Kualita Daya

Tegangan yang dihasilkan oleh generator listrik pemakaian mempunyai bentuk gelombang sinus dengan frekuensi 60 siklus per detik atau 60 Hz. Setiap variasi pada bentuk tegangan gelombang dalam magnitude atau dalam frekuensi dapat menimbulkan masalah dengan pengoperasian peralatan listrik. Pada situasi tersebut variasi disebut gangguan saluran daya.Sumber gangguan listrik dapat dikopel dengan rangkaian lain dengan berbagai cara.

Cara-cara itu termasuk:

• v  Kopling konduktif, langsung melalui penghantar.
  
• v  Kopling kapasitif, secara kapasitif melalui medan listrik.
  
• v  Kopling induktif, secara induktif melalui medan magnet.
  
• v  Radiasi, melalui medan elektromagnetik.
  

Interferensi elektromagnetik (Electromagnetic Interference = EMI) dan interferensi frekuensi radio (Radio Frequency Interference = RFI) adalah istilah yang digunakan untuk menyebutkan jenis gangguan ini.

Perlunya peningkatan adalah karena efek harmonis pada kualitas daya. Harmonis adalah hasil produk elektronika modern. Harmonis itu wajar kalau ada sejumlah besar komputer pribadi, penggerak kecepatan yang dapat diatur dan jenis beban tidak linier yang menarik arus pada denyut singkat.

Harmonis adalah energi listrik pada frekuensi bukan 50 Hz dan khususnya, kelipatan 50 Hz. Jadi harmonis kedua adalah 100 Hz, ketiga 150 Hz dan sebagainya. Alat pemakian rumah tangga tidak menghasilkan harmonis; sedangkan beban pemakailah yang menghasilkan harmonis.

Harmonis disebabkan oleh beban tidak linier yang menarik arus pada denyut  (pulsa) curam dan bukan dengan cara sinus  yang lembut. Denyut tersebut menyebabkan bentuk gelombang arus yang terpotong dan kemudian menyebabkan arus harmonis mengalir lagi pada bagian lain dari sistem daya.

Suplai daya dioda (kapasitor) yang ditemui pada komputer adalah contoh umum beban satu fase yang tidak linier. Tegangan AC yang masuk disearahkn oleh dioda dan kemudian digunakan untuk mengubah kapasitor filter besar yang menarik pulsa arus hanya selama puncak gelombang. Selama istirahatnya gelombang, ketika teganga di bawah tegangan sisa kapasitor, kapasitor tidak menarik arus. Proses ini terjadi berulang-ulang.

Harmonis tidak seperti transien, menyajikan masalah elektronika. Sebab harmonis ada selama peralatan menghasilkan harmonis. Dalam banyak hal harmonis tidak mempunyai efek mengganggu pada operasi atau kerja peralatan. Meskipun demikian, jika harmonis sangat hebat, atau jika beban sangat sensitif sejumlah masalah dapat timbul.

Untuk mencegah arus harmonis yang menyebabkan kerusakan atau “outages” perlu men-survei distribusi daya listrik untuk menentukan ada atau tidaknya arus harmonis. Apabila masalah itu sudah diidentifikasikan, terdapat beberapa alternatif tindakan perbaikan. Filter khusu dapat dipasang untuk menyaring harmonis. Tergantung pada sumber dan sifat asli dari arus harmonis, penyelesian ini mengoreksi persoalan. Tindakan pencegahan yang lain penyeimbanan beban pada masing-masing fase dari sistem figa-fase empat kawat; penambahan kawat netral ekstra pada masing-masing fase; dan pengubahan ukuran (rating) dan penggantian transformator.

Sistem Distribusi Daya

Pembangkitan dan pendistribusian daya dari sistem stasiun pusat memungkan daya dihasilkan pada satu lokasi untuk penggunaan setiap saat pada lokasi lain beberapa mil jauhnya. Pentransmisian energi listrik dalam jumlah yang sangat besar melalui jarak yang sangat jauh paling efisien dengan menggunakan tegangan tinggi. Tegangan tinggi digunakan pada saluran  transmisi untuk mengurangi jumlah aliran arus sampai sebesar yang dikehendaki. Daya yang ditransmisikan pada sistem sebanding dengan tegangan dikalikan arus. Jika tegangan dinaikkan maka arus dapat dikurangi pada harga yang kecil sementara masih tetap mentransmisikan daya yang sama. Pengurangan aliran arus yang seperlunya pada tegangan tinggi berarti ukuran dan harga kawat penghantar yang diperlukan untuk mengalirkan seluruh output pabrik pembangkitan kemungkinan tidak lebih besar dari tegangan yang lebih rendah menuju pelanggan industri. Pengurangan arus juga memperkecil jumlah kehilangan daya pada saluran.

 

Ada pembatasan-pembatasan tertentu untuk menggunakan sistem transmisi tegangan tinggi. Semakin tinggi yang ditransmisikan maka semakin sulit dan mahal untuk mengisolasi dengan aman antara kawat saluran, juga dari kawat saluran ke tanah. Karena alasan itu tegangan pada sistem kisi tegangan tinggi umumnya dikurangi secara bertahap selama tegangan tersebut menuju ke daerah penggunaan akhir.

 

Daya tiga-fase biasanya diberikan pada pelanggan komersial, pertanian dan industri. Karena alasan beban yang dikehendaki meningkat penggunaan daya satu-fase tidak lagi praktis dan tidak lagi ekonomis. Dalam hal penghantaran daya tertentu, sistem tiga-fase dapat mengirimkan 1,73 kali daya untuk jumlah kawat yang sama dibanding sistem satu-fase. Lagipula sistem tiga-fase memungkinkan rancangan peralatan listrik lebih efisien. Motor tiga-fase, contohnya, lebih efisien dibandingkan dengan motor satu-fase yang sebanding. Karena alasan itu, motor AC ukuran yang lebih besar hanya pada tiga-fase. Meskipun demikian rangkaian primer tiga-fase dapat mempunyai cabang satu-fase yang diambilkan dari rangkaian tersebut.

Pada sistem distribusi daya yang umum, aliran arus tidak konstan. Beban berubah menurut jam dari hari ke hari. Sebab penurunan tegangan pada bagian-bagian sistem ditentukan oleh jumlah arus yang mengalir, perubahan tegangan yang terus-menerus pada peralatan pelanggan dapat terjadi. Pengatur tegangan otomatis digunakan untuk mencoba mempertahankan tingkatan tegangan konstan. Pabrik listrik umumnya memperbolehkan variasi sebesar +/- 10% dari tegangan nominal yang dinyatakan.

Penurunan tegangan saluran daya yang menyolok untuk waktu yang lama disebut brownout. Brownout yang disengaja kadang-kadang digunakan oleh pengguna daya untuk mendapatkan reduksi pemakian daya. Contoh, dengan penurunan tegangan 10% permintaan daya secara otomatis akan berkurang 19%.