KUALITAS DAYA LISTRIK

    Pada Prodi Teknik Otomasi Listrik Industri di Politeknik Negeri Jakarta terdapat mata kuliah Kualitas Daya Listrik. Mengapa harus mempelajari kualitas daya listrik? Apa yang dimaksud dengan kualitas daya listrik? Mengapa kesadaran atas kualitas daya listrik itu penting? Apa perbedaan keandalan dengan kualitas daya listrik? Dan apa saja standar kualitas daya listrik? Disini kita akan membahas mengenai pertanyaan-pertanyaan tersebut.

    Perkembangan Teknologi yang semakin pesat, sehingga perangkat-perangkat elektronik sangat mudah dijumpai dikehidupan manusia, sehingga kehadiran perangkat-perangkat elektronik membantu pekerjaan manusia menjadi lebih cepat, efisien, dan efektif. Dilihat dari banyaknya sektor kehidupan yang membutuhkan energi. Salah satu jenis energi yang banyak dibutuhkan adalah energi listrik. Listrik merupakan salah satu sumber utama kehidupan. Dimana banyak sekali perangkat-perangkat elektronik yang dapat menunjang kehidupan sehari-hari. Seperti contohnya, dengan adanya listrik kita dapat menyalakan lampu disaat malam hari, menonton televisi, dan dapat menggunakan eskalator atau lift pada gedung-gedung bertingkat. Selain itu, listrik juga sangat berpengaruh untuk menunjang jalannya mesin-mesin produksi pada pabrik ataupun bidang industri lainnya. 

    Namun,bagaimana jika listrik tiba tiba padam? Mungkin tidak masalah untuk konsumen kecil seperti kita, tetapi untuk konsumen besar seperti industri atau gedung-gedung bertingkat itu akan sangat merugikan.

    Kerugian pada berbagai sektor pun dapat diperoleh saat listrik yang menyala. Mengapa demikian? Karena, dalam listrik yang menyala pun belum menjamin dengan kualitas kelistrikannya baik. Bisa saja kualitas kelistrikannya buruk, tentu saja itu akan menghasilkan akibat yang buruk. Dalam istrilah kelistrikan, kita dapat menyebutnya sebagai kualitas daya atau Power Quality.

    Lalu sebenarnya, Apa yang dimaksud dengan kualitas daya listrik itu? 

    Pengertian Power Quality atau Kualitas Daya sangat bergantung dari cara sudut pandangnya, dimana menurut utilitas (penyedia energi listrik) Kualitas Daya merupakan tingkat kehandalan dari listrik itu sendiri. Lalu, menurut produsen peralatan listrik, kualitas daya merupakan karakteristik dari sumber daya listrik sehingga peralatan dapat beroperasi dengan baik. Ada banyak sekali definisi kualitas daya, salah satu definisi Kualitas Daya atau Power Quality menurut saya adalah kemampuan daya listrik itu sendiri untuk memberikan suplai ke perangkat atau alat-alat yang membutuhkan energi listrik.

    

Menurut Roger C. Dugan, 1996. Kualitas Daya Listrik adalah setiap masalah daya listrik yang berbentuk penyimpangan tegangan, arus atau frekuensi yang mengakibatkan kegagalan ataupun kesalahan operasi pada peralatan-peralatan yang terjadi pada konsumen energi listrik. Daya adalah suatu nilai dari energi listrik yang dikirimkan dan di distribusikan, dimana besarnya daya listrik tersebut sebanding dengan perkalian besarnya tegangan dan arus listriknya. Sistem suplai daya listrik dapat dikendalikan oleh kualitas dari tegangan, dan tidak dapat dikendalikan oleh arus listrik karena arus listrik berada pada sisi beban yang bersifat individual. Sehingga pada dasarnya kualitas daya adalah kualitas dari tegangan itu sendiri. 

    Berdasarkan sumbernya, ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kualitas daya listrik, yaitu:

• Faktor Eksternal, merupakan pengaruh faktor kualitas daya yang didapat dari pembangkit listrik dan juga dari bagian transmisi dan distribusi. 
• Faktor Internal, merupakan faktor kualitas daya yan berasal daridalam sebuah instansi tersebut. Seperti contohnya: Konsumen belum cukup memiliki informasi mengenai masalah kualitas daya listrik (Power Quality); dan kurangnya informasi konsumen mengenai nilai kapasitas beban terpasang dengan beban pemakaian.          

