UPS secara Teoritis

Uninterruptable Power Supply (UPS)                                           

A.    Pengertian UPS

UPS (Uninterruptable Power Supply) adalah suatu alat yang berfungsi sebagai buffer antara power supply dengan peralatan elektronik yang digunakan seperti komputer, printer, kontaktor. Bila ada gangguan, atau dengan kata lain suplai daya terputus, maka UPS akan segera bekerja dalam waktu secepat mungkin sehingga peralatan elektronik tidak mengalami kerusakan. Dalam hal ini UPS berfungsi sebagai supply daya baru (backup darisupply daya utama).

B.     Bagian Utama UPS

Komponen penyusun utama dari sistem UPS tersebut antara lain :

1.      Battery

Sebagai penyimpan energi listrik dimana prosesnya melalui reaksi kimiawi (elektro-kimia)

2.      Rectifier

Berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi DC dari supply daya untuk mengisi battery.

3.      Inverter

Berfungsi untuk mengubah tegangan DC menjadi AC ke peralatan yang dilindungi oleh UPS.

C.    Fungsi UPS

 UPS memiliki beberapa fungsi, diantaranya :

       1. Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama (PLN).

       2. Memberikan kesempatan waktu yang cukup kepada kita untuk segera menghidupkan Genset sebagai pengganti PLN.

      3. Memberikan kesempatan waktu yang cukup kepada kita untuk segera melakukan back up data dan mengamankan Operating System (OS) dengan melakukan shutdown sesuai prosedur ketika listrik utama (PLN) padam.

     4. UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input.

     5. UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap dirinya sendiri sehingga memudahkan pengguna untuk mengantisipasi jika akan terjadi gangguan terhadap sistem.

   D.    Cara Kerja Alat

Setiap jenis cara kerja UPS terdiri dari normal mode, stored-energy mode, bypass mode

1.  Normal Mode

Beban disuplai oleh energi utama (tegangan input) melalui koneksi pararel antara daya input dan dari inverter. Inverter berfungsi menyediakan daya output dan/atau pengisian baterei.frekuensi output sesuai dengan frekuensi input .

2. Stored Energy Mode

Ketika energi input tidak ada atau diluar toleransi UPS maka baterai dan inverter akan mensupply daya untuk beban. Saklar memutus hubungan dengan daya input dan menghubungkan dengan inverter. UPS menjalankan mode ini dalam waktu yang terbatas (stored energy time), atau sampai ketika daya input dihubungkan kembali ke UPS.

3. Bypass mode

Mode ini dijalankan ketika ada suatu masalah (trouble) pada komponen UPS. Daya input UPS akan langsung dijadikan daya output UPS. Prinsip kerjanya mirip dengan normal mode.

E.    Macam – Macam UPS

1.      Off-Line UPS

Jenis UPS ini memiliki ciri dimana switch yang terdapat pada rangkaiannya pada keadaan biasa menghubungkan antara supply tegangan utama dengan beban (peralatan) di mana pada saat yang sama battery di-charge oleh rectifier dan inveter dalam keadaan stand-by , pada saat supply tegangan utama terganggu maka switch dihubungkan dengan inverter untuk menyuplai beban. UPS jenis ini merupakan UPS paling murah diantara jenis UPS yang lain, karena komponen rectifier dan inverter memiliki rangkaian tidak terlalu kompleks.

Kelemahan dari jenis ini adalah terdapat delay waktu pada saat perpindahan switch sehingga dapat mempengaruhi tegangan yang ada pada beban, maka perlu adanya sinkronisasi antara tegangan inverter dan supply utama.

2.      On-Line UPS

Jenis UPS ini memiliki ciri dimana switch pada keadaan biasa menghubungkan supply tegangan utama dengan rectifier yang mengisi battery dan menyuplai inverter dimana inverter juga menyuplai beban secara kontinyu. Pada saat supply tegangan utama terganggu maka beban disupplsy oleh battery melalui inverter sedangkan posisi switch tidak berubah, posisi switch berubah jika inverter mengalami kerusakan sehingga beban langsung disupply oleh supply tegangan utama. Jenis ini lebih mahal daripada yang pertama karena inverternya harus baik.

Sedangkan kelemahannya adalah pada inverter karena jika inverter beroperasi secara terus menerus maka tidak menutup kemungkinan akan memperpendek umur dari inverter itu sendiri.

