desain electronic power transformer menggunakan

DESAIN ELECTRONIC POWER
TRANSFORMER MENGGUNAKAN
SUPERCAPACITOR DAN DC-DC
CONVERTER
Fujianoor Mulya Putra, Mochamad Ashari, Heri Suryoatmojo
Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS
Transformer (EPT). Sampai saat ini transformator masih
belum bisa mekompensasi gangguan karena tidak memiliki
sebuah elemen penyimpanan energi [1].
Supercapacitor merupakan sebuah elemen yang dapat
menyimpan energi dengan berbagai keunggulan misalnya
tidak memerlukan adanya proses maintenance, memiliki
lifetime yang lama, memilki karakterisitik cepat dalam
proses charge maupun discharge dan dapat beroperasi
secara efektif dalam beragam kondisi (panas, dingin, dan
lembab) lingkungan. Sehingga dilakukanlah penggabungan
sistem antara transformator daya dengan supercapacitor
sebagai sebuah sistem penyimpanan energi, yang terdiri dari
sebuah supercapacitor dan bidirectional DC-DC converter
[1]. Keuntungan dari sistem yang diusulkan adalah
transformator dapat mencegah terjadinya gangguan tegangan
seperti sag voltage dan swell voltage secara cepat, serta tidak
terdapat masalah sinkronisasi karena sistem ini dihubungkan
secara seri dengan grid. Berbeda dengan Uninterruptible
Power supply (UPS) dan Dynamic Voltage Restorer (DVR)
yang harus menyinkronkan output tegangan dengan grid
terlebih dahulu agar kembali ke kondisi normal karena pada
UPS dan DVR terhubung secara parallel [1].
Abstrak— Transformator Daya Elektronik atau Electronic
Power Transformer adalah sebuah Transformator yang terdiri
dari berbagai jenis konverter seperti rectifier,inverter baik itu
di sisi primer maupun sekuder trafo. EPT ini memiliki
berbagai kelebihan dibandingkan trafo biasa seperti memiliki
dimensi ruang dan rugi-rugi yang kecil, efisiensi yang lebih
tinggi serta respon dinamis yang lebih cepat.
Dalam Tugas Akhir ini didesain dan dilakukan simulasi
pemodelan sistem EPT dengan Bidirectional Converter dan
supercapacitor. Kapasitas trafo ini ditentukan sebesar 50 KVA
dengan frekuensi kerja sebesar 1 Khz dengan tegangan input
20 KV dan tegangan output sebesar 220 volt. Hasil simulasi
menunjukkan bahwa tegangan output dapat dijaga konstan
untuk beban yang berubah- ubah. Saat terjadi gangguan di
beban, sistem EPT menghasilkan tegangan output sebesar
219,2 volt sedangkan daya output yang dihasilkan ketika
beban turun menjadi 40 Kilowatt sebesar 39,81 Kilowatt
sedangkan sistem EPT menggunakan supercapacitor sebesar
40,58 Kilowatt. Penggunaan supercapacitor ternyata juga
mampu membantu ripple tegangan di bus (bagian sekunder
trafo).
Indeks—EPT,supercapacitor,Converter, tegangan,daya
output
II. SISTEM ELECTRONIC POWER TRANSFORMER
EPT dapat dilihat pada Gambar 1. Ada 3 bagian dalam
rangkaian EPT yaitu bagian input , bagian isolasi dan bagian
output. Pada bagian input terdapat penyearah (rectifier) 3
fasa dimana tegangan input AC akan dirubah menjadi
tegangan DC. Kemudian tegangan DC oleh H-bridge1(inverter) akan diserap untuk dimodulasi menjadi sebuah
gelombang sinusoidal pada medium frequency transformer.
Pada Medium Frecuency Transformer, gelombang
sinusoidal tadi akan dimodulasi dan dirubah kembali
menjadi tegangan DC oleh H-bridge-2(rectifier). H-bridge1(inverter), H-bridge-2 (rectifier) dan medium frecuency
transformer
ini
berada
pada
bagian
isolasi.