    Mengapa kesadaran atas kualitas daya listrik itu penting?

    Ada 4 alasan utama mengapa kualitas daya listrik semakin menjadi perhatian saat ini, yaitu:

1. Pertumbuhan peralatan listrik dewasa ini bersifat lebih sensitif terhadap kualitas daya listrik. Seperti sistem kendali dengan berbasis pada mikroprosesor dan perangkat elektronika daya.
2. Meningkatnya perhatian yang ditekankan pada efisiensi sistem daya listrik secara menyeluruh, sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan penggunaan peralatan yang memiliki efisiensi tinggi, seperti pengaturan kecepatan motor listrik (VSD/ASD) dan penggunaan kapasitor untuk perbaikan faktor daya. Penggunaan peralatan-peralatan tersebut dapat mengakibatkan peningkatan terhadap tingkat harmonisa pada sistem daya listrik. Dimana, dampak harmonisa tersebut dapat menurunkan kemampuan dari sistem daya listrik itu sendiri.
3. Meningkatnya kesadaran bagi para pengguna energi listrik terhadap masalah kualitas daya listrik. Para pengguna utilitas kelistrikan menjadi lebih pandai dan bijaksana mengenai persoalan seperti interupsi, atau turunnya tegangan, dan kondisi peralihan; dan merekapun merasa berkepentingan untuk meningkatkan kualitas distribusi daya listriknya.
4. Sistem tenaga listrik yang saling berhubungan dalam suatu jaringan interkoneksi, di mana sistem tersebut memberikan suatu konsekuensi bahwa kegagalan dari setiap komponen dapat mengakibatkan kegagalan pada komponen lainnya.

    Ancaman besar terkait kualitas daya adalah meningkatnya dorongan produktivitas pada pihak industri. Industri membutuhkan mesin yang lebih cepat, lebih produktif dan lebih efisien. Menariknya, peralatan yang dipasang untuk meningkatkan produktivitas seringnya menjadi peralatan yang paling sering terganggu karena adanya variasi kualitas daya atau bahkan sebagai sumber dari permasalahan kualitas daya itu sendiri. Seperti contohnya VSD, ketika semua proses menjadi suatu yang bersifat otomasi, efisiensi kerja mesin dan sistem kontrolnya menjadi semakin bergantung pada kualitas daya.

    Selain itu, alasan utama ketertarikan akan sebuah kualitas dari pasokan daya listrik adalah terkait degan aspek ekonomi. Terdapat economic impact  pada penyedia energi listrik, pelanggan dan produsen peralatan listrik.

    Ada beberapa dampak dari akibat kualitas daya yang kurang baik, diantaranya:

1. Menimbulkan harmonisa, dapat mempercepat kecepatan (rms) dan puncak nilai dari suatu bentuk gelombang. Dapat dikatakan juga bahwa peralatan dapat menerima tegangan puncak paling tinggi yang membahayakan serta dapat juga mengakibatkan kegagalan tegangan tinggi.
2. Menyebabkan pemanasan, suara bising, serta dapat mengurangi umur dari kapasitor, sekering, trafo, kabel, dan peralatan lainnya (dalam kondisi luar beban puncak).
3. Kerugian pada jalur transmisi, generator, kabel, trafo dan motor AC dapat mengalami kegagalan komponen sistem tenaga dan beban berlebih pada konsumen diakibatkan dari gangguan yang tak terduga.

    Berdasarkan beberapa alasan dan dampak dari akibat kualitas daya listrik, diharapkan masyarakat lebih sadar bahwa kualitas daya listrik itu penting dan semakin paham mengenai dampak dan juga permasalahan yang dapat diakibatkan oleh kualitas daya itu sendiri.

