PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED FILTER) UNTUK MEREDUKSI HARMONISA ARUS AKIBAT PEMAKAIAN BEBAN NON LINIER DI TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI PLTU TARAHAN
ABSTRAK
PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED FILTER) UNTUK
MEREDUKSI HARMONISA ARUS AKIBAT PEMAKAIAN BEBAN NON
LINIER DI TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI PLTU
TARAHAN
Oleh
INDRA ADITAMA
Sebagai salah satu pembangkit listrik terbesar di Sumbagsel, PLTU Tarahan
mempunyai beban pemakaian sendiri yang bervariasi. Beban-beban ini merupakan
beban non linier yang menyebabkan timbulnya distorsi harmonisa. Distorsi
harmonisa menyebabkan gelombang arus dan tegangan sistem menjadi tidak
sinusoidal serta memiliki efek negatif terhadap kinerja peralatan listrik. Salah satu
contohnya adalah peralatan elektronik dan transformator menjadi lebih cepat panas.
Oleh karena itu, untuk mengatasi permasalahan harmonisa yang terjadi dalam tugas
akhir ini digunakan tapis pasif jenis single tuned filter. Pemilihan jenis tapis ini
didasarkan pada karakteristik arus harmonik beban hasil pengukuran. Penyelesaian
permasalahan dalam tugas akhir ini dibatasi hanya untuk orde harmonik yang paling
dominan yaitu, orde ke-5 dan orde ke-7 pada bus beban LP (Lampu Penerangan), AC
(Air Conditioner) dan Lift.
Hasil simulasi menunjukan pemasangan single tuned filter ini efektif untuk meredam
arus harmonisa serta memperbaiki faktor daya. Sehingga setelah pemasangan tapis
arus harmonisa pada bus beban LP turun dari 39,00% menjadi 12,30%, bus beban AC
turun dari 15,26% menjadi 8,60%, bus beban Lift turun dari 25,16% menjadi 19,52%
dan bus beban total turun dari 16,05% menjadi 3,92%.
Kata kunci: Distorsi Harmonisa, Single Tuned Filter, Faktor Daya.
PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED FILTER) UNTUK
MEREDUKSI ARUS HARMONISA AKIBAT PEMAKAIAN BEBAN
NON LINIER DI TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI PLTU
TARAHAN
Oleh
INDRA ADITAMA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2013
ii
',
.?WED' nclbb r$ruufi lrtEnooutrgt'ffiUs
.
. IABIiIONISA.AITIBilIrPNFTAITAI'IIIBE
NON LINIER PAI)A TRAJ{SFOBITATOR
freUnlIenn SEIID-IBI PLTU
T
.I{arrra-IrlahasirSwa
fl
or Pokok
,,.,,
.,
,chtlya
Mahasi ':,@t5oaio64
^fitffio
\
\.
::,
.:.
IUENTETUJUI
:..,
J::
r-i
-*;' *fi qmisl,P,eqJbirbi4g
P,elnbjrrtbing
fen
ing.U.
{T:.a
-Ll
u'gltq
H
Dri: Eng;,LuBmanul llaklm, S.T.; Ill.Sc"
III,E,19720-gW 2WOL2,;L,AA2' ', ,i:, :
.
lllntng nt4filq-th,,$,T.,,
2. Ketua Jurusan Teknik Elektro
Agqq!,
!g; $T.,
MP,1.968-OB09
P1-1'.
NrP 1974@22 zc,C,c/l^z 2 @1
IIfl, fh.D.
00i .,,
199m5,1
,.
!IENGESAIIITAIT
1.
fim
Pengqii
:, :. . r,, .:
Ketua
,
;
.Ntning hlrcIt,
9.T., l}t.T.
$ekretaris
Pengqji Utama
'."ig5llA3;'"\
";lrr€$f{$\
ilW,"il\thauE
3;
.
Afrfad, D.E.A
qrr 1e65os1o 199505 , */,
Tanggal Lulus lljian Skripsi:
i29 Aprll,2, IaZ
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang
pernah dilakukan orang lain dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya
atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis
diacu dalam naskah ini sebagaimana yang disebutkan di dalam daftar pustaka.
Selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.
Apabila pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai
dengan hukum yang berlaku.
Bandar Lampung, 29 April 2013
Indra Aditama
0815031064
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kediri, Jawa Timur pada tanggal 10
Oktober 1989 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara, dari
Bapak Sunarto dan Ibu Iswati. Pendidikan sekolah dasar
diselesaikan di SDN 2 Ngetrep pada tahun 2001, Sekolah
Menengah Pertama di SMPN 2 Mojo, diselesaikan pada tahun
2004, sempat berhenti satu tahun dan Sekolah Menengah Atas di SMAN 1 Pasir Sakti
diselesaikan pada tahun 2008.
