Apakah "Krisis" Kualitas Daya Akan Segera Terjadi? Perangkat Pemantauan Kualitas Daya Online APView Memberikan Diagnostik Akurat untuk Harmonik, Kedipan, dan Penurunan Tegangan!

I. Status Terkini Pemantauan Kualitas Daya di Berbagai Industri

1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Angin: Harmonik (ketidaksesuaian antara generator dan perangkat elektronik daya); penyimpangan tegangan (pengaktifan dan penonaktifan generator turbin angin); penyimpangan frekuensi akan terjadi pada jaringan listrik kecil yang terisolasi.

1.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya: Harmonik (inverter); fluktuasi tegangan dan flicker (fluktuasi acak daya keluaran); komponen DC (inverter).

1.3 Pusat Data: Harmonik (catu daya switching, UPS, peralatan konversi frekuensi).

1.4 Industri Petrokimia: Sangat sensitif terhadap fluktuasi tegangan, yaitu, “penurunan tegangan sesaat” (yang dapat menyebabkan penghentian operasional pabrik petrokimia); penurunan tegangan (disebabkan oleh motor besar dan kelompok motor).

1.5 Industri Metalurgi: Harmonik (perangkat pengontrol kecepatan pabrik penggilingan dan blower besar); fluktuasi tegangan (tungku busur listrik).

1.6 Industri Semikonduktor: Sensitivitas peralatan yang tinggi.

II. Analisis Permintaan Pemantauan Kualitas Daya

Seiring dengan peningkatan tingkat otomatisasi di lingkungan kelistrikan, proporsi berbagai beban nonlinier yang diwakili oleh teknologi elektronika daya, seperti penyearahan, inversi, dan konversi frekuensi, terus meningkat. Selain itu, karena metode pengaturan yang tidak sempurna dan gangguan eksternal, kualitas daya telah menurun. Sejumlah besar instrumen elektronik presisi yang dikendalikan oleh komputer dan mikroprosesor digunakan di perusahaan ekonomi nasional, yang semakin sensitif terhadap kualitas pasokan daya dan mengajukan persyaratan yang lebih tinggi untuk kualitas daya. Dengan demikian, masalah kualitas daya dan solusinya secara bertahap menjadi topik penelitian yang hangat.

Pedoman Pengelolaan Kualitas Listrik (Sementara) menunjukkan bahwa pengelolaan kualitas listrik harus mengikuti prinsip “panduan standar, pencegahan terlebih dahulu, dan penanganan komprehensif”. Pihak pembangkit, penyedia, dan konsumen listrik wajib menerapkan konsep pencegahan dan pengendalian kualitas listrik secara aktif di seluruh proses perencanaan, desain, konstruksi, dan pengoperasian proyek, sehingga dapat bersama-sama menjaga lingkungan operasi listrik yang aman.

Untuk meningkatkan kualitas daya jaringan listrik, pertama-tama perlu dilakukan deteksi dan analisis kualitas daya yang akurat, mengukur tingkat kualitas daya jaringan listrik, menganalisis dan menentukan penyebab berbagai masalah kualitas daya, sehingga dapat memberikan dasar untuk peningkatan kualitas daya.

Ⅲ. ANALYZER KUALITAS DAYA SERI APVIEW

1. Fungsi Pemantauan – Pemantauan Kondisi Stabil

Pengukuran tegangan, arus, daya, energi listrik, dll.; deviasi tegangan; ketidakseimbangan tegangan; ketidakseimbangan arus; tegangan harmonik/arus harmonik; tegangan interharmonik/arus interharmonik; daya harmonik; sudut fasa harmonik; distorsi harmonik total (THD); harmonik frekuensi tinggi; fluktuasi dan kedipan tegangan; perubahan tegangan yang cepat. Data pemantauan ditampilkan pada antarmuka perangkat, memungkinkan untuk melihat bentuk gelombang dan bentuk gelombang gangguan secara real-time.