Pada bagian output
terdapat tiga
buah inverter
satu
fasa, yang mengubah tegangan DC dari bagian isolasi
menjadi tegangan sinusoidal tiga fasa AC. Pada Gambar
1, L1 merupakan inductor input, dan CDC1 adalah kapasitor
DC dari bagian input, sedangkan Lf, Rf dan Cf masingmasing merupakan sebuah filter induktor,
resistor,
kapasitor di bagian output.
I. PENDAHULUAN
T
ransformator adalah suatu alat listrik yang dapat
memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau
lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan
frekuensi yang sama melalui suatu gandengan magnet dan
berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Seiring dengan
perkembangannya, trafo juga mengalami integrasi menjadi
sebuah alat yang tidak hanya dapat berfungsi sebagai
isolator, transmisi daya, tetapi juga mempunyai banyak fitur
tambahan seperti dapat mengkompensasi daya reaktif,
mencegah adanya gangguan tegangan seperti tegangan sag,
tegangan swell, tegangan flickr, harmonisa dan tegangan
tidak seimbang yang dapat mempengaruhi tegangan output.
Transformator
tersebut
adalah
Electronic
Power
Makalah ini diseminarkan pada Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik
Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya tanggal 17 Januari
2012.
Fujianoor Mulya Putra adalah mahasiswa program sarjana Jurusan
Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya , Indonesia
(e-mail: fuji_32@ elect-eng.its.ac.id).
Mochamad Ashari adalah guru besar di Jurusan Teknik Elektro Institut
Teknologi
Sepuluh
Nopember
Surabaya,
Indonesia
(e-mail:
[email protected])
Heri Suryoatmojo adalah pengajar di Jurusan Teknik Elektro Institut
Teknologi
Sepuluh
Nopember
Surabaya,
Indonesia
(e-mail:
[email protected])
1
dengan harga aktualnya). Secara lebih sederhana dapat
dikatakan, bahwa keluaran kontroller proportional
merupakan perkalian antara konstanta proportional dengan
masukannya. Perubahan pada sinyal masukan akan segera
menyebabkan
sistem
secara
langsung
mengubah
keluarannya sebesar konstanta pengalinya
Kontroller integral berfungsi menghasilkan respon
sistem yang memiliki kesalahan keadaan mantap nol. Kalau
sebuah plant tidak memiliki unsur integrator (1/s), kontroller
proportional tidak akan mampu menjamin keluaran sistem
dengan kesalahan keadaan mantabnya (keadaan steady state)
nol. Dengan kontroller integral, respon sistem dapat
diperbaiki, yaitu mempunyai kesalahan keadaan mantapnya
nol.Kontroller Proportional Integral (PI) menggabungkan
kedua fungsi kontrol tersebut. Persamaan fungsi transfer
kontroller PI adalah sebagai berikut :
Ki
U (s)
(1)
= Kp +
E (s)
s
Nilai-nilai parameter dituliskan pada tabel 3.1.Unit
pembangkit listrik diwakili oleh 3 sumber tegangan tiga fasa
dengan tegangan antar fasa 20 kV dengan frekuensi 50 Hz.
Gambar 1. Diagram Rangkaian Transformator Daya Elektronik (EPT)
III. PEMODELAN KOMPONEN EPT DAN SUPERCAPACITOR
A. Bagian Input
Bagian input merupakan rangkaian konverter 6 pulsa
yang terdapat komponen indukansi. Fungsi utama dari
induktansi ini adalah untuk mengisolasi tegangan
sisi ac Va1, Vb1 danVc1dari tegangan input ea,eb dan ec,
menghilangkan harmonisa dari sisi ac, membuat amplitude
dan memiliki
karakteristik tegangan
yang dapat
meningkat dan mencapai karakteristik redaman
yang
baik.Induktansi input harus dipilih cukup besar untuk
menjaga agar arus input tetap berbentuk sinusoidal. Namun
di sisi lain, nilai induktansi input juga harus dipilih cukup
kecil untukmencapai respon arus yang cepat. Sedangkan
kapasitor DC pada bagian input memilki dua fungsi utama.