Pada tahun 2008, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional
Masuk Perguruan Tinggi Negeri) tahun 2008. Selama menjadi mahasiswa, penulis
aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro (HIMATRO) sebagai
Kepala Divisi Minat dan Bakat pada tahun 2010-2011. Penulis juga dipercaya
menjadi anggota Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknik Unila tahun 20112012. Penulis menjadi asisten Praktikum Konversi Energi Elektrik (2010-2013).
Penulis juga mendapatkan kesempatan sebagai penerima beasiswa COOPERATIVE
EDUCATIONS PT.PLN PEMBANGKITAN SUMBAGSEL, Sektor Pembangkitan
TARAHAN pada 1 Februari sampai 1 Agustus 2012.
Pada 6 September sampai dengan 7 Oktober 2011, penulis melaksanakan Kerja
Praktik di PT.KRAKATAU DAYA LISTRIK.
Hidup ini terlalu singkat untuk dilewatkan
dengan pilihan yang salah.
Jika Anda mendidik seorang pria, maka
seorang pria akan menjadi terdidik. Jika Anda
mendidik seorang wanita, maka sebuah
generasi akan terdidik.
(Brigham Young)
Orang awam akan mengatakan apa yang dia
ketahui, tapi orang yang bijak mengetahui apa
yang dikatannya.
Sebaik-baiknya manusia, ialah yang
paling bermanfaat bagi manusia
yang lain.
(Rasulullah Muhammad saw)
Dengan kerendahan hati yang tulus,
bersama keridhaan-Mu Ya Allah,
kupersembahkan karya tulis ini untuk yang
tersayang:
Ayahanda dan Ibunda
Sunarto & Iswati
Atas ketulusan cinta, kasih sayang, do’a, dan semua
pemberian yang tiada henti. Semoga karya kecil ini
dapat mengobati beban kalian walau hanya sejenak,
semua jasa-jasa kalian tak akan pernah
Kulupakan.
SANWACANA
Assalammu’alaikum Wr . Wb
Puji syukur saya panjatkan kepada Sang sutradara alam ini Allah SWT, karena
berkat rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW sang
penutup Nabi dan Rasul, kepada keluarga, sahabat dan pengikutnya yang
senantiasa setia sampai akhir zaman.
Skripsi
yang berjudul “PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED
FILTER) UNTUK MEREDUKSI ARUS HARMONISA AKIBAT PEMAKAIAN
BEBAN NON LINIER PADA TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI
PLTU TARAHAN” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Selama proses pengerjaan skripsi ini, tak lupa penulis sampaikan penghargaan dan
rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi dan menyusun laporan ini sehingga dapat terselesaikan
dengan baik dan tepat waktu, khususnya kepada :
1. Ibu Dr. Lusmeilia Anggraini, D.E.A. selaku Dekan Fakultas Teknik
2. Bapak Agus Trisanto, Ph.D. selaku ketua jurusan Teknik Elektro Universitas
Lampung.
3. Ibu Herlinawati, S.T., M.T. selaku sekretaris jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung serta selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Ibu Nining Purwasih, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas
Akhir.
5. Bapak Dr.Eng. Lukmanul Hakim, S.T.,M.Sc selaku Dosen Pembimbing
Pendamping Tugas Akhir.
6. Bapak Herri Gusmedi, S.T.,M.T. selaku Dosen Penguji Tugas Akhir.
7. Bapak serta Ibu dosen Jurusan Teknik Elektro atas didikkan, bimbingan, serta
ilmu pengetahuan yang telah diberikan.
8. Mbak Ning dan jajaran staf administrasi Jurusan Teknik Elektro Universitas
Lampung.
9. Kedua Orang tua saya, Ayahanda Sunarto dan Ibunda Iswati, yang senantiasa
mendoakan, serta memberi dukungan kepada penulis baik secara materi, moral
maupun spiritual.
10. Adik-adikku tersayang, Erni Fitriana serta Elen Dhita Nur Aini yang selalu
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
11. Kawan-kawan pelangi, Nora Adityan, Kholil Arifudin, Taufik Munandar,
Ade Wahyu Hidayat, Fardinan Ahmad dan kak Asdian yang telah bertahan
dalam susah dan senang selama tinggal bersama-sama.
12. Para penghuni Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung.
(Sigit, Edo, Yoga, Yogi, Firman, Tuntas, Adi, Giri, Komed, Yudai, Bembeng,
Rizky, Ujang, Jeni, Syuhada, Cipo, Rudi, Yustinus, Audli, Rahmat, Dana,
Aris) atas sharing dan kebersamaan dalam canda dan tawa dalam mengisi
malam-malam di Lab.
13. Mutiara-mutiara kebanggaan Teknik Elektro Universitas Lampung 2008, Ayu,
Yuli, Nisa, Barokatun, Novia, Prativi, Palupi dan Lia atas dukungannya
selama ini.