3.      Line Interactive UPS

Pada jenis ini, UPS menggunakan sisitem bi-directionalinverter sehingga battery di-charge oleh inverter bi-directional,dimana inverter selalu terhubung dengan beban dan supply tegangan utama secara paralel sedangkan switch terletak pada saluran utama tidak terhubung langsung dengan beban. Pada saat supply tegangan utama terganggu maka switch dilepas dan inverter mencatu beban tanpa terputus. Jenis ini juga memerlukan sisitem kontrol yang kompleks, karena inverternya bekerja secara bi-directional.

http://elektro-industri10.blogspot.com/

Read More

Static Var Compensator (SVC)

Static Var Compensator (SVC)  

A.    Pengertian dan Fungsi SVC

Suatu rangkaian yang digunakan untuk memperbaiki kualitas listrik  sehingga kerugian kerugian yang diakibatkan dari kurangnya kualitas listrik dapat di kurangi. Fluktuasi faktor daya dapat diatasi dengan peralatan Static Var Compensator (SVC) tipe FC-TCR agar menjadi lebih rata dan konstan. 

Static Var Compensator (SVC) adalah komponen FACTS dengan hubungan paralel, yang fungsi utamanya untuk mengatur tegangan pada bus tertentu dengan cara mengontrol besaran reaktansi ekivalen. Dari sudut pandang operasional, SVC bekerja seperti reaktansi variabel shunt, yang bisa menghasilkan atau menyerap daya reaktif untuk mengatur besarnya tegangan pada titik sambungan ke jaringan AC. Dalam bentuk yang paling sederhana, SVC terdiri dari komponen fixed capacitor(FC) yang terhubung paralel dengan thyristorcontrolled reactor (TCR).  

Kontrol sudut penyalaan thyristor memungkinkan SVC untuk memiliki kecepatan respon yang hampir seketika. Hal ini digunakan secara luas untuk menyalurkan daya reaktif dan menyediakan support regulasi tegangan dengan cepat. Selain itu SVC juga dipakai untuk meningkatkan batas stabilitas sistem dan mengu- rangi osilasi daya.

Static Var Compensator dirangkai dengan menghubungkan Filter Harmonic secara paralel dengan TCR. Menyediakan filter daya reaktif kapasitif yang sebagian mengimbangi daya reaktif induktif disediakan oleh TCR.

Untuk mengimbangi beban maka kapasitor pada fixed capacitors dibuat besar melebihi kapasitas daya reaktif yang dihasilkan oleh beban EAF. Ini dikarenakan parameter yang diubah dan fleksibel adalah keluaran daya reaktif pada TCR dengan menyesuaikan besar daya reaktif yang dikeluarkan oleh beban EAF. Karena TCR juga menghasilkan harmonik yang dapat mengganggu kualitas listrik, maka fixed capasitor  yang berguna untuk meredam gangguan harmonik tersebut. Dengan kata lain TCR dan Fixed Capacitors saling membantu dalam menjaga kualitas listrik, Fixed Capacitors yang dalam hal ini dibantu oleh TCR dengan mengatur sudut penyulutan untuk memabangkitkan daya reaktif agar daya tidak bersifat kapasitif dan berfungsi untuk menjaga faktor daya agar tetap mendekati 1 (Cos θ =1). Pengaturan sudut penyalaan ini bersifat otomatis dan bergerak sangat cepat mengikuti perubahan kapasitas beban yang ada atau yang digunakan. 

Ø  Sistem kompensasi memiliki kegunaan antara lain :

•     Menstabilkan Tegangan    

Fluktuasi tegangan dapat dikurangi dengan rangkaian thyristor dan kapasitor

•     Mengurangi Flicker

Flicker dapat dikurangi dengan rangkaian thyristor dan kapasitor

•     Memperbaiki Faktor Daya

Rangkaian filter penghasil daya reaktif  kapasitif. Sehingga dapat digunakan untuk koreksi faktor daya

•      Mengurangi Harmonic

Harmonic dapat dikurangi dengan rangkaian filter

•      Menyeimbangkan Beban  

Unbalance dapat disimetrikan dengan rangakaian thyristor

B.     Cara Kerja SVC

SVC merupakan peralatan yang mampu bekerja dengan menyerap atau menghasilkan arus reaktif yang terkontrol dengan cara menyerap daya reaktif dari sistem atau menghasilkan daya reaktif untuk sistem. Ketika tegangan sistem rendah SVC menghasilkan daya reaktif (SVC kapasitif) namun ketika tegangan sistem tinggi SVC menyerap daya reaktif (SVC induktif).