Pertama, untuk menjaga agar tegangan DC tetap
konstan.Sedangkan fungsi yang lainnya adalah untuk
menghilangkan harmonisa tegangan di sisi DC itu sendiri.
Umumnya, kapasitor DC juga memperhatikan kinerja loop
tegangan.
Rangkaian pada Gambar 2 menunjukan Blok rangakaian
kontrol pada bagian input. Bagian ini berfungsi untuk
menjaga agar arus Ia1,Ib1 dan Ic1 tetap berbentuk sinusoidal
dan sefasa dengan tegangan input agar diperoleh daya yang
baik dan mencegah terjadinya harmonisa. Selain itu,
diagram ini berfungsi untuk menjaga agar tegangan DC pada
bagian input tetap berupa konstanta serta mengatur
komponen arus reaktif yang diserap oleh konverter.
Komponen arus reaktif yang diserap oleh konverter akan
menentukan besar daya reaktif pada bagian input. Sementara
itu, Terlihat bahwa VDC dam Arus input AC digunakan
untuk merealisasikan tegangan DC yang dapat
dikontrol.Salah satu tugas komponen kontrol adalah
mereduksi sinyal kesalahan, yaitu perbedaan antara sinyal
setting dan sinyal aktual. Hal ini sesuai dengan tujuan sistem
kontrol adalah mendapatkan sinyal aktual senantiasa
(diinginkan) sama dengan sinyal setting. Semakin cepat
reaksi sistem mengikuti sinyal aktual dan semakin kecil
kesalahan yang terjadi, semakin baiklah kinerja sistem
kontrol yang diterapkan.
Kontrol proportional (Kp) mempunyai keluaran
(output) yang sebanding atau proporsional dengan besarnya
sinyal kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan
Gambar 2. Diagram Rangkaian Transformator Daya Elektronik (EPT)
Keterangan:
Va,Vb,dan Vc : Tegangan sumber dengan fasa yang berbeda
Vcap
: Tegangan pada kapasitor DC
Ia,Ib danIc
: Arus pada sisi sumber
Vdc
: Tegangan yang terukur pada kapasitor DC
Cdc
: Kapasitor yang terpasang pada konverter
L1, L2 dan L3 : Induktani pada fasa a,b dan c
Tabel 1 Nilai Parameter Sistem Bagian Input
No.
Parameter Sistem
Nilai
1
2
3
4
5
6
Tegangan RMS Fasa-Fasa Sisi Kirim
Frekuensi Kerja
Induktansi
Kapasitor DC
Kp
Ki
20 kV
50 Hz
7mH / Fasa
1mF
3
1
B.Bagian Isolasi
Pada bagian isolasi terdapat H-bridge 1 berupa tiga buah
inverter 1 fasa pada sisi primer. Inverter ini mengubah
besaran DC menjadi AC yakni tegangan input DC (output
dari rectifier) menjadi tegangan output AC yang amplitude
dan frekuensi tegangannya dapat diatur. Bentuk ideal
2
tegangan keluaran inverter berbentuk sinus, tetapi secara
praktis tidak sinusoidal dan mengandung harmonisa. Untuk
daya rendah atau daya medium tegangan keluaran persegi
sudah cukup. Output dari tegangan ini kemudian di
transformasi oleh MFT menjadi sebuah tegangan AC yang
lebih rendah dari sebelumnya.
Inverter ini terdiri dari dua pasang inverter tipe half
bridge dan lebih banyak digunakan untuk rating daya besar.
Metode pengontrolan yang digunakan pada inverter ini
adalah metode Hysterisis Voltage Control.Tujuan utama
dari PWM ini adalah untuk memaksa arus AC hasil output
mengikuti referensi yang diberikan. Implementasi kontroller
ini tergolong sederhana karena hanya membutuhkan
relational operation sebagai pengganti dari komparator.