14. Temen-temen Jurusan Teknik Elektro khususnya angkatan 2008 yang tidak
bisa disebutkan satu persatu yang sangat luar biasa.
15. Ambar Widya. L, seseorang yang baru dikenal namun telah memberi
pengaruh dan motivasi pada penulis untuk menjadi seseorang yang lebih baik
lagi.
16. Kakak dan adik tingkat jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung yang
begitu luar biasa.
17. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu,
terimakasih atas semua bantuan yang telah diberikan dalam menyelesaikan
penulisan tugas akhir ini. Mudah-mudahan itu semua menjadi amal kebaikan
saudara.
18. Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah.
Semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya, serta
mencatat kebaikan kita menjadi suatu nilai ibadah, Amin.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun
sangat penulis harapkan demi perbaikan di masa yang akan datang. Akhirnya,
semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandar lampung, 30 April 2013
Penulis
Indra Aditama
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ....................................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN ..........................................................................
iv
LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................
v
DAFTAR ISI .................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG ..........................................................................
1
1.2 TUJUAN PENELITIAN ......................................................................
2
1.3 MANFAAT PENELITIAN ..................................................................
3
1.4 RUMUSAN MASALAH .....................................................................
3
1.5 BATASAN MASALAH ......................................................................
4
1.6 HIPOTESIS .........................................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 HARMONISA .....................................................................................
5
2.2 CARA MENGATASI HARMONISA ...................................................
8
2.2.1 Orde Harmonik ............................................................................
8
2.2.2 Distorsi Harmonik Individual (IHD) ............................................
9
2.2.3 Distorsi Harmonik Total (THD)....................................................
9
2.2.4 Nilai RMS ....................................................................................
10
2.2.5 Komponen Harmonik ..................................................................
11
2.2.6 Teknik Mereduksi Harmonik .......................................................
16
2.3 HARMONISA DI PLTU TARAHAN ...................................................
22
2.3.1 Beban LP (Lampu Penerangan) ....................................................
23
2.3.2 Beban AC (Air Conditioner) ........................................................
24
2.3.3 Beban Pump ................................................................................
24
2.3.4 Beban PM (Positioning Motor) ....................................................
25
2.3.5 Beban Lift ....................................................................................
26
2.3.6 Beban Motor ................................................................................
27
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN .............................................
28
3.2 ALAT DAN BAHAN PENELITIAN ...................................................
28
3.3 METODE PENELITIAN .....................................................................
28
3.3.1 Single Tuned Filter ......................................................................
29
3.3.2 Rating Komponen Tapis ..............................................................
31
3.3.2.1 Rating Kapasitor .............................................................
32
3.3.2.2 Rating Induktor ...............................................................
33
3.4 SKENARIO SIMULASI ........................................................................
33
3.5 ANALISA .............................................................................................
34
3.6 DIAGRAM ALIR .................................................................................
34
BAB IV ANALISA DATA DAN SIMULASI
4.1 ANALISA TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) ........................
36
4.2 PERANCANGAN TAPIS HARMONISA ............................................
40
4.3 PERHITUNGAN RATING KERJA TAPIS ..........................................
44
4.3.1 Perhitungan Kerja Fundamental Tapis ..........................................
44
4.3.2 Perhitungan Kerja Harmonik Tapis ..............................................
45
4.3.3 Perhitungan Kerja Total Tapis .....................................................
48
4.4 ANALISA HARMONIK HASIL SIMULASI .......................................
50
4.4.1 Pemasangan Tapis untuk Seluruh Beban (Beban Total) ................
51
4.4.2 Pemasangan Tapis untuk Setiap Beban ........................................
55
4.4.2.1 Beban LP (Lampu Penerangan) .......................................
57
4.4.2.2 Beban AC (Air Conditioner) ............................................
59
4.4.2.3 Beban Lift .......................................................................
62
4.5 KESESUAIAN ANTARA PERENCANAAN DAN HASIL .................
65
BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN ....................................................................................
66
5.2 SARAN ................................................................................................
67
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Batasan – batasan Distorsi Tegangan Harmonik (THD) ....................
10
Tabel 2.2
Urutan Orde ............................................................................................
12
Tabel 2.3
Batas Distorsi Arus Harmonisa untuk Sistem DistribusiUmum
(120 V sampai 69 kV) ......................................................................
14
Tabel 2.4
Batas Distorsi Tegangan .........................................................................
15
Tabel 2.5
Pengukuran Beban LP (Lampu Penerangan) ......................................
23
Tabel 2.6
Pengukuran Beban AC (Air Conditioner) ..........................................
24
Tabel 2.7
Pengukuran Beban Pump ..................................................................
25
Tabel 2.8
Pengukuran Beban PM (Positioning Motor) .....................................