2. Fungsi Pemantauan – Pemantauan Transien

Merekam peristiwa penurunan tegangan, menemukan sumber penurunan tegangan, dan menganalisis kurva toleransi penurunan tegangan.

Gangguan Jangka Pendek: Suatu fenomena dalam sistem tenaga listrik di mana nilai root-mean-square (RMS) tegangan frekuensi daya pada titik tertentu tiba-tiba turun di bawah 0,1 pu, dan kemudian kembali normal setelah durasi singkat berkisar antara 10 ms hingga 1 menit.

Penurunan Tegangan: Suatu fenomena dalam sistem tenaga listrik di mana nilai RMS tegangan frekuensi daya pada titik tertentu tiba-tiba turun ke kisaran 0,1 pu hingga 0,9 pu, dan kemudian kembali normal setelah durasi singkat berkisar antara 10 ms hingga 1 menit.

Peningkatan Tegangan: Suatu fenomena dalam sistem tenaga listrik di mana nilai RMS tegangan frekuensi daya pada titik tertentu untuk sementara naik ke kisaran 1,1 pu hingga 1,8 pu, dan kemudian kembali normal setelah durasi singkat berkisar antara 10 ms hingga 1 menit.

Dengan mengambil data seperti bentuk gelombang dan parameter listrik selama terjadinya dan berakhirnya gangguan, metode impedansi ekivalen digunakan untuk mengidentifikasi dan menganalisis lokasi perubahan impedansi, sehingga dapat menentukan apakah sumber penurunan tegangan berada di sisi saluran atau sisi bus.

3. Fungsi Pemantauan – Pemantauan Instan

Pemantauan transien tegangan dan pemantauan transien arus. Catatan kejadian dan osilogram gangguan pada saat terjadi gangguan dapat dilihat pada antarmuka perangkat dan terminal web.

Keadaan Sementara: Mengacu pada perubahan tunggal tegangan dan/atau arus dalam kondisi tunak, dengan durasi kurang dari beberapa siklus. Secara umum mencakup dua jenis fenomena, yaitu transien impulsif dan transien osilasi.

4. Fungsi Pemantauan – Bentuk Gelombang Gangguan

Penyimpangan tegangan, penyimpangan frekuensi, peningkatan tegangan, penurunan tegangan, gangguan tegangan jangka pendek, dan transien tegangan.

PERDAGANGAN KOMPERadalah format berkas data yang cocok untuk bentuk gelombang transien dan data kejadian yang diperoleh dari model sistem tenaga.

5. Fungsi Pemantauan – Perekaman dan Penyimpanan

Penyimpanan data PQDIF, ekspor data, catatan kejadian yang disimpan sebagai file format PQDIF, dan file terkompresi dari data kondisi tunak dalam waktu 2 jam.

Kapasitas chip penyimpanan mencapai 32 GB, yang memungkinkan penyimpanan data titik pemantauan secara real-time. Data 1 menit (termasuk nilai rata-rata, nilai maksimum, nilai minimum, nilai probabilitas 95%, dan nilai root-mean-square) dapat disimpan di perangkat hingga 3 bulan, setelah itu data diperbarui mengikuti prinsip first-in, first-out (FIFO).

Tipe data PQDIF sesuai dengan spesifikasi Format Pertukaran Data Kualitas Daya DL/T 1608, dan data PQDIF dapat disimpan selama 90 hari. Data PQDIF dan data osilogram kesalahan yang direkam oleh perangkat dapat disimpan secara lokal melalui protokol FTP.

6. Fungsi Pemantauan – Server Web

Pemantauan kondisi tunak, pemantauan transien, pemantauan sesaat, osilografi kesalahan, statistik tingkat kualifikasi, dll.