Hasil dari relational operation ini berupa output logic
dengan mengunakan gerbang NOTsehingga penyalaan
IGBT- IGBT yang ada dapat dikontrol.
Tabel 2 Nilai Parameter Sistem pada Inverter
No. Parameter Sistem
Nilai
1
Frekuensi Kerja
1kHz
2
Induktansi
60mH / Fasa
3
Kapasitansi
1µF
Sedangkan Trafo yang dipasang merupakan trafo step
down karena menurunkan tegangan di sisi primer sebesar 20
KV menjadi 400 volt (Vrms).Frekuensi yang digunakan
pada trafo ini adalah sebesar 1 Khz dengan rasio
perbandingan antara sisi primer dengan sekunder sebesar
50:1 serta memilki kapasitas beban sebesar 50 KVA MFT
ini diapit oleh dua buah konverter yakni inverter di sisi
primer dan rectifier (penyearah) di sisi sekunder.Pada tugas
akhir ini akan digunakan fullwave rectifierdengan bridge
design karena dapat digunakan pada daya yang besar. Hasil
dari rectifier ini berupa tegangan DC yang akan mengalir ke
Konverter
DC-DC
untuk
menyuplai
(mengisi)
supercapacitor pada saat kondisi normal (mode ketika
konverter bekerja sebagai buck converter).
mentransfer daya ke bus tegangan tinggi.Topologi buckboostdapat sangat efisien,selama menggunakan dua komponen
semikonduktor dan tidak ada transformator.
Mode Buck Converter
Mode ini terjadi pada saat IGBT 1 di trigger sedangkan
IGBT 2 off sehingga mode buck converterakan bekerja. Pada
saat mode ini, energi ditransfer dari bus menuju
supercapacitor. Oleh karena itu tegangan bus V bus menjadi
tegangan sumber converter, Vs dan tegangan supercapacitor
sebagai tegangan outputnya, sehingga arus akan mengalir dari
DC bus ke supercapacitor.
Mode Boost Converter
Rangkaian akan menjadi mode boost converter jika IGBT
1 off dan IGBT 2 di trigger. Pada mode ini, energi akan di
transfer dari supercapacitor menuju bus. Oleh karena itu
tegangan bus akan menjadi tegangan output Vo sedangkan
supercapacitor menjadi tegangan input Vs converter, sehingga
arus akan mengalir dari supercapacitor menuju bus.
Agar konverter dapat bekerja secara optimum maka tiaptiap saklar IGBT harus diatur penyalaannya sesuai dengan
mode operasinya. Saat Buck-Converter saklar IGBT 2 harus
mutlakoff, dan hanya IGBT 1 saja yang di trigger. Begitu pula
sebaliknya,ketika mode Boost-Converter maka IGBT 1 harus
off, dan IGBT 2 di trigger.
Pada tugas akhir ini pengontrolan saklar dipilih dengan
metode pendeteksian tegangan bus karena cara ini yang paling
mudah dilakukan dan semua komponen telah tersedia di
simulink.
C.Bagian Output
Sama seperti pada bagian isolasi pada bagian output juga
terdapat inverter 1 fasa sebanyak 3 buah, sama seperti
penjelasan seblumnya inverter ini juga menggunakan metode
Hysterisis Voltage Control, berikut parameter-parameter
yang digunakan pada bagian ini:
Gambar 6. Pengontrolan saklar dengan pembadingan tegangan bus
Untuk trigger IGBT digunakan rangkaian PWM.
Penggunaan rangkaian PWM diperlukan karena perlunya
output logic yang digunakan untuk pengontrolan penyalaan
daripada tiap-tiap IGBT. Rangkaian PWM telah ditunjukkan
oleh Gambar 6.