SVC ini berfungsi untuk menyuntikkan atau menyerap daya reaktif statis yang terkendali dan dihubungkan paralel yang mempunyai keluaran (output) yang bervariasi untuk mempertahankan atau mengontrol variabel tertentu pada sistem tenaga listrik, terutama tegangan bus. SVC terdiri dari TCR (Thyristor Controlled Reactor), TCS (Thyristor Capasitor Switched) dan filter. Filter berfungsi untuk mengatasi besarnya harmonisa yang dihasilkan oleh TCR.

Peralatan Static VAR Compensator (SVC) digunakan untuk mengkompensasi daya reaktif. SVC juga terdiri dari kapasitor, reaktor dan thyristor. Prinsip kerja Static VAR Compensator (SVC) yaitu dengan cara mengatur sudut penyalaan thyristor, sehingga dapat mengatur keluaran daya reaktif dari SVC dan besarnya arus reaktor. Arus yang diterima oleh kompensator daya reaktif statis ( SVC ) merupakan penjumlahan dari arus kapasitor dan arus reactor. Besarnya arus kapasitor tetap, yang dirubah adalah besarnya nilai reactor yang tepat arus yang diterima oleh kompensator daya reaktif statis dapat divariasikan dari kapasitif hingga induktif. Nilai tegangan sistem merupakan input bagi pengendali, yang kemudian akan mengatur sudut penyalaan thyristor. Dengan demikian Static VAR Compensator (SVC) akan memberikan kompensasi daya reaktif maupun mengambil daya reaktif yang sesuai dengan kebutuhan sistem.Gambar dibawah ini menunjukan Static VAR Compensator Sistem.

http://elektro-industri10.blogspot.com/

Read More

Jurnal Internasional

Tria Tiara Putra | 7311040010

Fera Erawati      | 7311040011

Single Phase Automatic Voltage Regulator

Design for Synchronous Generator

M. Rabiul Alam, Rajib Baran Roy, S.M. Jahangir Alam, Dewan Juel Rahman

Automatic Voltage Regulator (AVR) secara luas digunakan dalam aplikasi industri yang berguna untuk mendapatkan stabilitas yang baik dari macam – macam jenis peralatan listrik yang berbeda.  Pada jurnal ini, secara umum adalah membahas suatu desain Automatic Voltage Regulator (AVR) satu fasa yang berguna untuk mengatur sistem eksitasi pada generator sinkron. Untuk mengontrol sistem eksitasi tersebut digunakan SCR (Silicon Controlled Rectifier).

Sebelum membahas tentang AVR lebih jauh, maka perlu diketahui tentang prinsip kerja generator sinkron dan hubungannya dengan AVR. Adapun prinsip kerja dari generator sinkron secara umum adalah sebagai berikut :

1.      Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan. Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap waktu adalah tetap.

2.      Penggerak mula (Prime Mover) yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada kecepatan nominalnya.

3.      Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan pada rotor, akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar yang terletak di stator akan dihasilkan fluks magnetic yang berubah-ubah besarnya terhadap waktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan tersebut,

Pembangkitan GGL induksi pada generator sinkron membutuhkan arus penguatan (eksitasi) untuk menimbulkan fluksi magnetik pada kutub-kutub medan generator yang terletak pada rotor. Sistem penguatan (excitation) menentukan kestabilan tegangan yang dihasilkan oleh generator. Sehingga pada generator sinkron dibutuhkan suatu pengendali tegangan secara otomatis, yaitu Automatic Voltage Regulator (AVR).

Automatic Voltage Regulator (AVR) ini memiliki prinsip sebagai pengatur tegangan secara otomatis pada Generator Sinkron . Pengatur tegangan yang dimaksud adalah  mampu memberikan tegangan output yang relatif konstan, sementara itu tegangan input dan beban berubah - ubah dari waktu ke waktu.

Sebuah alat pengatur tegangan secara umum tersusun dari beberapa bagian penting, diantaranya :

1.    Static voltage stabilizer

Sebagian besar pengatur tegangan memiliki transformator yang memiliki bermacam – macam tap dan rangkaian kontrol yang berfungsi untuk mengontrol input supply dan output pada transformator.

2.    Servo voltage stabilizer

Bagian ini tersusun atas buck-boost transformer, motor pengatur variable transformator, dan rangkaian kontrol.