25
Tabel 2.9
Pengukuran Beban Lift .....................................................................
26
Tabel 2.10 Pengukuran Beban Motor .................................................................
27
Tabel 3.1
Rating Kapasitor ............................................................................
32
Tabel 4.1
Perbandingan ITHD Pengukuran dengan Standar IEEE -519-1992 ......
38
Tabel 4.2
Perbandingan VTHD Pengukuran dengan Standar IEEE -519-1992.....
39
Tabel 4.3
Spesifikasi Tapis ..............................................................................
43
Tabel 4.4
Karakteristik Untilty System 3ø .....................................................
47
Tabel 4.5
Perbandingan Batasan Kerja Tapis ....................................................
49
Tabel 4.6
Hasil Pemasangan Tapis untuk Beban Total .....................................
52
Tabel 4.7
Hasil Pemasangan Tapis untuk Setiap Beban .....................................
56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Penguraian Gelombang Terdistorsi Menjadi Gelombang
Frekuensi Dasar dan Harmonisa ke-3...............................................
6
Gambar 2.2 Fundamental, Harmonik Kedua. dan Harmonik Ketiga ....................
7
Gambar 2.3 Vektor Hubungan Komponen Daya pada Kondisi Non Sinusoidal ...
12
Gambar 2.4 Arus Netral Tinggi Akibat Triplen Harmonik ..................................
13
Gambar 2.5 Karakteristik Gelombang Arus pada Beban Linier ...........................
15
Gambar 2.6 Karakteristik Gelombang Arus pada Beban Non Linier ...................
16
Gambar 3.1 (a).Rangkaian Single Tuned Filter ..................................................
30
(b).Kurva Impedansi Terhadap Frekuensi ......................................
30
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ..................................................................
35
Gambar 4.1 Parameter Spesifikasi Tapis pada Simulasi ETAP ............................
44
Gambar 4.2 Pemodelan Sistem dengan ETAP Power Station versi 6.0.0C ..........
51
Gambar 4.3 Lokasi Pemasangan Single Tuned Filter untuk Beban Total.............
52
Gambar 4.4 (a).Gelombang Arus Beban Total Sebelum Tapis Terpasang .........
53
(b).Gelombang Arus Beban Total Setelah Tapis Terpasang ..........
53
Gambar 4.5 (a) Bentuk Spektrum Arus Beban Total Sebelum Tapis Terpasang ..
54
(b) Bentuk Spektrum Arus Beban Total Setelah Tapis Terpasang ...
54
Gambar 4.6 Lokasi Pemasangan Single Tuned Filter untuk Setiap Beban ..........
55
Gambar 4.7 (a).Gelombang Arus Beban LP Sebelum Tapis Terpasang .............
57
(b).Gelombang Arus Beban LP Setelah Tapis Terpasang ..............
57
Gambar 4.8 (a).Bentuk Spektrum Arus Beban LP Sebelum Tapis Terpasang ....
58
(b).Bentuk Spektrum Arus Beban LP Setelah Tapis Terpasang .....
58
Gambar 4.9 (a).Gelombang Arus Beban AC Sebelum Tapis Terpasang ............
59
(b).Gelombang Arus Beban AC Setelah Tapis Terpasang .............
60
Gambar 4.10 (a).Bentuk Spektrum Arus Beban AC Sebelum Tapis Terpasang .
61
(b).Bentuk Spektrum Arus Beban AC Setelah Tapis Terpasang....
61
Gambar 4.11 (a).Gelombang Arus Beban Lift Sebelum Tapis Terpasang ..........
62
(b).Gelombang Arus Beban Lift Setelah Tapis Terpasang ............
63
Gambar 4.12 (a).Bentuk Spektrum Arus Beban Lift Sebelum Tapis Terpasang .
64
(b).Bentuk Spektrum Arus Beban Lift Setelah Tapis Terpasang ...
64
I. PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kualitas daya yang baik pada suatu sistem tenaga listrik khususnya di bidang
industri adalah suatu hal yang sangat penting. Kualitas daya ini dipengaruhi oleh
jenis beban yang disuplai oleh sistem. Apabila sistem dengan sumber tegangan
sinusoidal menyuplai beban linier tidak akan menjadi suatu masalah. Beban linier
mencakupi resistor dan induktor. Permasalahan utama dalam kualitas daya
adalah munculnya harmonisa yang ditimbulkan oleh beban-beban non linier.
Penyebab dari gangguan harmonisa adalah dari peralatan yang banyak digunakan
dalam sektor industri, terutama peralatan yang menggunakan komponen
converter dan thyristor.