Nilai tegangan referensi ditentukan berdasarkan
duty
cycle yang didapat dari nilai tegangan bus dan tegangan
Supercapacitor, agar dihasilkan nilai tegangan input dan
output yang sesuai. Supercapacitor yang digunakan n buah,
masing-masing F, VC Volt, sehingga tegangan total
supercapacitor
Tabel 3 Nilai Parameter Sistem pada Inverter Bagian Output
No. Parameter Sistem
Nilai
1
Frekuensi Kerja
50 Hz
2
Induktansi
5 mH
3
Kapasitansi
1.1 mF
D.Topologi DC-DC Konverter
Suatu rangkaian konverter buck-boost yang digunakan dapat
dilihat pada gambar 3. Arus ISCdapat mengalir melalui saluran
DC yang terdapat di bagian output dan begitu pula sebaliknya,
oleh karena itu tegangan yang ada di saluran DC VDC harus
selalu lebih besar dari pada tegangan supercapacitor VSC. Dua
saklar solid-state (pada kasus ini digunakan IGBT) digunakan
untuk mengontrol arus. Jika saklar atas dimodulasi, daya
mengalir ke suprkapasitor pada mode “buck”. Sedangkan mode
“boost” dikerjakan dengan memodulasi switch dibawahnya,
VScap = n . VC
(2)
Selama mode BEBAN TURUN,rangkaian converter
berada pada mode buck converter, dengan Vbus sebagai Vs,
sedangkan VScap sebagai V0.
Vref =
3
,
,
(3)
Pada simulasi kali ini dijalankan selama 1,5 sekon.
Sistem EPT tanpa menggunakan supercapacitor dengan
beban awal 45 Kw kemudian beban naik menjadi 50 Kw dan
turun kembali menjadi 40 Kw didapat hasil kurva,daya
output,tegangan output, teganganbus (sisi sekunder) dan arus
bus sebagai berikut :
Selama mode BEBAN NAIK, Daya ditransfer dari
Supercapacitor menuju bus, yang bersama-sama dengan
daya dari sumber menyuplai beban. Oleh karena itu VScap
menjadi Vs sedangkan Vbus menjadi V0.
Vref =
,
,
(4)
E.Rangkaian Supercapacitor
Pada simulasi kali ini digunakan Supercapacitor dengan
nilai
kapasitansi
120F,
tegangan
nominal
5
volt.Supercapacitor dirangkai secara seri sejumlah 48 buah
agar tercapai tegangan 240 volt. Sehingga didapat nilai
kapasitansi total 2.5 F. Pada simulasi ini, rangkaian
Supercapacitor dimasukkan pada suatu subcircuit.
Jumlah dan nilai superkapasiotr ditentukan oleh besarnya
daya yang diperlukan oleh beban . Nilai energi pada
supercapacitor adalah:
(5)
EScap =
Gambar 7 Kurva daya output saat terjadi perubahan beban tanpa menggunakan
supercapacitor
Supercapacitor yang digunakan dirangkai secara seri atau
paralel tergantung kebutuhan, oleh karena itu nilai total
kapasitansinya adalah
CTot sehingga persamaannya menjadi:
ETot-Scap = CTot
Terlihat bahwa kurva daya output yang dihasilkan
ketika beban berubahmasih belum halus. Hal ini
dikarenakan perubahan beban secara tiba-tiba sehingga
ketika beban naik
menunjukkan bahwa sistem
mengalami gangguan. Pada Gambar 4.4 menunjukkan
kurva perubahan daya yang diambil pada detik 0,4
sampai detik 0.6 tanpa menggunakan supercapacitor
(ketika beban berubah dari 45 Kilowatt menjadi 50
Kilowatt) Hasil simulasi akhir menunjukkan nilai daya
output sebesar 39,81 Kilowatt.