3.    Types of regulating unit

Alat ini berfungsi sebagai pengatur mengontrol satuan ukur yang digunakan pada alat pengatur tegangan

4.    AC Voltage Controller

Pada bagian ini terdapat sebuah thyristor yang berfungsi untuk pengatur nilai tegangan tegangan AC yang digunakan. Kontrol ini dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu kontrol satu fasa dan kontrol tiga fasa.

5.    On-off control

Berfungsi untuk pengatur on-off pada rangkaian thyristor

6.    Phase control

Berfungsi untuk pengatur sudut penyalaan pada thyristor

7.    DC drives

Sebagai pengatur AC-DC converter yang dapat digunakan untuk memperbaiki faktor daya dan mengurangi harmonisa.

Automatic Voltage Regulator (AVR) terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian pengukuran (measuring unit) dan bagian regulator/pengatur (regulating unit). Fungsi unit pengukuran adalah untuk mendeteksi perubahan pada tegangan input atau output AVR dan menghasilkan sinyal untuk mengoperasikan bagian pengatur (regulating unit). Sedangkan tujuan dari unit pengatur (regulating unit) adalah untuk menentukan sinyal minimum dari bagian pengukuranan seperti cara memperbaiki tegangan output dari regulator untuk ditetapkan nilainya. Akan tetapi, dalam beberapa kasus, ada sebuah bagian tambahan yang dibutuhkan untuk mengontrol unit pengatur , yaitu bagian kontrol (controlling unit).

Pada pembahasan jurnal ini, Automatic Voltage Regulator (AVR) dirancang untuk mengontrol sistem eksitasi pada generator sinkron. AVR dihubungkan dengan belitan utama stator dan belitan medan eksitasi yang terangkai close loop yang berfungsi untuk mengontrol tegangan output. Pada desain ini, trigger untuk sinkronisasi berasal dari trafo isolasi dengan frekuensi 50 Hz dan berupa gelombang sinus murni. Sedangkan untuk meghasilkan sudut penyalaan pada SCR, dibutuhkan suatu comparator amplifier untuk membandingkan sinyal output dari output amplifier. Selama periode sudut penyalaan, rangkaian electronic digabungkan dengan astabil multivibrator yang berfungsi untuk memberikan gelombang yang dapat mengurangi losses switching pada Thyristor. Dengan gelombang tersebut, converter yang tersusun atas SCR dapat digunakan secara maksimal untuk mengontrol beban. Pada AVR ini, terdapat beberapa range tegangan yang dapat dipilih secara otomatis untuk eksitasi pada generator sinkron. 

Dalam merancang AVR satu fasa untuk generator sinkron, perlu diperhatikan tentang hal – hal berikut :

1.      Excitation control system

Eksitasi diberikan melalui slip ring dan sikat dengan cara generator DC dipasang pada poros yang sama dengan rotor dari mesin sinkron. Namun pada sistem eksitasi modern, eksitasi diberikan menggunakan Generator AC dengan rectifier yang ikut berputar atau sering disebut brush-less excitation. Sistem eksitasi memiliki dua fungsi utama, yaitu menghasilkan tegangan DC yang berfungsi untuk menghasilkan arus agar mengalir di kumparan medan Generator.

2.      Self-excitation control system atau electronic main exciter.

Sebuah exciter elektronik pada dasarnya terdiri dari penyearah diode  yang memiliki sumber daya AC.

3.      Power factor and armature current control

Pengurangan eksitasi dapat menyebabkan perubahan pada arus fasor menjadi lagging atau leading serta perubahan pada power factor. Sehingga diperlukan bagian yang berfungsi untuk mengontrol power factor dan arus jangkar.

4.      Generator-type automatic voltage regulator

Generator-type automatic voltage regulator adalah perangkat kontrol yang secara otomatis mengatur tegangan pada exciter dari alternator, dan berfungsi untuk menjaga tegangan output agar konstan dalam batas-batas yang telah ditentukan.

Sehingga membangkitkan eksitasi pada generator sinkron dengan AVR memiliki beberapa keuntungan, diantaranya generator akan memiliki tegangan output yang tetap sementara tegangan input berubah – ubah atau tidak stbil. AVR pada jurnal ini dirancang untuk beban  mengontrol medan alternator pada beban 10KVA.

http://elektro-industri10.blogspot.com/

Read More