Aplikasi Regulator Tegangan Penyulang 10kV

Jaringan listrik pedesaan ditandai oleh banyaknya node, cakupan yang luas, dan garis transmisi yang panjang. Sementara itu, beban listrik di daerah pedesaan menunjukkan kekuatan musiman. Fitur-fitur ini menyebabkan kerugian garis yang tinggi pada pengumpan 10 kV pedesaan, dan selama periode beban puncak, tegangan di ujung garis turun terlalu rendah, menyebabkan peralatan pengguna tidak berfungsi dengan baik.

Saat ini, ada tiga metode regulasi tegangan umum untuk jaringan listrik pedesaan:

• Peningkatan jaringan listrik: Membutuhkan investasi yang besar.

• Menyesuaikan tap changer bawah beban transformator utama: Mengambil tegangan bus substation sebagai acuan. Namun, penyesuaian yang sering mempengaruhi operasi aman transformator utama dan tidak dapat menjamin tegangan garis yang stabil.

• Mengganti kapasitor shunt: Mengurangi penurunan tegangan yang disebabkan oleh daya reaktif ketika jaringan memiliki beban induktif yang besar, tetapi rentang regulasi tegangan sangat sempit.

Setelah diskusi akhir, diputuskan untuk mengadopsi perangkat regulasi tegangan jenis baru — regulator tegangan pengumpan 10 kV (SVR), yang secara efektif meningkatkan kualitas tegangan jaringan listrik pedesaan. Dan melalui perbandingan tindakan untuk meningkatkan kualitas tegangan dalam tabel berikut, dapat dilihat bahwa penggunaan regulator tegangan pengumpan saat ini adalah cara yang paling efektif untuk meningkatkan kualitas tegangan garis 10 kV pedesaan.

Contoh Aplikasi

Dengan mengambil contoh Garis Tuanjie 10 kV dari suatu substation, proses pemasangan SVR adalah sebagai berikut:

• Identifikasi titik kritis di mana penurunan tegangan melebihi batas yang dapat diterima.

• Pilih kapasitas SVR berdasarkan beban maksimum di titik kritis.

• Tentukan rentang regulasi tegangan sesuai dengan penurunan tegangan yang diukur.

• Pilih lokasi pemasangan dengan memprioritaskan aksesibilitas untuk perawatan.

Metode Perhitungan

Parameter Garis:

• Panjang: 20 km

• Konduktor: LGJ - 50

• Resistivitas: R₀ = 0.65 Ω/km

• Reaktansi: X₀ = 0.4 Ω/km

• Kapasitas Transformator: S = 2000 kVA

• Faktor Daya: cosφ = 0.8

• Tegangan Nominal: Ue = 10 kV

Langkah 1: Hitung Impedansi Garis

• Resistansi: R = R₀ × L = 0.65 × 20 = 13 Ω

• Reaktansi: X = X₀ × L = 0.4 × 20 = 8 Ω

• Daya Aktif: P = S × cosφ = 2000 × 0.8 = 1600 kW

• Daya Reaktif: Q = S × sinφ = 2000 × 0.6 = 1200 kvar

Langkah 2: Perhitungan Penurunan Tegangan
ΔU = (PR + QX)/U = (1600×13 + 1200×8)/10 = 3.04 kV

Langkah 3: Penentuan Ukuran SVR

• Lokasi Pemasangan: 10 km dari sumber (titik kritis dengan tegangan terukur 9.019 kV).

• Beban di Titik Kritis: P = 1200 kW, cosφ = 0.8 → S = 1200/0.8 = 1500 kVA.

• Kapasitas SVR yang Dipilih: 2000 kVA.

Langkah 4: Rentang Regulasi Tegangan

• Tegangan Masukan: U₁ = 9 kV (terukur)

• Tegangan Output Target: U₂ = 10.5 kV

• Rentang Regulasi yang Diperlukan: 0～+20%.

Langkah 5: Perhitungan Pengurangan Rugi
Setelah pemasangan:

• Panjang Garis Sisa: L₁ = 20 km - 10 km = 10 km

• Pengurangan Rugi Daya:
  ΔP = R₀ × L₁ × (S²/U₁² - S²/U₂²)
  = 0.65 × 10 × (1500²/9² - 1500²/10.5²)
  = 63.9 kW

• Pengurangan Bersih (setelah rugi SVR): 63.9 kW - 4.4 kW = 59.5 kW

Manfaat Ekonomi:

• Penghematan Energi Tahunan: 59.5 kW × 24 h × 30 hari × 4 bulan ≈ 450,000 kWh

• Penghematan Biaya: 450,000 kWh × ¥0.33/kWh ≈ ¥60,000

• Penambahan Pendapatan: ¥80,000 setiap tahun

• Periode Balik Modal: <1 tahun

Ini menunjukkan bahwa SVR adalah solusi yang paling efektif dan ekonomis untuk meningkatkan kualitas tegangan pedesaan.