Cara memilih tingkat reaktansi sistem kompensasi daya reaktif tegangan rendah

Untuk menekan amplifikasi harmonisa ke-5 dan ke-7 secara efektif, sistem kompensasi daya reaktif dengan tingkat reaktansi yang berbeda (5,5%, 6%, atau 7%) saat ini tersedia di pasaran. Sistem mana yang menawarkan kinerja terbaik? Bagaimana cara memilihnya?

Tujuan Menghubungkan Kapasitor Secara Seri dengan Reaktor

Karena pesatnya perkembangan teknologi elektronika daya dan matangnya teknologi semikonduktor, aplikasi industri sering kali menggunakan penggerak frekuensi variabel untuk motor, penyearah terkontrol, dan peralatan kontrol intermiten yang dapat menyesuaikan daya keluarannya sesuai dengan ukuran beban untuk mencapai penghematan energi dan pengurangan konsumsi. Namun, bentuk gelombang arus dari beban semacam ini bersifat nonlinier dan tidak kontinu selama pengoperasian. Menggunakan kapasitor murni sebagai kompensasi daya reaktif dalam situasi ini akan menciptakan risiko resonansi paralel.

Untuk menghindari resonansi paralel antara kapasitor murni dan impedansi ekivalen sistem, kapasitor dihubungkan secara seri dengan reaktor. Hal ini membuat impedansi kapasitor dalam hal arus harmonisa sistem bersifat induktif, secara efektif menghindari titik resonansi dan mencegah resonansi sistem. Selain itu, menghubungkan kapasitor secara seri dengan reaktor juga mengurangi dan menekan arus masuk (inrush current).

Tujuan utama dari reaktor seri kompensasi daya reaktif, selain mengkompensasi daya reaktif sistem, adalah untuk menghindari titik resonansi paralel sistem dan mencegah risiko resonansi. Baik menggunakan reaktor 5,5%, 6%, atau 7%, tujuan utamanya adalah untuk menghindari amplifikasi harmonisa ke-5 dan ke-7. Oleh karena itu, ketiga tingkat reaktansi tersebut memiliki fungsi yang sama. Namun, penting untuk dicatat bahwa efek penyerapan harmonisa berbeda karena tingkat reaktansi seri yang berbeda, dan kenaikan tegangan pada terminal kapasitor juga bervariasi. Oleh karena itu, saat menggunakan tingkat reaktansi 5,5%, arus pengenal reaktor harus dipertimbangkan dengan cermat karena frekuensi tuningnya lebih dekat ke frekuensi harmonisa ke-5 dibandingkan dua tingkat lainnya, dan tegangan tahan kapasitor juga perlu ditingkatkan sesuai. Saat menggunakan tingkat reaktansi 7%, perhatian harus diberikan pada pemilihan tegangan pengenal kapasitor karena kenaikan tegangan pada terminal kapasitor setelah menghubungkan reaktor secara seri lebih besar dibandingkan dengan dua tingkat lainnya. Perbandingan komprehensif dari ketiga tingkat reaktansi ditunjukkan pada Tabel 1.

Ketika arus harmonisa sistem terlalu besar (umumnya lebih besar dari 100A), kelompok kapasitor-reaktor filter yang disetel dapat menimbulkan bahaya keselamatan, dan mitigasi harmonisa mungkin diperlukan.