Munculnya kandungan harmonisa tersebut dapat menyebabkan dampak negatif
terhadap peralatan-peralatan lain yang terpasang pada sistem, yaitu kondisi
peralatan menjadi cepat panas akibat menerima frekuensi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan frekuensi fundamental. Selain itu harmonisa juga
menyebabkan berbagai masalah pada sistem tersebut, antara lain adalah faktor
daya sistem menjadi lebih rendah, arus netral meningkat, rugi-rugi daya sistem
bertambah dan lain sebagainya. Kondisi tersebut harus segera diatasi agar tidak
2
menjadi masalah serius. Usaha-usaha untuk mengurangi harmonisa akibat
pemakaian beban non linier telah banyak dilakukan. Cara sederhana yang sering
dilakukan adalah dengan memasang tapis pasif secara paralel dengan beban non
linier. Tapis pasif ini dapat terdiri dari komponen induktor, kapasitor dan resistor
yang dipasang pada frekuensi resonansi tertentu, sehingga dapat mereduksi
harmonisa. Tapis pasif ini bekerja pada frekuensi harmonisa. Oleh karena itu
untuk mengurangi harmonisa dengan menggunakan tapis pasif, data yang perlu
diketahui adalah nilai IHD pada setiap orde harmonik.
Penggunaan Tapis pasif single tuned filter untuk meredam arus harmonisa pada
industri saat ini semakin banyak digunakan karena semakin banyak persoalan
harmonisa yang timbul akibat penggunaan komponen beban non linier pada
semua jenis industri, terutama industri pengecoran logam, industri baja, dan
industri lainnya yang menggunakan peralatan konverter, inverter, dan lain
sebagainya.
1.2 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian yang dilakukan ini adalah:
1. Merancang dan mensimulasikan single tuned filter untuk mereduksi
harmonisa akibat penggunaan beban non linier.
2. Menganalisa pengaruh pemasangan single tuned filter terhadap perubahan
kandungan harmonisa berdasarkan simulasi yang dilakukan.
3. Membandingkan efektifitas pemasangan tapis pada beban total dengan
pemasangan tapis pada masing-masing beban.
3
1.3 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dengan adanya perancangan dan simulasi tapis pasif single tuned filter ini,
dapat memberi informasi kepada para pegawai PLTU Tarahan tentang
pentingnya pemasangan dan manfaat pemasangan tapis pasif untuk mereduksi
harmonisa.
2. Dengan adanya rancangan dan simulasi dari tapis pasif single tuned filter ini,
dapat digunakan sebagai acuan oleh para pegawai PLTU Tarahan dalam
merealisasikan tapis pasif single tuned filter untuk mereduksi harmonisa di
PLTU Tarahan.
1.4 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Bagaiman cara melakukan pengukuran arus harmonisa yang akan direduksi
menggunakan tapis pasif single tuned tapis.
2. Bagaimana cara menentukan nilai kapasitor dan induktor serta resistor yang
akan digunakan sebagai tapis pasif single tuned filter untuk mereduksi arus
harmonisa.
3. Bagaimana cara mensimulasikan dengan software ETAP Power Station Versi
6.0.0C untuk pemasangan tapis pasif single tuned filter agar dapat mereduksi
arus harmonisa.
4
4. Bagaimana cara menganalisa hasil pemasangan tapis pasif single tuned filter
pada software ETAP Power Station Versi 6.0.0C agar dapat mereduksi arus
harmonisa.
1.5 BATASAN MASALAH
Asumsi-asumsi berikut ini sebagai batasan masalah yang dipakai dalam
penelitian ini, yaitu:
1. Perancangan tapis pasif single tuned filter hanya mereduksi orde harmoisa
yang paling dominan, sesuai dengan data yang diperoleh.
2. Penggunaan komponen induktor (L), kapasitor (C) sebagai tapis pasif single
tuned filter sesuai dengan yang terdapat pada perangkat lunak yang
digunakan.
3. Penggunaan
software
ETAP
Power
Station
Versi
6.0.0C
untuk
mensimulasikan pemasangan tapis pasif single tuned filter pada sistem.
1.6 HIPOTESIS
Hipotesis dari penelitian ini adalah terselesaikannya perancangan ini dapat
memberi informasi yang nyata tentang manfaat pemasangan tapis pasif single
tuned filter untuk mereduksi arus harmonisa dan dapat digunakan sebagai acuan
oleh para pegawai PLTU Tarahan dalam merealisasikan tapis pasif single tuned
filter untuk mereduksi arus harmonisa di gedung administrasi PLTU Tarahan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 HARMONISA
Pada sistem tenaga listrik, daya yang didistribusikan adalah pada level tegangan
dengan frekuensi tunggal (50 Hz atau 60 Hz), tetapi karena perkembangan beban
listrik yang semakin pesat dan komplek, terutama penggunaan beban-beban non
linier, akan menimbulkan perubahan pada bentuk gelombang sinusnya.
