Apa itu Static VAR Compensator (SVC)? Rangkaian & Operasi dalam Koreksi PF

Apa itu Static VAR Compensator (SVC)?

Static VAR Compensator (SVC), juga dikenal sebagai Static Reactive Compensator, adalah perangkat kritis untuk meningkatkan faktor daya dalam sistem tenaga listrik. Sebagai jenis peralatan kompensasi reaktif statis, ia menyuntikkan atau menyerap daya reaktif untuk mempertahankan tingkat tegangan optimal, memastikan operasi jaringan yang stabil.

Sebagai bagian integral dari Sistem Transmisi AC Fleksibel (FACTS), SVC terdiri dari bank kapasitor dan reaktor yang dikendalikan oleh elektronika daya seperti tiristor atau Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT). Elektronika ini memungkinkan perubahan cepat kapasitor dan reaktor untuk menyuntikkan atau menyerap daya reaktif sesuai kebutuhan. Sistem kontrol SVC secara terus-menerus memantau tegangan dan arus sistem, menyesuaikan output daya reaktif perangkat secara real time untuk mengimbangi fluktuasi.

SVC utamanya mengatasi variasi daya reaktif yang disebabkan oleh permintaan beban yang berfluktuasi atau pembangkitan intermiten (misalnya, angin atau tenaga surya). Dengan menyuntikkan atau menyerap daya reaktif secara dinamis, mereka menstabilkan tegangan dan faktor daya pada titik sambungan, memastikan pengiriman daya yang andal dan mengurangi masalah seperti penurunan atau lonjakan tegangan.

Konstruksi SVC

Static VAR Compensator (SVC) biasanya terdiri dari komponen-komponen kunci termasuk Thyristor-Controlled Reactor (TCR), Thyristor-Switched Capacitor (TSC), filter, sistem kontrol, dan perangkat bantu, seperti diuraikan di bawah ini:

Thyristor-Controlled Reactor (TCR)

TCR adalah induktor yang dihubungkan paralel dengan jalur transmisi daya, diatur oleh perangkat tiristor untuk mengontrol daya reaktif induktif. Ini memungkinkan penyesuaian kontinu penyerapan daya reaktif dengan mengubah sudut penyalaan tiristor.

Thyristor-Switched Capacitor (TSC)

TSC adalah bank kapasitor yang juga dihubungkan paralel dengan jaringan, dikendalikan oleh tiristor untuk mengatur daya reaktif kapasitif. Ini menyediakan penyuntikan daya reaktif diskrit dalam tahapan, ideal untuk mengkompensasi permintaan beban steady-state.

Filter dan Reaktor

Komponen-komponen ini mengurangi harmonisa yang dihasilkan oleh elektronika daya SVC, memastikan kepatuhan terhadap standar kualitas daya. Filter harmonisa biasanya menargetkan komponen frekuensi dominan (misalnya, harmonisa ke-5, ke-7) untuk mencegah kontaminasi jaringan.

Sistem Kontrol

Sistem kontrol SVC memantau tegangan dan arus jaringan secara real time, menyesuaikan operasi TCR dan TSC untuk mempertahankan tegangan target dan faktor daya. Fitur ini memiliki pengontrol berbasis mikroprosesor yang memproses data sensor dan mengirim sinyal penyalaan ke tiristor, memungkinkan kompensasi daya reaktif pada level milidetik.

Komponen Bantu

Termasuk transformator untuk pencocokan tegangan, relai pelindung untuk isolasi kerusakan, sistem pendinginan untuk elektronika daya, dan instrumen pemantauan untuk memastikan operasi yang andal.

Prinsip Kerja Static VAR Compensator

SVC mengatur tegangan dan daya reaktif dalam sistem tenaga menggunakan elektronika daya, beroperasi sebagai sumber daya reaktif dinamis. Berikut cara kerjanya:

• Pengelolaan Daya Reaktif
  SVC menggabungkan TCR (induktif) dan TSC (kapasitif) paralel dengan jaringan. TCR dapat menyerap daya reaktif dengan menyesuaikan sudut penyalaan tiristor, sementara TSC menyuntikkan daya reaktif dalam tahapan diskrit. Kombinasi ini memungkinkan kontrol daya reaktif dua arah:

• Penurunan Tegangan: Ketika tegangan jaringan turun, SVC menyuntikkan daya reaktif kapasitif melalui TSC untuk meningkatkan tegangan.

• Lonjakan Tegangan: Ketika tegangan melebihi setpoint, SVC menyerap daya reaktif melalui TCR untuk menurunkan tegangan.

• Pemantauan & Penyesuaian Terus-Menerus
  Sensor mengukur tegangan dan arus secara real time, memberikan data ke sistem kontrol. Pengontrol menghitung daya reaktif yang dibutuhkan dan menyesuaikan sudut penyalaan tiristor untuk mempertahankan stabilitas tegangan dalam ±2% dari nilai nominal.

• Penurunan Harmonisa
  Tindakan switching TCR menghasilkan harmonisa, yang difilter oleh filter LC pasif (misalnya, filter harmonisa ke-5, ke-7) untuk memastikan kepatuhan jaringan.

Keuntungan SVC

• Peningkatan Transmisi Daya: Meningkatkan kapasitas jalur hingga 30% melalui kompensasi daya reaktif.

• Stabilitas Transien: Menekan fluktuasi tegangan selama gangguan atau perubahan beban, meningkatkan ketahanan sistem.

• Kontrol Tegangan: Mengelola overvoltage steady-state dan sementara, ideal untuk integrasi energi terbarukan.

• Pengurangan Rugi: Meningkatkan faktor daya (biasanya >0,95), mengurangi rugi resistif sebesar 10–15%.

• Perawatan Rendah: Desain padat tanpa bagian bergerak, mengurangi biaya operasional.

• Peningkatan Kualitas Daya: Mengurangi penurunan/surge tegangan dan distorsi harmonisa.

Aplikasi SVC

• Jaringan Transmisi Tegangan Tinggi: Menstabilkan tegangan pada garis EHV/UHV (380 kV–1.000 kV) dan mengkompensasi charging kapasitif garis panjang.

• Pabrik Industri: Mengoreksi faktor daya pada beban induktif berat (misalnya, pabrik baja, peralatan pertambangan) untuk mengurangi biaya utilitas.

• Integrasi Energi Terbarukan: Mengurangi fluktuasi tegangan dari taman angin atau surya.

• Jaringan Distribusi Perkotaan: Meningkatkan stabilitas tegangan di area padat penduduk dengan beban yang berfluktuasi.

• Sistem Rel Kereta Api: Mengkompensasi variasi daya reaktif dalam jaringan rel listrik.