 |
Edisi ke Lima Belas, Nopember
1998
|
|
| ELEKTRONIKA
|
FACTS sebagai Teknologi Transmisi Listrik Masa Depan |
|
| Home
Halaman Muka 
Sajian Utama Sajian Khusus Komputer Kendali Energi |
|
Pengoperasian sistim jaringan transmisi daya listrik kini telah memasuki
era baru. Dalam tahapan baru ini, transmisi daya listrik tidak hanya akan
menjadi lebih terjamin dan lebih terkendali dalam pengaturannya, tetapi
juga akan menjadi jauh lebih efisien dalam pemanfaatannya. Peningkatan
pesat ke arah pemanfaatan sistim jaringan transmisi listrik secara optimal
ini dimungkinkan dengan keberadaan dan semakin dewasanya aplikasi teknologi
dibidang elektronika daya pada khususnya dan teknologi semikonduktor pada
umumnya. Teknologi kendali terbaru untuk transmisi daya listrik ini populer
dengan sebutan FACTS singkatan dari Flexible AC Transmission System dan
pertama kali dikembangkan oleh Electric Power Research Institute (EPRI)
di Palo Alto negara bagian California di Amerika Serikat. Pada awal pengembangannya,
teknologi FACTS ditujukan untuk menjawab permasalahan dalam peningkatan
kapasitas pengaliran daya listrik pada sistim jaringan transmisi dan juga
untuk menyediakan peralatan kendali daya listrik yang terpercaya pada jalur
transmisi yang diinginkan.
Latar belakangPengendalian sistim daya listrik bolak balik (AC) telah dikenal sebagai hal yang kompleks. Ini disebabkan oleh perubahan secara terus menerus antara medan magnit dan medan listrik. Bergeraknya arus listrik pada satu transmisi tidak hanya dipengaruhi oleh keberadaan tahanan tetapi juga dari induktansi dan kapasitansi di sepanjang transmisi tersebut. Kombinasi dari ketiga hal inilah yang dikenal dengan istilah impedansi. Selain daripada itu, pada jaringan transmisi listrik AC, daya listrik mengalir dari ujung transmisi dengan voltase fasa leading ke ujung yang lain yang bervoltase fasa tertinggal (lagging). Besarnya daya listrik yang mengalir pada suatu transmisi akan bertambah dengan semakin besarnya perbedaan sudut fasa antara kedua voltase tersebut. Konsekuensinya, penambahan aliran daya listrik suatu transmisi dengan demikian dapat dilakukan dengan tiga cara: menaikan voltase, menambah selisih sudut antara dua ujung transmisi atau dengan pengurangan impedansi dari transmisi. Teknologi FACTS inilah yang kemudian dikembangkan dengan salah satu tujuan untuk menyediakan peralatan yang fleksible dalam pengaturan atau pengendalian ketiga parameter aliran daya listrik tersebut. Dengan pengaturan dan pengendalian yang fleksibel ini maka harapan untuk memaksimalkan kapasitas transmisi pada tingkat batas panas (thermal rating) akan terwujud. Untuk menyadari pentingnya batas panas ini, sebagai contoh di Amerika Serikat, untuk transmisi daya listrik pada jaringan transmisi 500kV biasanya diberi batas beban (loading limit) sekitar 1000-2000MW untuk pengoperasian yang aman, walaupun batas panas (thermal rating) dari jaringan transmisi itu sendiri bisa mencapai 3000MW. |
Selain daripada itu, ada dua hal lain yang juga merupakan permasalahan
pada sistim jaringan transmisi listrik bolak balik (AC). Yang pertama adalah
keberadaan daya reaktif (reactive power) yang membawa dampak negatif terhadap
sistim jaringan transmisi daya listrik. Sebagai contoh, daya reaktif ini
dapat mengakibatkan kelebihan beban dan voltage sags pada sistim
transmisi. Dengan latar belakang ini pula, maka beberapa alat FACTS dirancang
untuk menjawab persoalan daya reaktif ini. Permasalahan transmisi listrik
AC berikutnya adalah berhubungan dengan keberadaan sistim listrik AC yang
sensitif terhadap hal hal yang dapat mengganggu kestabilan sistim. Sebagai
contoh adalah dengan terjadinya subsynchronous resonance (SSR).