(6)
Nilai energi pada persamaan (7) adalah dalam joule atau Ws
(watt-second). Setelah kapasitor menyimpan atau melepas
energy maka tegangannya akan naik atau turun. Apabila
E1merupakan nilai energi awal saat tegangan awal dan
E2adalah tegangan akhir saat tegangan akhir maka energy
yang dilepas atau disimpan saat perubahan tegangan adalah:
ETot-Scap =E2 – E1
(7)
Oleh karena itu dapat ditentukan nilai daya Watt tiap detik
dari persamaan (3.27) sebagai berikut:
PTot-Scap =
(8)
CTot =
(9)
Sedangkan untuk konfigurasi parallel:
CTot =! "#$%
Gambar 8 Kurva daya output ketika beban berubah dari 45 Kw menjadi 50 Kw
(10)
Gambar 9 memperlihatkan bahwa
Sedangkan pada
tegangan bus DC mengalami osilasi naik turun akibat beban
yang berubah-ubah selain itu meskipun tegangan pada bus
ripple yang dihasilkan cukup rendah namun masih
terlihat belum halus.Adapun ripple yang rendah ini
disebabkan oleh nilai kapasitansi kapasitor bus yang tinggi,
sehingga tegangan hasil penyearah dapat terfilter dengan baik.
Begitu pula pada Gambar 10 yang memperlihatkan bahwa
arus bus DC berosilasi naik turun serta mempunyai ripple yang
tinggi. Namur jika dilihat dari nilai rata-ratanya, arus bus
IV. PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS DATA
Masing-masing rangkaian akan disimulasikan dalam
keadaaan perubahan beban masing-masing:
a.40 kilowatt
b.45 kilowatt
c.50 kilowatt
A.Sistem tanpa Menggunakan Supercapacitor
4
supercapacitor ditunjukkan pada Gambar 12. Ternyata
tegangan juga mengalami osilasi naik turun akibat
perubahan beban namun jika dibandingkan dengan sistem
tanpa supercapacitor sistem ini mempunyai tegangan ratarata yang lebih tinggi dan ripple yang lebih kecil.Ini
menunjuklcan bahwa, penggunaan supercapacitor juga
membantu memperbaiki ripple tegangan pada bus selain
menyediakan energi untuk mensuplai beban.
mempunyai nilai rata-rata yang positif yang menunjukkan
bahwa arus mengalir dari bus menuju beban.
Gambar 9 Kurva tegangan bus DC saat beban beubah tanpa menggunakan
supercapacitor
Gambar 12 Kurva tegangan bus DC saat beban berubah menggunakan
supercapacitor
Gambar 10 Kurva arus bus DC saat beban berubah tanpa menggunakan
supercapacitor
B. Sistem dengan Supercapacitor
Pada sistem EPT dengan supercapacitor,sama
seperti sebelumnya, simulasi awalnya dibebani 45
Kilowatt, sehingga didapat kurva daya tegangan output
tegangan bus dan arus bus sebagai berikut:
Pada Gambar 11 dapat dilihat saat terjadi perubahan
beban pada detik 0,4 sampai 0,6 bahwa daya output sedkit
lebihtinggi daripada daya output tanpa menggunakan
supercapacitor.Hasil akhir simulasi menunjukkan nilai daya
sebesar 40,58 Kilowatt Hal ini membuktikan bahwa beban di
suplai oleh sumber lain yaitu adanya aliran daya dari
supercapacitor menuju bus DC, yang kemudian diteruskan
menuju beban bersama-sarna dengan aliran daya dari sumber
jala-jala.
Gambar 13 Kurva arus bus DC saat terjadi perubahan beban menggunakan
supercapacitor
Penggunaan supercapacitor ternyata juga ,membantu
dalam mengangkat arus, meskipun berosilasi naik turun
namun jika dibandingkan dengan sistem tanpa menggunakan
supercapacitor,sistem ini jauh lebih baik.
Tegangan output yang dihasilkan ketika terjadi
perubahan beban baik ketika menggunakan supercapacitor
maupun tanpa supercapacitor sama-sama stabil Hal ini
dikarenakan adanya pengaruh inverter yang mempunyai
control agar tegangan yang dihasilkan tetap sesuai dengan
tegangan referensi ketika beban dalam keadaan normal (45
Kw). Namun dengan penggunaan supercapacitor nilai
tegangan output menunjukkan nilai yang sedkit lebih tinggi
jika dibandingkan sistem EPT ketika tanpa supercapacitor.