Berdasarkan Standard IEC (International Electrotechnical Comission) 1000.411, gangguan harmonik tergolong dalam distorsi bentuk gelombang yang
menyebabkan terjadinya perubahan pada bentuk gelombang dasarnya.
Pembangkit gelombang sinus tegangan dianggap memiliki bentuk yang ideal,
namun dalam penyalurannya, semakin berkembang dan kompleksnya beban
maka distorsi yang terjadi semakin meningkat. Pada beberapa titik, bentuk
gelombang arus dan tegangan akan terdistorsi sebagai akibat dari karakteristik
beban. Distorsi bentuk gelombang tersebut adalah acak, tetapi pada kasus ini
bentuk distorsinya harmonik. Gejala ini menyebabkan terjadinya perubahan
bentuk gelombang.
6
Gambar 2.1 Penguraian Gelombang Terdistorsi Menjadi Gelombang Frekuensi Dasar
dan Harmonisa ke-3[1].
Pada dasarnya, harmonisa adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang
dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan
frekuensi dasarnya.
Untuk bentuk gelombang yang non sinusoidal ditunjukkan dalam Gambar 2.1 di
atas, yang dinyatakan dengan deret Fourier yang disederhanakan seperti yang
telah diformulasikan oleh C.Sankaran(2002) berikut ini[1]:
V(t) = V0 + V1 sin( ߱.t) + V2 sin( 2߱.t) + V3 sin(3߱.t) + Vn sin( ߱.t) + ..
+ Vn+1 sin( ( + 1)߱.t) + ….
(2.1)
dimana Vo adalah konstanta atau komponen dc bentuk gelombang. V1, V2, V3 , …. ,
Vn adalah harga puncaknya.
Gelombang non sinusoidal dapat terbentuk dengan menjumlahkan gelombanggelombang sinusoidal pada Gambar 2.2 di bawah. Sebagai contoh, gelombang
non sinusoidal hasil penjumlahan gelombang fundamental dan gelombang
7
harmonisa ketiga dapat dilihat pada Gambar 2.1 di atas. Misalkan frekuensi
fundamental (harmonisa pertama) adalah f, maka harmonisa kedua memiliki
frekuensi 2f, harmonisa ketiga memiliki frekuensi 3f, dan harmonisa ke-n
memiliki frekuensi nf. Jika frekuensi fundamental adalah 50 Hz, maka harmonisa
kedua memiliki frekuensi 100 Hz, harmonisa ketiga memiliki frekuensi 150 Hz,
dan seterusnya. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada Gambar 2.2 sebagai
berikut:
Gambar 2.2 Fundamental, Harmonik Kedua. dan Harmonik Ketiga[1].
Berdasarkan pengertian-pengertian di atas, gangguan harmonisa merupakan
berubahnya bentuk gelombang sinusoidal menjadi bentuk cacat gelombang yang
terjadi karena adanya interaksi antara bentuk gelombang dasar sistem dengan
8
komponen gelombang lain yang frekuensinya merupakan kelipatan integer dari
frekuensi dasarnya.
2.2 CARA MENGATASI HARMONISA
Sebelum membahas lebih lanjut tentang cara mengatasi harmonisa, maka terlebih
dahulu perlu diketahui mengenai beberapa istilah penting dalam harmonik.
Berikut ini adalah beberapa istilah-istilah dan persamaan yang terdapat dalam
analisis harmonik:
2.2.1 Orde Harmonik
Orde dari harmonik merupakan perbandingan frekuensi harmonik dengan
frekuensi dasar, dimana :
=
୬
(2.2)
dengan:
n = Orde harmonik
fn = Frekuensi harmonik ke-n
f = Frekuensi dasar / fundamental
Sesuai dengan definisi diatas maka orde harmonik frekuensi dasar (f)
adalah 1. Artinya orde ke-1 bukan merupakan harmonik, sehingga yang
dianggap sebagai harmonik dimulai dari orde ke-2 hingga orde ke-n, hal ini
juga sesuai dengan penjelasan dari Tarmizi (2010)[2].
9
2.2.2 Distorsi Harmonik Individu (IHD)
Menurut saudara Endi Sopyandi Distorsi Harmonik Individu (IHD)
merupakan rasio tegangan atau arus antara nilai RMS harmonik dengan
nilai RMS dasar (fundamental)[3].
=ܦ
Dimana:
(2.3)
= ܦIHD orde harmonik ke-h (h=2, 3, 4, 5,....)
ܦh = Nilai RMS arus atau tegangan harmonik ke-h
I1 = Nilai RMS arus atau tegangan dasar (fundamental)
2.2.3 Distorsi Harmonik Total (THD)
Total Distorsi Harmonik (THD) merupakan rasio nilai rms dari komponen
harmonisa dengan nilai rms dari komponen dasar yang biasanya dinyatakan
dalam persen (%)[4].
