Ukuran Kapasitor Bank Untuk Mengatasi Hadirnya Arus Harmonik

            Usai sudah sobat pesta demokrasi Pilpres 2014 yang telah dilaksanakan pada tanggal 9 Juli 2014, waluapun sudah usai namun masih menyisahkan masalah bagi kedua pasang capres-cawapres kita. Kedua-duanya saling mengklaim bahwa dirinyalah yang menang berdasarkan quick count lembaga survey pendukung masing-masing capres-cawapres dan disiarkan oleh stasiun televisi nasional yang juga pendukung masing-masing capres-cawapres. Rupanya kekuatan kedua kubu pasang capres-cawapres sama-sama kuat dan boleh dibilang hampir seimbang, jadi sekarang penentu terakhir siapa pemenangnya ada dua lembaga yaitu KPU dan MK. Kalau keputusan KPU bisa dipastikan akan diumumkan pada tanggal 22 Juli 2014, lalu apabila salah satu pasang capres-cawapres yang kalah menggugat ke MK, sampai kapan lagi rakyat harus menunggu Presiden dan Wakil Presiden yang baru, sementara jabatan Presiden dan Wakil Presiden yang lama tinggal menghitung hari !!!

          Itulah sobat yang menjadi permasalahan dalam Pilpres tahun 2014 kali ini. menurut pengamatan pemulis, tapi urusan itu biar elit-elit politik saja yang mengurusnya, sementara kita mengurus urusan kita masing-masing. Ngomong-ngomong soal urusan sekarang tibalah gilirannya kita mengurusi tentang pokok bahasan kapasitor bank MV yang hingga kini belum kelar-kelar. Pada pertemuan kali ini kita akan membahas tentang sub pokok bahasan yang kesebelas yaitu tentang Ukuran Kapasitor Bank Untuk Mengatasi Hadirnya Arus Harmonik, untuk lebih jelasnya simak dan pahami uraian berikut ini.

          Impedansi dari kapasitor bank zc = 1/cw akan menurun jika frekuensi jaringan listrik meningkat. Kapasitor menjamin berkurangnya tahanan terhadap arus listrik yang mengalir dengan frekuensi lain selain frekuensi utama, dan kapasitor juga menyerap arus harmonik. Semua koneksi diantara kapasitor dan jaringan listrik (kabel, saluran penghantar dan perangkat lainnya), harus berukuran lebih besar atau sekurang-kurangnya 1,43 Ic, yang merupakan arus kapasitor pada frekuensi 50 Hz.

          Kapasitor bukan merupakan pembangkit (generator) harmonik, namun ketika jaringan mengandung harmonik, kehadiran sebuah kapasitor akan memperkuat harmonik tertentu sampai batas tertentu. Resonansi memunculkan frekuensi yang tergantung pada impedansi jaringan (atau daya hubung singkat). Peringkat frekuensi alami harus sama dengan : √Scc/Q 

dimana, Scc = Arus listrik hubung singkat dalam KVA,

        Q = Daya reakatif kapasitor bank dalam KVAR.

           

          Semakin mendekati √Scc/Q yang merupakan salah satu dari arus harmonik peringkat ke n yang dihasilkan, akan semakin tinggi resonansi. Arus lebih (overcurrent) yang dihasilkan akan menyebabkan panas berlebihan (overheating) dan penuaan dini pada kapasitor bank. Solusi untuk mengurangi hambatan akibat arus harmonik antara lain adalah dengan :

- Membesarkan ukuran (oversizing) tegangan kapasitor,

- Menggunakan reaktor detuning yang terkait dengan kapasitor (pembesaran tegangan).

          

          Reaktor detuning yang terhubung serie dengan kapasitor yang terpilih dalam perakitan diset pada frekuensi 215 Hz. Hal ini untuk mengurangi kedua tegangan harmonik baik pada terminal kapasitor maupun pada beban lebih yang mengalir melalui kapasitor, yaitu dengan cara :

- Biarkan menjadi daya total (Gh) pada perangkat pembangkit harmonik (seperti konverter statis, UPS, pemutar kecepatan variabel) dan daya arus hubung singkat (Scc) pada jaringan,

- Jika Gh < Scc/120, berarti tidak ada tindakan pencegahan khusus yang harus diambil (kapasitor standar),

- Jika Scc/120 < Gh < Scc/70, berarti tegangan kapasitor harus ditingkatkan sebesar 10%,

- Jika Gh > Scc/70, berarti tegangan kapasitor ditingkatkan sebesar 10% dan ditambah reaktor detuning.

          Masalah lain yang terkait dengan kehadiran harmonik antara lain adalah tingkat distorsi dalam jaringan. Otoritas distribusi daya listrik diperbolehkan membatasi laju tingkat distorsi pada titik pengiriman hingga batas tertentu, sevagai contoh di negara Perancis, D < 1,6% (U2n/U1 < 0,6% dan U2n + 1/U1 < 1%). Distorsi dibatasi pada 4% atau 5% dari transformator hilir. Jika nilai-nilai tersebut tidak dapat dicapai, maka harus menggunakan filter. Filter ini harus disesuaikan dengan keberadaan harmonik utama, yaitu dengan menghitung penyerapan arus harmonik dan juga kompensasi daya reaktif dalam jaringan. Layanan teknis yang disediakan oleh pabrik pembuatnya biasanya dilengkapi dengan fasilitas komputer berkinerja tinggi untuk melakukan perhitungan yang diperlukan dalam menentukan filter berdasarkan karakteristik jaringan.  

Contoh : 

          Layout instalasi filtering pada jaringan 10 KV, dengan rolling mill, seperti ditunjukan pada gambar 15 di bawah ini, meningkatkan Cos φ dari 0,8 ke 0,95. Sedangkan tingkat distorsi akhir pada jaringan 90 KV adalah sebesar 1%. 

Gambar 15  Diagram instalasi filtering untuk mengatasi arus harmonik