Pada SSR arus listrik AC yang mengalir pada transmisi mengandung komponen
frekuensi rendah yang telah terbukti dapat mengakibatkan kerusakan pada
generator misalnya. Ini juga yang menjadi satu alasan dikembangkannya beberapa
peralatan FACTS yang dapat difungsikan sebagai pereda (damper) dari komponen
frekuensi rendah ini.
FACTS sebagai istilah baruPada dasarnya, FACTS adalah kumpulan peralatan yang dibuat dari komponen elektronik solid state untuk pengaturan atau pengendalian transmisi daya listrik secara fleksible. Sampai saat ini telah terdapat sekitar dua belas macam peralatan FACTS yang memiliki fungsi masing masing. Dari jumlah ini, beberapa masih dalam tahap pengembangkan sedangkan beberapa lagi telah dipasang diberbagai lokasi jaringan transimisi di Amerika Serikat dengan hasil yang memuaskan. Pada akhirnya nanti, peralatan FACTS ini diharapkan untuk dapat menggantikan peralatan kendali daya listrik mekanik yang saat ini umum dipasang pada jaringan transmisi listrik seperti misalnya pemutus rangkaian (circuit breakers), perubah tegangan variabel (transformer tap changers), kapasitor muka (shunt capacitor switches) dan lainnya.FACTS dalam pengembangannya sangat erat sekali hubungannya dengan pengkajian aplikasi Thyristor untuk elektronika daya. Dengan pemanfaatan peralatan kendali elektronika daya tersebut, maka FACTS akan sangat diminati karena menyediakan banyak kelebihan dibandingkan dengan peralatan kendali mekanik. Keuntungan alat kendali elektronik seperti misalnya waktu reaksi yang berkecepatan tinggi dibandingkan dengan waktu reaksi dari peralatan kendali mekanik. Sebagai gambaran, FACTS dapat mengubah arah atau jalur daya listrik dalam waktu kurang dari satu cycle. Dengan kecepatan reaksi yang tinggi ini berarti FACTS dapat juga menyediakan fungsi lainnya yang tidak mungkin didapatkan pada alat kendali mekanik, seperti misalnya fungsi untuk mengatasi gangguan peralihan (transient disturbance) pada jaringan transmisi. Selain dari itu, peralatan kendali mekanik pada umumnya menjadi aus (wear out) sehingga penggunaannyapun perlu dibatasi. Sebagai contoh, transformer yang dipakai untuk mengkompensasi beban yang berubah (shifting load) biasanya hanya dibatasi kurang dari 12 kali perubahan pada tap nya dan memakan waktu lebih dari satu menit (banyak cycle) untuk setiap perubahan. Dilain pihak, FACTS mampu melakukan fungsi yang sama dengan kecepatan 2 kali perubahan dalam satu cycle. FACTS dapat memanfaatkan jaringan transmisi daya listrik secara fleksibel pada tingkat yang dekat dengan batas panas (thermal limit) transmisi secara aman dengan menghindari kemungkinan terjadinya kelebihan beban (overloading). Hal ini sangat penting karena akan menambah kapasitas penyediaan daya listrik pada jaringan transmisi yang sama. Dengan demikian, FACTS akan menghemat banyak biaya untuk penambahan penyediaan daya listrik karena menghindari pembangunan jaringan transmisi baru. Keuntungan ekonomi lain dari pengoperasikan jaringan transmisi pada batas panas ini adalah dengan dapat diturunkannya generation reserve margin yang biasanya disediakan untuk keperluan cadangan (backup). Dengan peralatan FACTS, generation reserve margin dapat dikurangi dari 18% menjadi kurang dari 15%. Selisih dari penurunan tersebut tentunya berarti peningkatan efisiensi penggunaan daya listrik yang disediakan oleh generator dan secara bersamaan akan berarti pula penambahan penyediaan kebutuhan daya listrik. Sambungannya... Jenis Peralatan FACTS Oleh: Taufik, M.Sc |
||