i i
Lh
I
Rh
I
R C
L
2.11 Filter Second Order Damped
Filter second order damped terdiri dari resistor dan induktor paralel yang diseri dengan kapasitor seperti pada Gambar 2.18. [1,7]. Pada frekuensi resonansi,
filter mempunyai impedansi sangat yang kecil lebih kecil dari impedansi beban sehingga arus yang mempunyai frekuensi sama dengan frekuensi resonansi akan
dibelokkan melalui filter. Dengan demikian second order damped diharapkan dapat mengurangi THD tegangan dan arus.
Gambar 2.18 Second order damped
Impedansi rangkaian dari Gambar 2.18 untuk harmonisa ke h dinyatakan dalam persamaan:
…...…..2.44
h X
hX R
hX R
j hX
R hX
R h
Z
C L
L L
L f
2 2
2 2
2 2
Fh
I
Universitas Sumatera Utara
i i
2.12 Rancangan Filter
Dalam merancang filter dapat dilakukan beberapa langkah [11,12], yaitu: a. Tentukan frekuensi resonansi
r
f
atau order harmonisa ke-
r
h
di mana terjadi resonansi pada sistem.
b. Pilih rating kapasitor berdasarkan kebutuhan daya reaktif untuk perbaikan faktor daya.
c. Hitung reaktansi induktip
L
X
berdasarkan order tuning
n
h . d. Hitung tahanan dengan menggunakan faktor kualitas 0,5 Q
f
5 e. Batasan beban lebih over load limit dari filter apakah sesuai dengan
yang diperkenankan Standar IEEE 18 TM-2002, rating kapasitor yang diperkenankan adalah:
a MVAR = 135 dari name plate MVAR
b RMS Voltage
= 110 dari rated rms voltage c
Peak voltage = 120 dari peak voltage
d RMS Current
= 180 dari rated RMS Current
2.13 Menentukan Komponen-komponen Second Order Damped
Komponen-komponen yang dibutuhkan dalam merancang filter didapatkan dengan menghitung masing-masing komponen R, L dan C dari filter tersebut.
2.13.1 Kapasitansi C
Pada sistem belum terpasang kapasitor bank, kapasitor C yang dibutuhkan untuk meningkatkan perbaikan faktor daya ditentukan terlebih dahulu dengan
Universitas Sumatera Utara
i i
menghitung daya reaktif Q
C
yang akan disediakan filter. Daya reaktif Q
C
ini didapat dengan memperhitungkan besarnya daya reaktif Q
1
sebelum adanya perbaikan faktor daya dan besarnya daya reaktif Q
2
yang dibutuhkan untuk meningkatkan faktor daya.
Besarnya daya reaktif Q
C
dinyatakan dalam persamaan berikut: ........................................................ 2.45
Reaktansi kapasitif filter dapat dinyatakan dalam Persamaan 2.46: ………………...…………………. 2.46
Kapasitansi dari kapasitor adalah: ................................................. 2.47
Di mana:
C
X
= Reaktansi kapasitor bank Ω
V
= Tegangan line neutral pada rel daya dimana kapasitor dipasang kV
C
Q
= Kapasitas kapasitor perfasa kVAR
2.13.2 Induktansi L
Reaktansi induktif dari filter dapat ditentukan dari besarnya nilai kapasitor untuk frekuensi yang ditala.
…………….………………………. 2.48
2 n
C L
h X
X
C C
X X
f C
1 2
1
2 1
Q Q
Q
C
C C
Q kV
X
2
Universitas Sumatera Utara
i i
2 f X
L
L
Cn
X
Ln
X
n
X
Induktansi tergantung pada harmonisa ke berapa, frekuensi yang akan ditala dapat dinyatakan dalam Persamaan 2.49:
................................................................ 2.49
2.13.3 Resistansi R
Resistansi dapat dicari dengan menggunakan Persamaan [1]. ………………………………………….. 2.50
...................... 2.51 Dimana:
Q
f
= Faktor kualitas = Karakteristik reaktansi dari filter
Ω
= Reaktansi induktif dari reaktor saat frekuensi penalaan Ω
= Reaktansi kapasitif saat frekuensi penalaan Ω
Faktor kualitas dari sebuah filter menunjukkan ukuran ketajaman penyetelan filter tersebut dalam mengeliminasi harmonisa. Faktor kualitas pada filter second
order damped mempunyai Q
f
yang rendah yaitu 0,5 Q
f
5, dan biasanya ditala pada
r n
h h
[1]. Filter yang efektif harus memiliki induktor dengan faktor kualitas yang tinggi, untuk itu, R X
n
pada frekuensi resonansi.
n f
X Q
R
C L
Cn Ln
n
X X
X X
X
Universitas Sumatera Utara
i i
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada sistem distribusi tenaga listrik pada Politeknik Negeri Medan. Metode Penelitian yang digunakan adalah melakukan pengumpulan
data dan pengukuran dilapangan, membuat simulasi sesudah dipasangnya filter serta menganalisis hasil dari perolehan data dan hasil simulasi. Diagram satu garis sistem
distribusi Politeknik Negeri Medan dapat dilihat pada Gambar 3.1.
PLN 20 KV
Trafo 400 kVA
Z=4
PCC 380 V BUS 1
Workshop Lab. T. Sipil
Workshop Lab. T. Mesin
Workshop Lab. T. Elektro
Workshop Lab. T. Listrik
`
Gdg. ADM Lab CNC
Gdg Kuliah
A,B,C
Titik Pengukuran
NFB NFB
Gambar 3.1 Diagram satu garis sistem distribusi Politeknik Negeri Medan
41
Universitas Sumatera Utara
i i
Sumber tegangan disuplai dari jaringan tegangan menengah TM 20 kV melalui transformator daya 400 kVA, 20 kV380 V. Transformator tersebut
disambung ke beban antara lain: Gedung kuliah A, B, C, gedung administrasi lama dan laboratorium CNC, gedung workshop dan laboratorium Teknik Listrik, gedung
workshop dan laboratorium Teknik Elektronika, gedung workshop dan laboratorium Teknik Mesin dan gedung workshop dan laboratorium Teknik Sipil. Beban yang
terdapat di masing-masing gedung tersebut meliputi komputer PC dengan UPS di setiap program studi, peralatan laboratorium, mesin-mesin yang diatur kecepatannya
serta menggunakan lampu penerangan dengan electronic ballast. Sebagian besar peralatan yang ada di Politeknik merupakan beban non linier
yang menimbulkan harmonisa arus dan tegangan, sehingga apabila dibiarkan dalam jangka panjang dapat mengakibatkan kerugian. Salah satu cara untuk mengurangi
kerugian yang diakibatkan beban non linier tersebut adalah dengan cara merancang filter pasif untuk harmonisa dan sekaligus berfungsi sebagai kompensator daya
reaktif.
3.2 Data Sistem Distribusi
Kategori