7
2.2 Kualitas Daya Listrik
Power Quality
Kualitas daya listrik diartikan sebagai hubungan dari daya listrik dengan peralatan listrik. Jika peralatan listrik bekerja secara tepat dan handal tanpa mengalami
tekanan dan kerugian dapat dikatakan peralatan listrik tersebut mempunyai kualitas daya yang bagus, sebaliknya ketika perlengkapan listrik gagal fungsi malfunction, kurang
handal atau mengalami kerugian pada saat penggunaan normal, dapat dikatakan bahwa peralatan tersebut memiliki kualitas daya yang buruk.
2.2.1 Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik
Harmonisa merupakan suatu fenomena yang timbul akibat pengoperasian beban listrik non linier, yang merupakan sumber terbentuknya gelombang frekuensi tinggi
kelipatan dari frekuensi fundamental, misal: 100Hz, 150Hz, 200Hz, 300Hz, dan seterusnya. Hal ini dapat mengganggu sistem kelistrikan pada frekuensi fundamentalnya
yaitu 5060 Hz, sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan yang idealnya adalah sinusoidal murni akan menjadi cacat akibat distorsi harmonisa yang terjadi.
2.2.2 Beban nonlinier
Beban yang komponen arusnya tidak proporsional terhadap komponen tegangannya, sehingga bentuk gelombang arusnya tidak sama dengan bentuk gelombang
tegangannya. Tidak terdapat hubungan yang linier antara arus dan tegangan. Beban nonlinier menyerap arus non sinusoidal demikian juga arus harmonik, walaupun disuplai
oleh tegangan sinusoidal. Seperti Gambar 2.15 di bawah ini Dugan; Rizy, 2001.
Gambar 2.3 Arus yang diserap oleh beban nonlinier Sumber : Dugan; Rizy, 2001
Contoh beban nonlinier antara lain penyearah power supply, UPS, komputer, pengaturan Kecepatan motor, lampu-lampu pelepasan, alat-alat ferromagnetik, motor DC, dan
tungku busur api, serta lainnya Dugan; Rizy, 2001.
I U
π
1
8 Gambar 2.4Bentuk gelombang arus dan tegangan pada beban nonlinier
Sumber : Dugan; Rizy, 2001 Sebagian besar beban nonlinier yang digolongkan deforming loads adalah
konverter statis. Beban ini dapat berdaya besar dengan jumlah yang sedikit atau berdaya rendah dengan jumlah yang banyak. Contoh beban ini antara lain Dugan; Rizy, 2001:
Lampu noen TL fluorescent lamps Light dimmers
Komputer Peralatan listrik rumah tangga seperti TV, microwave, radio, dan piringan induksi
induction plates.
2.2.3 Sumber harmonisa utama
Bentuk gelombang yang non sinusioidal dapat terjadi karena empat sebab dasar, yaitu Susiono, 1999:
1. Sumber tegangan atau sumber arus non sinusoidal, sedangkan elemen-elemen rangkaian resistor, induktor, dan kapasitor adalah linear independent
2. Sumber tegangan atau sumber arus sinusoidal, sedangkan elemen-elemen rangkaian mengandung elemen nonlinier.
3. Sumber tegangan atau sumber arus non sinusoidal, sedangkan elemen-elemen rangkaian nonlinier.
4. Sumber tegangan atau sumber arus berupa sumber DC, sedangkan rangkaian mengandung elemen yang berubah secara periodik.
20
VOLTA GE
NON-LINEAR LOAD
CURRENT
10
- 10
- 20
Degrees 0 360
9
2.2.4Distorsi harmonik total Total Harmonic DistortionTHD
THD adalah ukuran dari nilai efektif bentuk gelombang yang terdistorsi dari komponen harmonisa Dugan; dkk, 2003.
THD juga dapat didefinisikan sebagai rasio antara nilai RMS dari komponen harmonisa dan nilai RMS dari fundamental. Harmonik tegangan atau arus diukur dari
besarnya masing-masing komponen harmonik terhadap komponen dasarnya dinyatakan dalam prosennya. Untuk memperoleh suatu parameter yang dipakai untuk menilai
harmonik tersebut dipakai THD Susiono, 1999. THD dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut, yaitu:
1 1
2
max
M M
THD
h h
h
2.11 Dimana M
h
adalah nilai rms komponen harmonik h dalam jumlah M Dugan; dkk, 2003. THD juga dapat dinyatakan dalam persamaan lain yaitu :
2 1
2 2
1
1
k
n n
U U
THD
2.12 dimana:
U
1
= Komponen harmonik fundamental U
n
= Kompponen harmonik ke-n K
= Komponen harmonik maksimum yang diamati. V
THD
adalah persentasi jumlah total tegangan yang terdistorsi oleh harmonisa dan I
THD
adalah persentasi jumlah total arus yang terdistorsi oleh harmonisa. Rumus tegangan harmonisa V
h
dapat dijelaskan sebagai rasio dari tegangan sistem nominal V
s
dalam persen:
100 100
x I
I h
x V
V V
sc h
s h
h
2.13
100 x
I I
I I
V
i sc
i h
h
2.14 dimana:
V
h
= Tegangan harmonisa V
s
= Tegangan sistem I
h
= Arus harmonisa I
sc
= Arus short circuit h
= Harmonisa I
sc
I
i
= Rasio yang ada pada tabel Limit Distorsi Arus Harmonisa I
i
= Arus yang mengambil daya beban elektronik
10 Total Harmonic Distortion THD pada arus didefinisikan:
i h
h THD
I I
I
1 2
2.15
2.2.5 Standar Harmonisa Yang Diijinkan
Kategori