    Keandalan VS kualitas daya listrik

 Keandalan atau reability berhubungan dengan kemampuan sistem untuk menyalurkan listrik ke semua titik penggunanya dalam standar dan jumlah yang sesuai atau bisa diterima. Kehandalan terkait dengan ketiadaan pasokan (supply) tegangan dengan durasi diatas 1 menit yang sering dikenal dengan sustain interaction. Kehandalan tidak membahas mengenai perubahan bentuk gelombang seperti harmonisa dan lain sebagainya. Kehandalan merupakan konsep of interactions. Jadi, keandalan adalah disaat selalu ada daya yang masuk. Pada suatu kondisi, dapat disebut tidak handal ketika tidak adanya daya yang masuk atau mengalir.

    Keandalan dinyatakan dengan indeks yang dihitung pertahun dengan memasukkan beberapa variabel seperti jumlah pelanggan, beban yang terpasang, durasi ketidakadaan pasokan, jumlah daya, KVA yang terputus serta frekuensi hilangnya pasokan daya.

     Terdapat beberapa indeks keandalan, yaitu:

1. SAIFI (System Average Interruption Frequency Index)
2. SAIDI (System Average Interruption Duration Index)
3. CAIFI (Customer Average Interruption Frequency Index)
4. CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index)
5. ASAI (Average System Availability Index)

  Sedangkan, Power Quality atau Kualitas daya berbuhungan dengan peristiwa yang berlangsung singkat, bisa kurang dari satu siklus dan cukup sulit untuk diamati. Kepekaan alat yang berbeda-beda terhadap gangguan daya listrik bisa saja suatu kondisi parameter kelistrikan untuk satu peralatan adalah kualitas yang buruk, tetapi mungkin saja tidak terlalu buruk untuk peralatan lainnya.

   

 Kualitas Daya sering membahas mengenai peristiwa kemurnian bentuk gelombang (Sinusoidal murni atau tidak). Dimana dimaksudkan, dalam gambar disamping. Adanya tegangan, namun terbentuk transien, dan mengakibatkan tegangan tidak berbentuk sinusoidal. Pada kualitas daya dikenal konsep perubahan bentuk gelombang seperti yang diakibatkan adanya harmonisa, noise, dan lain sebagainya.

    Apa saja standar kualitas daya listrik?

    Terdapat beberapa macam standar kualitas tenaga listrik yang diterbitkan oleh IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). Yaitu:

• IEEE SCC-22: Power Quality Standards Coordinating Committee
• IEEE 1159: Monitoring Electric Power Quality
• IEEE 1159.1: Guide For Recorder and Data Acquisition Requirements
• IEEE 1159.2: Power Quality Event Characterization
• IEEE 1159.3: Data File Format for Power Quality Data Interchange
• IEEE P1564: Voltage Sag Indices
• IEEE 1346: Power System Compatibility with Process Equipment
• IEEE P1100: Power and Grounding Electronic Equipment (Emerald Book)
• IEEE1433: Power Quality Definitions
• IEEE P1453: Voltage flicker
• IEEE 519: Harmonic Control in Electrical Power Systems
• IEEE P519A: Guide for Applying Harmonic Limits on Power Systems

Standar Kualitas Daya IEC:

• IEC 61000-4-11 – voltage sag immunity – 16 Amps or less
• IEC 61000-4-34 – voltage sag immunity – more than 16 Amps
• IEC 61000-4-30 – power quality measurement methods

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sumber:

• http://repository.umy.ac.id/bitstream/handle/123456789/22684/6.%20BAB%20II.pdf?sequence=6&isAllowed=y diakses Jum'at, 18 Maret 2022.
• https://youtu.be/5qGrrDbOjwE diakses Sabtu, 19 Maret 2022.
• https://www.omazaki.co.id/studi-asesmen-kualitas-daya-listrik/#:~:text=Dalam%20kamus%20IEEE%2C%20kualitas%20daya,dengan%20prinsip%20operasi%20peralatan%20itu%E2%80%9D diakses Sabtu, 19 Maret 2022
  
• https://youtu.be/iw6SFYfzrpQ diakses Sabtu, 19 Maret 2022
  

Silahkan berkunjung ke halaman resmi PNJ :

https://www.pnj.ac.id/

Penulis/ Author: Siti Winda Nur Rufaidah