Gambar 11 Kurva daya output saat terjadi perubahan beban menggunakan
supercapacitor
Tegangan bus DC untuk sistem dengan menggunakan
5
[9]
Fujianoor
MulyaPutra
dilahirkan
di
Banjarmasin, 22 Juli 1989. Penulis adalah
putra bungsu dari pasangan Fachruddin
Usman dan Rusmilawaty. Penulis memulai
jenjang pendidikan di SDN Antasan Besar 7
Banjarmasin, SMPN 1 Banjarmasin, serta
SMAN 1 Banjarmasin hingga lulus tahun
2007. Pada tahun yang sama penulis
melanjutkan pendidikan ke jenjang perguruan
tinggi dan diterima di Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya pada Jurusan
Teknik Elektro, dan kemudian mengambil
bidang studi Teknik Sistem Tenaga. Semasa
kuliah, penulis juga aktif dalam organisasi
kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro ITS (Himatektro
ITS) dan juga sebagai asisten di Laboratorium Konversi Energi.Penulis
dapat dihubungi di alamat email [email protected]
Gambar 14 Kurva tegangan output saat beban berubah menggunakan
supercapacitor
Tabel 4 Hasil Simulasi ketika terjadi perubahan beban
Tanpa
Dengan
Variabel
Supercapacitor
Supercapacitor
Vrms Beban (V)
219,2
220.1
Irms Beban (A)
181,6
181,7
Ripple VBUS (V)
9
3,2
V AVE-BUS (V)
431
466,5
Ripple I BUS (A)
49
46
IAVE-BUS (A)
66,36
68,05
IAVE-SCAP (A)
14,35
VAVE-SCAP (A)
234,2
V. KESIMPULAN
1. Pengujian sistem EPT ketika terjadi perubahan beban
secara tiba-tiba masih menunjukkan hasil tegangan dan
daya output yang baik meskipun tanpa mengunakan
supercapacitor. Hasil simulasi menunjukkan tegangan
output sebesar 220,1 volt sedangkan tanpa menggunakan
supercapacitor sebesar 219,2 volt.
2. Penggunaan supercapacitor juga dapat membantu
memperbaiki ripple tegangan bus DC (bagian sekunder
trafo)
3. Saat terjadi perubahan beban supercapacitor menyimpan
energi sebesar 73,4 Kilojoule (beban turun 40 kilowatt)
dan melepas energi (beban naik menjadi 50 Kilowatt)
sebesar 1,8 Kilojoule sehingga energi yang tersisa adalah
71,6 Kilojoule
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
Arnet, B.J., dan L.P. Hainess, “High Power DC-DC Converter For
Supercapacitor” Proceeding IEEE Internasional Electric Machines and
Drives, USA, 2001
H.B. Liu, C.X. Mao, J.M. Lu, dan D. Wang, “ Electronic Power
Transformer with Supercapasitor Storage Energy System”Electric
Power System Research, 79 (2009),1200-1208.
Huda, Baranto, “Pemanfaatan Supercapacitor Sebagai Penyimpan
Energi Pada Variable Speed Drive Untuk Elevator ” Tugas Akhir
Jurusan Teknik Elektro ITS, 2006
Internasional Union of Railways 2003, Double Layer Capacitor
(storage technology) <URL:http://www.railway
energy.org/tfee/Double_layer
_capacitors_storage_technology_53.htm>
NTNU Institut,Ultracapacitors <URL:http://www.ipt.ntnu.no/
~aages/
fe.htm >
Kramer, Wilhelm, Reinold, Harry dan Flerlage, Heinz “Medium
Frequnecy Transformer”, International Applicant Published Under
The Patent Cooperation Treaty, 2003.
Lander, W. Cyril, Power Electronics, Mc Graw-Hill Book Company,
UK, 1993.
Rashid, M.H., “Power Electronics Handbook Second Edition”,
Elsevier, San Diego, 2007.
Rashid, Muhammad H., “Power Electronics:Circuits, Devices, and
application Second Edition”, New Jersey, 1998.
6