak gelom!ang ,#rest- di re#tiFer ada saat terjadi hu!ung singkat,short #ir#uit- di jaringan DC. # Meredam kenaikan arus di valve ketika terjadi !& ass valve ada saat terjadi

hu!ung singkat di jaringan DC

J. DC Harmoni#s Bilter $ *er+ungsi untuk meredam harmoni#s &ang terjadi ada jaringan DC



%enjelasan Single ?ine Diagram ConverterStation


3. High S eed 4*S ,High s eed 4eutral *us Swit#h- $ %emutus tenaga ,#ir#uit !reaker- dalam o erasi normal !iasan&a dalam keadaan tertutu,normall& #losed- !er+ungsi

untuk men&alurkan arus ke sistim entanahan ketika valve mengalami gangguan(sehingga valve &ang tidak

terganggu ,sehat- teta da at men&alurkan da&a listrik.

K. High s eed 4* S ,High s eed 4eutral *us round Swit#h- $

%emutus tenaga ,#ir#uit !reaker- dalam o erasi normal !iasan&a dalam keadaan ter!uka,normall& o en-( !ila !reaker ditutu ( arus akan mengalir dari netral #onverter station ke sistim entanahan denganmengalirkan arus ke tanah

maka !reaker mem!uat arus &ang mengalir diantara kedua ole selalu seim!ang adasaat !ero erasi.

. RTS , round Return Trans+er Swit#h- $ %emutus tenaga ,#ir#uit !reaker- dalam o erasi normal !iasan&a dalam keadaan ter!uka,normall& o en-( !reaker ini !er+ungsi se!agai o erasi swit#hing dalam enggunaan tanah ,ground- atau konduktor,metalli#- se!agai enghantar !alik ketika #onverter station !ero erasi se!agai mono ole. >. MRT* ,Metalli# Return Trans+er Swit#h-$

%emutus tenaga ,#ir#uit !reaker- dalam o erasi normal !iasan&a dalam keadaan ter!uka,normall& o en-( !reaker ini



Harmoni#s dan AC Bilters

Teknik Elektro )S)( /kt o!er0123

AC Harmoni#s Bilter $

*er+ungsi untuk meredan harmoni#s &ang terjadi ada jaringan sistim AC dan jugamensu lai da&a reakti+ &ang

di!utuhkan oleh jaringan AC dan #onverter valve

Harmoni#s ada dasarn&a meru akan gangguan ada jaringan kelistrikan.

Harmoni#s di!angkitkan oleh jaringan AC dan HVDC #onverter station( kenaikan nilaiharmoni#s ada suatu jaringan kelistrikan akan menim!ulkan gangguan tegangan dan arus.

Sum!er Harmoni#s $

"%ower Converter ada HVDC dan th&ristor"%eralatan industri( mesin traksi ,tra#tion-"%eralatan rumah tangga

A#uan limit harmoni#s selalu mem erhitungkan 0 hal di!awah ini $

" angguan ,distorsi- &ang terjadi ada gelom!ang tegangan" angguan ,distorsi- &ang terjadi ada gelom!ang arus





E+ek negati dari Harmoni#s $

"5enaikan rugi"rugi listrik ,losses- ada generator dan AC Bilter

"/vervoltage karena adan&a resonansi

" angguan sistim komunikasi +rekwensi tinggi

"5etidak sta!ilan ada kontrol sistim

"Inter+erensi dengan saluran telekomunikasi

angguan harmoni#s ada sistim kelistrikan da at di!agi menjadi 0 !agian $"Harmoni#s karakteristik dan

" Harmoni#s 4on"5arakteristik

2.Harmoni#s karakteristik $ " Adalah rinsi em!angkitan harmoni#s &ang terjadi ada jaringan listrik &ang!ero erasi se#ara normal !aik untuk

kondisi tegangan seim!ang( jaringan hasa &ang simetris mau un kondisi normalo erasi lainn&a.

" %ada HVDC harmoni#s karakteristik terjadi se#ara alamiah aki!at engo erasian#onverter station !aik untuk rangkaian ulse #onverter station mau un untuk 20 ulse #onverter station




Teknik Elektro )S)( /kto!er0123

0. Harmoni#s 4on"5arakteristik $

" *e!an &ang tidak seim!ang di sistim kelistrikan mem!angkitkan gangguan harmoni#s&ang dinamakan harmoni#s non"karakteristik. %en&e!a! terjadin&a karakteristik non harmoni#s $"%engo erasi Converter trans+ormer tidak seim!ang

"Sudut en&alaan valve tidak seim!ang ,Biring angle as&mmetr&-

" Tegangan AC &ang tidak seim!ang ,negative hase seLuen#e- dan distorsi

"Inter harmoni#s



AC Bilters


AC Bilter

AC Flter mem un&ai 0 +ungsi $2. Mengurangi harmoni#s0. Mensu lai rea#tive ower

Rea#tive ower &ang di su lai oleh AC Flter ini digunakan untuk memenuhi ke!utuhanrea#tive ower ada saat engo erasian #onverter valve dan ke!utuhan jaringan sistim ACAda !e!era a kom onen eralatan AC Flter $

5a asitorReaktor6InduktorResistor ,tahanan-Surge Arrester%engukur arus ,Current trans+ormer-



AC Bilters


AC Bilter

AC Flter mem un&ai 0 +ungsi $2. Mengurangi harmoni#s0. Mensu lai rea#tive ower

Rea#tive ower &ang di su lai oleh AC Flter ini digunakan untuk memenuhi ke!utuhanrea#tive ower ada saat engo erasian #onverter valve dan ke!utuhan jaringan sistim ACAda !e!era a kom onen eralatan AC Flter $

5a asitorReaktor6InduktorResistor ,tahanan-Surge Arrester%engukur arus ,Current trans+ormer-

)njuk kerja ,%er+orman#e- AC Bilter $

)njuk kerja , er+orman#e- AC Bilter !iasan&a diukur !erdasarkan kriteria $" angguan ,distorsi- tegangan(

" angguan ,inter+erensi- tele hone dan

" angguan ,distorsi- arus harmoni#s.



AC Bilters


T& e AC Bilter

%ada enggunaan sistim HVDC maka dikenal ada 0 t& e Flter( &aitu $2.A#tive Flter0.%assive Flter A#tive Flter sangat jarang digunakan( HVDC hingga saat ini han&a menggunakan assiveFlter

%assive AC Bilter da at di!agi menjadi 0 !agian $2 Tuned Bilter atau *and ass Bilter0 Dam ed Bilter

Tuned Flter terdiri dari @ jenis $2.Single tuned Flter0.Dou!le tuned [email protected] le tuned Flter



AC Bilters $ Single Tuned


Single tuned Flter



AC Bilters $ Dou!le Tuned


Dou!le tuned Flter



AC Bilters $ Tri le Tuned


Tri le tuned Flter

workshop review hvdc imte usu 08 oct

Documents