Power Quality pada sistem kelistrikan kapal menjadi isu yang sangat penting saat ini. Perkembangan aplikasi electric drive control sudah banyak diimplementasikan pada system penggerak kapal. Mulai dari pendorong utama kapal, propellers sampai penggerak dengan skala kecil pada kapal. Sistem kelistrikan kapal merupakan isolated power systems. System tersebut mirip dengan power system pada pesawat, kilang minyak lepas pantai, atau emergency power system pada bank, rumah sakit dan sebagainya.
Apa yang unik dari power system di kapal? Jawaban sederhananya adalah, system power listrik yang dipasang pada obyek yang bergerak. Sehingga kontrol operasionalnya meliputi supply listrik (generator) sekaligus distribusi listrik ke beban. Untuk itu apabila terjadi gangguan kualitas daya/power quality pada kelistrikan kapal menjadi masalah yang sangat serius, terlebih apabila gangguan terjadi saat kapal berlayar ditengah laut dan mengganggu kinerja peralatan control navigasi, motor listrik atau instrumen proteksi kelistrikan kapal.
Apa itu gangguan power quality? Gangguan Power Quality pada dasarnya adalah terjadinya penyimpangan kuantitas listrik (arus dan tegangan) dari kondisi idealnya. Permasalahan power quality melibatkan segala aspek dari keseluruhan operasi system tenaga listrik. Mulai dari peralatan proteksi, kontrol stabilitas tegangan, high frekuensi transien akibat petir, arus bocor, gangguan electromagnetik, distorsi harmonisa, sampai dengan system switching. Demikian kompleksnya masalah power quality, diperlukan pengukuran untuk menganalisa dan mengidentifikasi problem power quality, sehingga dapat dilakukan langkah-langkah untuk melokalisir dan memperbaiki problem tersebut. Dibutuhkan Power Quality Analyzer yang mampu mengukur pada frekuensi listrik 50 Hz, 60 Hz dan 400 Hz.
System kelistrikan pada kapal laut dapat dikatakan sebagai skala kecil dari sebuah industrial power system. Kelistrikan kapal secara umum terdiri dari Generator set dan system distribusi listrik yang melayani beban-beban pada kapal. Suatu Power System pada kapal konvensional setidaknya terdiri atas 2 unit Generator AC, dengan penggerak dari mesin diesel, gas turbin atau engine kapal itu sendiri. Daya listrik yang dihasilkan akan dipasok ke beban listrik kapal yang saat ini sudah sangat bervariasi. Tipikal jaringan listrik kapal beroperasi pada frekuensi 50/60 Hz, namun untuk aplikasi kelistrikan di kapal militer seringkali menggunakan frekuensi listrik 400Hz.
Seiring dengan peningkatan kebutuhan daya listrik kapal, system kelistrikan kapal saat ini ada yang menggunakan tegangan menengah 3,3 KV sampai 6KV. Bahkan sekarang sudah dikembangkan system kelistrikan kapal dengan DC gride system oleh ABB dan Siemens untuk stabilitas kualitas daya dan efisiensi operasional kapal.Penggunaan power semikonductor dan aplikasi power electronic yang terintegrasi pada system penggerak kapal memunculkan beberapa permasalahan power quality pada kelistrikan kapal. Masalah Power Quality pada sistem listrik kapal dapat dikelompokkan sebagai berikut:
- System Penggerak
Proses motor penggerak utama maupun penggerak auxiliary saat start Up dan saat running kondisi normal yang dikontrol oleh Electronic Power Converter. - Switching Transients:
Terjadinya elektrifikasi transformer, kabel putus, loss contact, fault clearence, atau pelepasan beban. Sehingga menimbulkan tegangan lebih dan arus lebih yang menyebabkan putusnya Circuit Breaker. - Distorsi Harmonisa:
Harmonisa yang ditimbulkan karena pemakaian peralatan power electronic (inverter, soft starter, switch mode power supply dan lain-lain)
Konsekuensi dari Masalah Power Quality pada kelistrikan Kapal beberapa diantaranya adalah:
- Terganggunya beberapa peralatan elektronik yang sensitif terhadap inerferensi elektromagnetik
- Meningkatnya daya reaktif (reactive losses)
- Terjadinya insulation stress (isolasi kabel maupun isolasi peralatan electrical)
- Gangguan resonansi meningkat
- Electromagnetic disturbance
Pengukuran dan pencatatan fenomena Power Quality yang terjadi pada sistem tenaga listrik dan sistem penggerak kapal membantu kita untuk lebih memahami dan mengurangi masalah sistem kelistrikan pada kapal.