Nilai THD dijadikan batasan tegangan atau arus harmonik yang masih
dapat ditoleransi dalam suatu sistem tenaga listrik. Dengan adanya
parameter ini, maka dapat dilihat apakah distorsi yang terjadi dalam
kondisi yang masih bisa diterima sistem atau tidak. Nilai ini untuk arus
ataupun tegangan dapat dihitung dengan rumus sebagaimana dijelaskan
pada Dugan, Roger.C (2003)[4]:
=ܦ
ට∑ೌೣ
ெ
ಭ
dengan :
ெ
THD = Total Harmonik Distortion
(2.4)
10
Mh = Nilai RMS dari arus atau tegangan dari komponen
harmonik ke-h
M1= Nilai RMS dari arus atau tegangan dari frekuensi dasar.
Besarnya pengaruh harmonik pada sistem tenaga ditentukan oleh besarnya
THD yang dihasilkan. Batasan-batasan THD yang diizinkan untuk
beberapa sistem tegangan berdasarkan standar IEEE 519-1992 dan PLN
diperlihatkan pada tabel berikut sesuai dengan yang dijabarkan oleh Retno
Aita Diantari (2008)[5]:
Tabel 2.1 Batasan – batasan Distorsi Tegangan Harmonik (THD)
Standar IEEE
Sistem Tegangan
(kV)
Vn < 69
Total
Harmonik
Distortion ( % )
5%
Standard PLN
Sistem Tegangan
(kV)
20
Total
Harmonik
Distortion ( % )
5%
69 161
1,5 %
2.2.4 Nilai RMS
Nilai RMS yang dihasilkan oleh gelombang arus/tegangan yang terdistorsi
harmonik dapat dinyatakan dengan persamaan berikut, sesuai dengan
formulasi pada Dugan, Roger.C (2003)[4]:
= ට∑௫
ܯ
= ܯ. √1 +
ܦ
dimana : Mh = Nilai RMS dari arus atau tegangan ke-h
(2.5)
11
2.2.5 Komponen Harmonik
Berikut ini merupakan beberapa komponen-komponen yang terdapat dalam
harmonik:
a. Daya dan Faktor Daya
Seperti penjelasan dari saudara Adrianto (2007), bahwa daya komplek
adalah daya yang merupakan penjumlahan antara daya aktif dengan
daya pasif. Daya aktif (daya nyata) adalah daya yang diserap oleh beban
untuk melakukan kerja yang sesungguhnya. Daya reaktif adalah daya
yang tidak terlihat sebagai kerja nyata dan biasanya dipengaruhi oleh
komponen reaktif serperti induktor. Berikut adalah persamaan daya aktif
(P) dan reaktif (Q) rata-rata pada kondisi non sinusoidal[6]:
= ∑ୀ
= ∑ୀ
. . ܿ
. .
(߮ℎ) = ∑ୀ
݅ (߮ℎ) = ∑ୀ
ܽ
ܽ
(2.6)
(2.7)
Secara umum, daya kompleks (S) dapat dinyatakan dengan:
= ݔ
ܣ
(2.8)
Dalam kondisi non sinusodal, daya komleks dapat dinyatakan dengan:
=ට
+
+ܦ
ܣ
(2.9)
Berikut ini gambar diagram vektor tiga dimensi yang menunjukan
hubungan antara P, Q dan D seperti yang telah dijabarkan oleh Dugan
(2003)[4]:
12
Gam
ambar 2.3 Vektor Hubungan Komponen Daya pad
ada
Kondisi Non Sinusoidal[4].
b. Urutan
n Fasa Harmonik
Dalam kkasus studi khususnya sistem tiga fasa tentu
ten tidak lepas dari
urutan fasa.
fa Studi harmonik dalam sistem tiga fasaa m
mengidentifikasikan
bahwa tidak
ti
semua komponen harmonik mempunyai
yai urutan fasa seperti
phasorr
sebenarnya.
Menurut
teori
komponen
en
simetris
dapat
diidentif
tifikasikan menjadi tiga buah kelompok, ya
yaitu: urutan positif,
urutan negatif,
n
dan urutan nol. Seperti yang dijelaska
kan terlebih dulu oleh
Adrianto
nto (2003) ketiga urutan tersebut dapat dilih
lihat pada Tabel 2.2
berikutt ini
i [6]:
Tabel 2.2 Urutan Orde
Orde
rde harmonik
Ur
Urutan
fasa
ha
harmonik
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
…
+
-
0
+
-
0
+
-
0
+
…
13
Jadi secara teratur pola urutan fasa setiap orde harmonik dapat
dinyatakan sebagai berikut:
Urutan fasa positif (positif sequence) = 3h+1
Urutan fasa negatif (negative sequence) = 3h-1
Urutan fasa nol (zero sequence) = 3h
c. Triplen Harmonik
Berdasarkan penjelasan Dugan (2003) Triplen harmonik merupakan
kelipatan ganjil dari harmonik ketiga (h=3, 9, 15, 21,...). Pada sistem 3
fasa 4 kawat seimbang (Gambar 2.4), arus urutan nol dan arus triplen
harmonik akan tetap ada dan mengalir melalui kawat netral. Hal ini
disebabkan tripen harmonik memililiki fasa dan waktu yang sama antara
ketiga fasanya sehingga pada kawat netral akan ditemukan arus
harmonik urutan nol yang besarnya tiga kali lipat dari arus harmonik
urutan nol pada salah satu fasa[4].
