Transmisi Tegangan Tinggi Arus Searah (HVDC Transmission)

Sistem Transmisi Tegangan Tinggi Arus Searah atau High voltage direct current (HVDC) menggunakan DC untuk transmisi daya massal jarak jauh. Untuk transmisi daya jarak jauh, saluran HVDC lebih murah, dan kerugian lebih sedikit dibandingkan dengan transmisi AC. Ini menghubungkan jaringan yang memiliki frekuensi dan karakteristik yang berbeda.

Dalam transmisi AC, gelombang tegangan dan arus bolak-balik berjalan dalam saluran yang berubah arahnya setiap milidetik, karena kerugian yang terjadi dalam bentuk panas. Tidak seperti saluran AC, gelombang tegangan dan arus tidak mengubah arahnya di DC. Saluran HVDC meningkatkan efisiensi saluran transmisi karena daya yang ditransfer dengan cepat.

Dalam sistem AC dan DC gabungan, tegangan AC yang dihasilkan diubah menjadi DC di ujung pengiriman. Kemudian, tegangan DC dibalikkan ke AC di ujung penerima, untuk tujuan distribusi.

Dengan demikian, peralatan konversi dan inversi juga diperlukan di kedua ujung saluran. Transmisi HVDC hanya ekonomis untuk saluran transmisi jarak jauh yang panjangnya lebih dari 600km dan untuk kabel bawah tanah yang panjangnya lebih dari 50km.

Cara Kerja Sistem Transmisi HVDC

Pada gardu induk pembangkit, daya AC dibangkitkan yang dapat diubah menjadi DC dengan menggunakan penyearah. Pada gardu induk HVDC atau gardu konverter, penyearah dan inverter ditempatkan di kedua ujung saluran. Terminal penyearah mengubah AC menjadi DC, sedangkan terminal inverter mengubah DC menjadi AC.

DC mengalir dengan saluran udara dan di ujung pengguna lagi DC diubah menjadi AC dengan menggunakan inverter, yang ditempatkan di gardu konverter. Daya tetap sama di ujung pengiriman dan penerimaan saluran. DC ditransmisikan melalui jarak jauh karena mengurangi kerugian dan meningkatkan efisiensi.

Sistem yang memiliki lebih dari dua stasiun konverter dan satu saluran transmisi disebut 'sistem DC dua terminal' atau 'sistem titik-ke-titik'. Demikian pula, jika gardu induk memiliki lebih dari dua stasiun konverter dan saluran terminal DC yang saling terhubung, maka disebut gardu induk DC multiterminal.

Jarak Ekonomis untuk Saluran Transmisi HVDC

Saluran DC lebih murah daripada saluran AC, tetapi biaya peralatan terminal DC sangat tinggi dibandingkan dengan kabel terminal AC (ditunjukkan pada grafik di bawah). Dengan demikian, biaya awal tinggi dalam sistem transmisi HVDC, dan rendah dalam sistem AC.

Titik pertemuan dua kurva disebut jarak impas. Di atas jarak impas, sistem HVDC menjadi lebih murah. Jarak impas berubah dari 500 menjadi 900 km di saluran transmisi overhead.

Kelebihan dari Transmisi HVDC

Jumlah konduktor dan isolator yang lebih sedikit diperlukan, sehingga mengurangi biaya sistem secara keseluruhan.
Ini membutuhkan lebih sedikit fasa ke fasa dan ground to ground clearance.
Menara mereka lebih rendah dan lebih murah.
Kehilangan korona yang lebih rendah dan lebih sedikit dibandingkan dengan saluran transmisi HVAC dengan daya yang sama.
Kehilangan daya berkurang dengan DC karena lebih sedikit jumlah saluran yang diperlukan untuk transmisi daya.
Sistem HVDC menggunakan pengembalian bumi. Jika ada kesalahan yang terjadi di satu kutub, kutub lain dengan 'pembumian kembali' berperilaku seperti sirkuit independen. Ini menghasilkan sistem yang lebih fleksibel.
HVDC memiliki koneksi asinkron antara dua stasiun AC yang terhubung melalui tautan HVDC, yaitu, transmisi daya tidak tergantung pada frekuensi pengirim ke frekuensi akhir penerima. Oleh karena itu, ia menghubungkan dua gardu induk dengan frekuensi yang berbeda.
Karena tidak adanya frekuensi di jalur HVDC, kerugian seperti efek kulit dan efek kedekatan tidak terjadi dalam sistem.
Itu tidak menghasilkan atau menyerap daya reaktif apa pun. Jadi, tidak perlu kompensasi daya reaktif.
Daya yang sangat akurat dan tanpa kerugian mengalir melalui saluran DC.

Kekurangan transmisi HVDC

Gardu induk konverter ditempatkan baik di ujung pengiriman maupun penerima dari saluran transmisi, yang mengakibatkan peningkatan biaya.
Terminal inverter dan penyearah menghasilkan harmonik yang dapat dikurangi dengan menggunakan filter aktif yang juga sangat mahal.
Jika terjadi gangguan pada gardu induk AC, hal itu dapat mengakibatkan kegagalan daya untuk gardu induk HVDC yang ditempatkan di dekatnya
Inverter yang digunakan pada gardu induk Konverter memiliki kapasitas kelebihan beban yang terbatas.
Pemutus sirkuit digunakan dalam HVDC untuk pemutusan sirkuit, yang juga sangat mahal.
Itu tidak memiliki transformator untuk mengubah level tegangan.
Kehilangan panas terjadi pada gardu induk konverter, yang harus dikurangi dengan menggunakan sistem pendingin aktif.
Tautan HVDC sendiri juga sangat rumit.

Mempertimbangkan semua keuntungan DC, tampaknya jalur HVDC lebih mahir daripada jalur AC. Namun, biaya awal gardu induk HVDC sangat tinggi dan peralatan gardu induknya cukup rumit.

Oleh karena itu, untuk transmisi jarak jauh lebih disukai daya dibangkitkan dalam AC, dan untuk transmisi, diubah menjadi DC dan kemudian diubah kembali menjadi AC untuk penggunaan akhir. Sistem ini ekonomis dan juga meningkatkan efisiensi sistem.