Apa yang menyebabkan harmonisa dalam sistem listrik

Harmonik dalam sistem listrik disebabkan oleh beban non-linier yang menghasilkan gelombang arus atau tegangan non-sinusoidal dalam sistem arus bolak-balik. Harmonik adalah komponen gelombang sinus dengan kelipatan frekuensi selain frekuensi dasar. Berikut ini adalah beberapa penyebab utama harmonik dalam sistem listrik:

Beban non-linier

Beban non-linier adalah beban di mana arus tidak berhubungan secara linier dengan tegangan. Jenis beban ini umum dalam sistem tenaga, dan sumber utamanya termasuk:

• Rektifier: Perangkat yang digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, seperti adaptor daya, konverter frekuensi, dll.

• Sumber daya pengaturan: Sumber daya yang umum digunakan dalam peralatan elektronik modern, seperti sumber daya komputer, pengisi daya ponsel, dll.

• Inverter: Perangkat yang digunakan untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik, biasanya ditemukan dalam sistem fotovoltaik surya, stasiun pengisian kendaraan listrik, dll.

• Penggerak frekuensi variabel: perangkat yang digunakan untuk mengontrol kecepatan motor, luas digunakan di bidang otomasi industri.

• Mesin las busur: Arus non-linier dihasilkan selama proses pengelasan.

• Lampu pelepas gas: seperti lampu neon, lampu natrium tekanan tinggi, dll., akan menghasilkan harmonik selama start-up dan operasi.

Peralatan elektronika daya

Peralatan elektronika daya yang luas digunakan dalam sistem tenaga modern juga merupakan sumber penting harmonik:

• Konverter frekuensi: digunakan untuk mengontrol kecepatan dan torsi motor AC, prinsip kerjanya akan menghasilkan harmonik.

• UPS (Uninterruptible Power Supply): Harmonik dihasilkan ketika beralih ke mode bertenaga baterai.

• Konverter: Perangkat yang digunakan untuk mengubah frekuensi arus bolak-balik, seperti konverter yang digunakan dalam pembangkitan tenaga angin.

Motor dan transformator

Bahkan dalam motor dan transformator tradisional, mungkin terjadi sedikit harmonik karena alasan seperti efek jenuh magnet:

• Motor: Terutama pada fase start-up, harmonik mungkin dihasilkan karena pengaruh kurva magnetisasi non-linier.

• Transformator: Ketika transformator bekerja di area jenuh, ia juga akan menghasilkan harmonik.

Masalah dengan jaringan itu sendiri

• Beban tidak seimbang: Beban tidak seimbang dalam sistem tiga fasa dapat menyebabkan arus netral mengandung harmonik.

• Transmisi jarak jauh: Dalam proses transmisi jarak jauh, efek induktansi dan kapasitansi garis dapat menyebabkan amplifikasi harmonik.

Faktor lain

• Penuaan peralatan tenaga: Peralatan tenaga lama mungkin menghasilkan harmonik tambahan karena degradasi komponen internal.

• Kekurangan desain: Sistem tenaga yang dirancang buruk dapat menyebabkan amplifikasi atau generasi harmonik.

Efek harmonik

Harmonik dapat menyebabkan berbagai efek negatif pada sistem tenaga, termasuk tetapi tidak terbatas pada:

• Peningkatan kerugian peralatan: Harmonik dapat menyebabkan kerugian tambahan pada motor, transformator, dan peralatan lainnya, mempersingkat masa pakai.

• Mengurangi efisiensi sistem: Harmonik dapat mengurangi efisiensi sistem dan meningkatkan konsumsi energi.

• Mempengaruhi akurasi pengukuran: Harmonik akan mengganggu akurasi pengukuran meter energi, mengakibatkan perhitungan biaya listrik yang salah.

• Gangguan pada sistem komunikasi: Harmonik akan menyebabkan gangguan pada sistem komunikasi dan mempengaruhi kualitas transmisi sinyal.

• Memicu resonansi: Dalam beberapa kasus, harmonik dapat meresonansi dengan induktor dan kapasitor dalam sistem, menyebabkan masalah kualitas tenaga yang serius.

Tindakan penekanan harmonik

Untuk mengurangi dampak harmonik, biasanya diambil tindakan berikut:

• Filter: Pasang filter pasif atau aktif untuk menyerap atau menetralkan harmonik.

• Tingkatkan induktansi beban: Dengan meningkatkan induktansi beban untuk menekan harmonik.

• Perbaiki karakteristik beban: Gunakan beban dengan konten harmonik rendah, seperti rektifier tiga fasa daripada rektifier satu fasa.

• Kompensasi reaktif dinamis: Gunakan peralatan seperti SVG (generator reaktif statis) untuk kompensasi reaktif dinamis.

Kesimpulan

Harmonik dalam sistem listrik sebagian besar disebabkan oleh beban non-linier, seperti rektifier, sumber daya pengaturan, inverter, penggerak frekuensi variabel, dll. Harmonik dapat mempengaruhi kinerja dan keandalan sistem tenaga secara negatif, sehingga perlu diambil tindakan yang tepat untuk menekan atau menghilangkan harmonik.