Gambar 3.10 Gambar simulasi dengan filter pasif orde tiga Langkah berikutnya adalah melakukan perhitungan parameter-parameter yang
diperlukan dalam merancang filter.
3.5. Analisis Perhitungan Impedansi Sistem
Untuk menghitung arus hubung singkat, kapasitas hubung singkat SCC, ratio hubung singkat SCR dan orde harmonisa resonansi, diperlukan data impedansi
dari sistem. Impedansi sistem terdiri dari impedansi saluran dan impedansi transformator. Jika impedansi dari peralatan diberikan dalam satuan ohm, maka
impedansi tersebut diubah kedalam satuan p.u dengan menggunakan Persamaan 2.43, dengan kVA
dasar
Untuk menghitung besar tegangan harmonisa, arus harmonisa, THD tegangan, THD arus dan simulasi dari sistem diperlukan data impedansi dalam satuan ohm. Jika
perhitungan menggunakan impedansi dalam satuan ohm, maka semua impedansi dalam sistem harus dinyatakan terhadap sisi tegangan tinggi atau tegangan rendah.
Dalam perhitungan ini semua impedansi dinyatakan terhadap sisi tegangan rendah = 400; Tegangan = 20 kV400 V; dan Tegangan dasar = 400 V.
400 V. Jadi bila impedansi yang diberikan dalam p.u harus diubah menjadi satuan ohm, impedansi dalam satuan ohm adalah seperti ditunjukkan Persamaan 2.42,
Hasil perhitungan impedansi sistem adalah sebagai berikut: 3.5.1.
Impedansi saluran Impedansi saluran kabel yang terbuat dari kabel NA2XSEFGbY 3x150 mm
2
R = 0,206 Ωkm
, sepanjang 30 m. Dari katalog didapat:
R = 0,00618 Ω
L = 0,359 mHkm X
L
Z = 0,00336
Ω
kabel Ω
= 0,00618 + j0,00336
0084 ,
01545 ,
10
3 2
j kV
kVA Z
Z
b pu
kabel
+ =
× =
Ω
3.5.2. Impedansi Transformator
Data transformator 400 kVA, 20 kV400 V V
sekunder
V 230
3 400 =
per fasa = Reaktansi Transformator = 4 = 0,04 pu
Reaktansi Transformator = 01593
, 35
, 577
230 04
, =
× =
L
X Ω
dan nilai induktansi diperoleh sebesar
5
10 0732
, 5
314 01593
,
−
× =
= L
H Z
sistem pu
= Z
saluran
+ Z
transformator
= 0,0084 + 0,04 = 0,0484 pu
Z
sistem Ω
01963 ,
400 10
4 ,
0484 ,
3 2
= ×
= Ω
19628 01963
, 380
= =
=
pu SC
Z V
I A
Hasil pengukuran diperoleh besarnya arus beban I
L
Maka dapat diperoleh perbandingan Arus hubung singkat I = 1888 A
SC
dengan arus beban I
L
4 ,
10 1888
19628 = =
L SC
I I
adalah
3.6. Analisis Perhitungan Komponen Filter
Perhitungan besaran komponen filter dilakukan berdasarkan data hasil pengukuran. Dalam hal ini selain menghitung nilai komponen filter, sekaligus
dilakukan perhitungan kompensasi daya reaktif. Adapun data hasil pengukuran adalah sebagai berikut:
S = 297 kVA P = 218 kW
Q = 201 kVAR Cos
φ
awal
Untuk nilai komponen filter X = pf = 0,73
C1
Kita tentukan Cos φ target = 0,96, maka besar Q
dapat ditentukan dengan langkah sebagai berikut:
C1
dapat dihitung dengan rumus:
5 ,
140 tan
tan
arg 1
= −
=
et t
awal C
P Q
ϕ ϕ
kVAR
Jadi kebutuhan kVAR kapasitor C
1
Jika adalah = 140,5 kVAR
1 2
1 C
C
X V
Q =
, maka 344
, 10
5 ,
140 220
3 2
1 2
1
= ×
= =
C C
Q V
X Ω
Dari hasil pengukuran dapat dilihat bahwa nilai THD arus yang terbesar adalah pada harmonisa ke-3, maka untuk menghitung nilai C
1
39 ,
3089 344
, 150
2 1
2 1
1 1
= ⋅
⋅ ⋅
= =
π π
C
fX C
adalah pada frekuensi 150 Hz, sehingga
µF
Pada perhitungan ini C
1
≠ C
2 1
2 1
2 2
2 1
C F
C F
X hR
X h
R m
+ ,
, dan X
C2
= mX
C1
, untuk m = 2,
maka X
C2
= 0,688 Ω dan harga C
2
diperoleh sebesar 1542,22 µF.
1 1
2 1
2 2
4 2
2
C F
C F
C F
X hR
X hR
X h
R =
× =
+
h = 3 f
3
= 150 Hz
0131 ,
4587 ,
118366 ,
128 ,
4 9
128 ,
4 118366
, 9
344 ,
3 4
344 ,
3
2 2
2 2
2 2
= +
− =
+ −
= +
= +
F F
F F
F F
F F
R R
R R
R R
R R
2 397
, 4587
, 2
1576 ,
4587 ,
2 0524
, 210
, 4587
, 1
2 0131
, 1
4 4587
, 4587
, 2
4
2 2
12
± =
± =
− ±
= −
± =
− ±
− =
A AC
B B
R
F
42785 ,
2 397
, 4587
,
1
= +
=
F
R
03085 ,
2 397
, 4587
,
2
= −
=
F
R
1 2
1 2
C L
C L
F
X h
X mX
h X
R R
− −
=
A AC
B B
X
L
2 4
2 3
− ±
− =
dimana: m
hX A
C
+ −
= 1
1
m hX
R B
C F
2 1
2 1
2
+ +
=
2 1
1 2
1
C C
F
hX hX
m R
C +
− =
misal m = 2, maka A = -3,096; B = 1,95805; dan C = 0,08805 dan X
L3
= 4,4563 ×10
-3
dengan X
L
= 2 πfL,
maka harga L diperoleh sebesar 4,72828 µH
Dengan demikian parameter dari filter pasif orde tiga pada harmonisa ke-3 adalah sebagai berikut:
X
C1
X = 0,344
Ω
C2
X = 0,688
Ω
L
= 4,4563 × 10
-3
R Ω
F1
R = 0,42785
Ω
F2
C = 0,03085
Ω
1
C = 3084,39
µF
2
L = 4,72828 µH
= 1542,22 µF
2 2
2 2
C L
C L
F
X h
X mX
h X
R R
− −
= misal diambil R
F1
Dengan memasukkan nilai parameter-parameter yang telah dihitung tersebut kedalam rangkaian simulasi filter pasif orde tiga seperti ditunjukkan pada Gambar
3.10, maka langkah selanjutnya adalah menjalankan program Matlabsimulink dan apakah sudah sesuai dengan hasil yang diharapkan.
= 0,42785 Ω, maka harga resistansi R
diperoleh sebesar 2,20754 Ω.
BAB 4 HASIL DAN ANALISIS
