Seperti diketahui bahwa semua peralatan elektronik bekerja dengan sumber tegangan arus searah sehingga dalam operasinya dibutuhkan peralatan penyearah dan
dihubungkan langsung ke sumber tegangan stop kontak. Untuk penyearah yang distorsi gelombang arusnya cukup tinggi dan banyak dipakai secara bersamaan
dimasukkan dalam kategori kelas D. Sementara untuk penyearah dengan arus yang terdistorsi dapat dimasukkan dalam kategori kelas A. Tabel 2.5. memperlihatkan
batasan harmonisa untuk kelas A dan kelas D dan penyearah dengan daya 100 Watt.
Tabel 2.5. Batas arus harmonisa untuk kelas A dan kelas D.
Harmonisa ke-n Batas kelas A
A Batas kelas D
mAW Batas kelas D untuk
input 100 W A
3 2,30
3,4 0,34
5 1,14
1,9 0,19
7 0,77
1,0 0,10
9 0,40
0.5 0,05
11 0,33
0,35 0,035
13 ≤n≤39
0,15x15n 3,85n
0,386n
2.5. Filter Pasif
Aplikasi filter pasif merupakan metode penyelesaian yang efektif dan ekonomis untuk masalah harmonisa. Filter pasif sebagian besar didesain untuk
memberikan bagian khusus untuk mengalihkan arus haromonisa yang tidak diinginkan dalam sistem tenaga. Filter pasif banyak digunakan untuk
mengkompensasi kerugian daya reaktif akibat adanya harmonisa pada sistem instalasi. Rangkaian filter pasif terdiri dari komponen R, L, dan C. Komponen utama
Universitas Sumatera Utara
yang terdapat pada filter pasif adalah kapasitor dan induktor seperti terlihat pada Gambar 2.5. Kapasitor dihubungkan seri atau paralel untuk memperoleh sebuah total
rating tegangan dan kVAR yang diinginkan. Sedangkan induktor digunakan dalam rangkaian filter dirancang mampu menahan selubung frekuensi tinggi yaitu efek kulit
skin effect [13]. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.5.
Jaringan Beban
Non Linier Filter
Pasif
Gambar 2.5. Rangkaian filter pasif dalam sistem.
Terdapat dua jenis filter pasif yaitu filter seri dan filter paralel. Filter seri didesain untuk digunakan pada jaringan utama. Sementara filter pasif paralel hanya
menapis arus harmonisa dan beberapa arus fundamental pada orde yang lebih kecil dari jaringan utama. Sehingga filter paralel lebih murah ketimbang filter seri pada
tingkat efektifitas yang sama. Filter paralel juga memiliki kelebihan lain yaitu dapat mensuplai daya reaktif pada frekwensi fundamental. Dalam banyak aplikasi, paling
umum digunakan filter paralel.
Universitas Sumatera Utara
Beberapa jenis filter pasif yang umum beserta konfigurasi dan impedansinya. Single-tuned filter atau bandpass filter adalah yang paling umum
digunakan. Dua buah Single-tuned filter akan memiliki karakteristik yang mirip dengan double bandpass filter, diperlihatkan Gambar 2.6. berikut:
C L
R
C L
R
C1 L1
R L2
R2 R1
C2
Band-Pass High-Pass
Double Band-Pass Composite
Gambar 2.6. Jenis-jenis filter pasif.
Seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.6. Tipe filter pasif yang paling umum digunakan adalah single-tuned filter Band-pass. Filter umum ini biasa
digunakan pada tegangan rendah. Rangkaian filter ini mempunyai impedansi yang rendah.
Prinsip kerja dari filter pasif yaitu dengan mengalirkan arus harmonisa orde tertentu dari sumber harmonisa beban non linier melalui jaringan filter. Untuk
memaksa arus orde tertentu mengalir ke jaringan filter, maka harga kapasitor harus diatur sehingga terjadi resonansi pada jaringan. Saat terjadi resonansi, harga
impedansi saluran akan minimum karena hanya tinggal komponen resisntasi saja.
Universitas Sumatera Utara
Disamping dapat mengurangi harmonisa, Single-Tuned Passive Filter juga dapat memperbaiki power factor [13]. Kapasitor bank yang telah terpasang pada jaringan
dapat difungsikan sebagai filter. Sehingga tinggal menambah resistor dan induktor. Sebelum merancang suatu filter pasif, maka perlu diketahui besarnya
kebutuhan daya reaktif pada sistem. Daya reaktif sistem ini diperlukan untuk menghitung besarnya nilai kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki sistem
tersebut. a. Untuk menghitung nilai kapasitif pada Filter Pasif :
…………………………………………..….2.16 b. Untuk menghitung nilai induktif pada Filter Pasif :
…………………………………………..….2.17 Keuntungan yang dapat diperoleh dari penggunaan filter pasif antara lain:
a. Desain sederhana dan murah b. Memilki keuntungan lain, dimana filter yang terhubung dengan beban,
dapat juga difungsikan sebagai konpensator energi reaktif Disamping keuntungan, filter pasif juga kekurangan seperti:
a. Impedansi sumber mempengaruhi karakteristik kompensasi filter b. Sensitif terhadap perubahan komponen LC dan variasi frekwensi pada
jaringan
Universitas Sumatera Utara
c. Dapat menyebabkan resonansi seri dan paralel dengan impedansi jaringan yang malah mengakibatkan penguatan harmonisa pada
frekwensi tertentu.
2.6. Single-Tuned Passive Filter