IV. Studi Kasus Aplikasi Pemantauan Kualitas Daya Secara Online

4.1 Industri Semikonduktor – Proyek Penelitian dan Pengembangan serta Manufaktur Wafer Semikonduktor Kelas Atas di Shanghai

Persyaratan Proyek

Klien terutama bergerak di bidang penelitian dan pengembangan (R&D), produksi, dan penjualan wafer semikonduktor berkualitas tinggi, serta impor dan ekspor barang dan teknologi. Penerapan perangkat pemantauan kualitas daya online dirancang untuk fokus pada pemantauan lonjakan/penurunan tegangan, fluktuasi tegangan, harmonik/interharmonik tegangan, harmonik/interharmonik arus, dan parameter kunci lainnya. Dengan melakukan analisis ilmiah pada tegangan dan arus sistem distribusi daya berdasarkan data parameter listrik yang dikumpulkan, status kualitas daya secara real-time dapat tercermin dengan cara yang lebih tepat waktu, akurat, dan responsif. Hal ini memastikan pengoperasian seluruh pabrik yang stabil dan andal serta meminimalkan kerusakan peralatan dan kerugian harta benda yang timbul akibat masalah kualitas tegangan.

Konfigurasi Solusi

Sistem distribusi daya proyek ini terdiri dari 1 gardu induk dan 3 gardu induk 10kV. Setiap sistem distribusi daya mengadopsi konfigurasi saluran masuk ganda dan penghubung bus tunggal. Satu perangkat pemantauan kualitas daya online APView500 dipasang di masing-masing dari dua bagian saluran masuk setiap gardu induk, dengan total 8 perangkat yang digunakan untuk memantau kualitas daya semua sirkuit saluran masuk. Untuk memungkinkan pemantauan waktu nyata dari seluruh operasi sistem pasokan daya dan akuisisi data, proyek ini dilengkapi dengan platform manajemen efisiensi energi mikrogrid perusahaan AcrelEMS, yang mencapai pemantauan cakupan penuh dari sisi konsumsi daya 35kV hingga 0,4kV.

4.2 Industri Semikonduktor – Sebuah Proyek Manufaktur Material Elektronik

Permasalahan utama terkait kualitas daya dalam industri manufaktur semikonduktor adalah sebagai berikut:

Masalah Harmonis

Stasiun uji IC, manipulator yang dikendalikan PLC, peralatan pemrosesan wafer untuk fabrikasi chip, dan peralatan semikonduktor yang dikendalikan konversi frekuensi semuanya merupakan sumber utama distorsi harmonik. Harmonik ini tidak hanya memicu kerusakan pada peralatan itu sendiri, tetapi arus harmonik yang mengalir kembali ke jaringan listrik juga dapat menyebabkan panas berlebih pada sirkuit lain, kesalahan pengoperasian sakelar elektronik, dan tegangan suplai yang tidak stabil. Dalam kasus yang parah, hal ini bahkan dapat menyebabkan penghentian jalur produksi dan pembuangan produk setengah jadi. Lebih lanjut, pergantian beban yang sering terjadi pada peralatan berenergi tinggi – termasuk peralatan epitaksial, peralatan difusi, dan peralatan implantasi ion – memperburuk kerusakan lingkungan konsumsi daya.

Penurunan dan Gangguan Tegangan

Peralatan produksi semikonduktor modern sangat rentan terhadap fluktuasi kualitas daya. Dibandingkan dengan industri tradisional, proses manufaktur semikonduktor dan LCD sangat sensitif terhadap penurunan tegangan: penurunan tegangan dengan amplitudo 85%–90% dari nilai nominal yang hanya berlangsung selama 16ms sudah cukup untuk memicu penghentian operasional peralatan. Jika terjadi gangguan singkat, beban umumnya akan terputus sepenuhnya dari sistem catu daya (dengan amplitudo tegangan turun di bawah 10% dari nilai nominal).

Baik penurunan tegangan maupun gangguan jangka pendek dapat mengakibatkan waktu henti peralatan untuk industri semikonduktor. Namun, probabilitas terjadinya penurunan tegangan jauh lebih tinggi daripada gangguan jangka pendek. Survei terkait menunjukkan bahwa penurunan tegangan menyumbang 70%–80% dari semua gangguan sistem distribusi daya, sedangkan pada gangguan sistem transmisi, proporsi insiden yang disebabkan oleh penurunan tegangan melebihi 90%.