Gambar 2.4 Arus Netral Tinggi Akibat Triplen Harmonik[4]
14
d. Standar Batasan Harmonik
Beberapa standar batasan harmonik pada sistem tenaga listrik telah
dipublikasikan daintaranya adalah standar IEEE std. 519-1992, IEC
61000-3-4, IEC61000-3-6, dan lain-lain. IEC biasanya digunakan untuk
daerah Eropa dan standar ANSI banyak digunakan di Amerika.
Mengenai standar yang dipakai dalam skripsi ini juga salah satu dari
beberapa standar itu, yang mana standar yang digunakan dalam skripsi
ini adalah standar IEEE std. 519-1992 yang ditampilkan dalam Tabel
2.3 dan Tabel 2.4 di bawah ini, seperti yang dijabarkan oleh C.Sankaran
(2003) dimana standar ini memberi batasan nilai THD untuk tegangan
dan juga arus[1]:
Tabel 2.3 Batas Distorsi Arus Harmonisa untuk Sistem
Distribusi Umum (120 V sampai 69 kV)
Nilai
ISC/IL
Nilai IHD pada setiap Orde (%)
11≤ h
PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED FILTER) UNTUK
MEREDUKSI HARMONISA ARUS AKIBAT PEMAKAIAN BEBAN NON
LINIER DI TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI PLTU
TARAHAN
Oleh
INDRA ADITAMA
Sebagai salah satu pembangkit listrik terbesar di Sumbagsel, PLTU Tarahan
mempunyai beban pemakaian sendiri yang bervariasi. Beban-beban ini merupakan
beban non linier yang menyebabkan timbulnya distorsi harmonisa. Distorsi
harmonisa menyebabkan gelombang arus dan tegangan sistem menjadi tidak
sinusoidal serta memiliki efek negatif terhadap kinerja peralatan listrik. Salah satu
contohnya adalah peralatan elektronik dan transformator menjadi lebih cepat panas.
Oleh karena itu, untuk mengatasi permasalahan harmonisa yang terjadi dalam tugas
akhir ini digunakan tapis pasif jenis single tuned filter. Pemilihan jenis tapis ini
didasarkan pada karakteristik arus harmonik beban hasil pengukuran. Penyelesaian
permasalahan dalam tugas akhir ini dibatasi hanya untuk orde harmonik yang paling
dominan yaitu, orde ke-5 dan orde ke-7 pada bus beban LP (Lampu Penerangan), AC
(Air Conditioner) dan Lift.
Hasil simulasi menunjukan pemasangan single tuned filter ini efektif untuk meredam
arus harmonisa serta memperbaiki faktor daya. Sehingga setelah pemasangan tapis
arus harmonisa pada bus beban LP turun dari 39,00% menjadi 12,30%, bus beban AC
turun dari 15,26% menjadi 8,60%, bus beban Lift turun dari 25,16% menjadi 19,52%
dan bus beban total turun dari 16,05% menjadi 3,92%.
Kata kunci: Distorsi Harmonisa, Single Tuned Filter, Faktor Daya.
PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED FILTER) UNTUK
MEREDUKSI ARUS HARMONISA AKIBAT PEMAKAIAN BEBAN
NON LINIER DI TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI PLTU
TARAHAN
Oleh
INDRA ADITAMA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2013
ii
',
.?WED' nclbb r$ruufi lrtEnooutrgt'ffiUs
.
. IABIiIONISA.AITIBilIrPNFTAITAI'IIIBE
NON LINIER PAI)A TRAJ{SFOBITATOR
freUnlIenn SEIID-IBI PLTU
T
.I{arrra-IrlahasirSwa
fl
or Pokok
,,.,,
.,
,chtlya
Mahasi ':,@t5oaio64
^fitffio
\
\.
::,
.:.
IUENTETUJUI
:..,
J::
r-i
-*;' *fi qmisl,P,eqJbirbi4g
P,elnbjrrtbing
fen
ing.U.
{T:.a
-Ll
u'gltq
H
Dri: Eng;,LuBmanul llaklm, S.T.; Ill.Sc"
III,E,19720-gW 2WOL2,;L,AA2' ', ,i:, :
.
lllntng nt4filq-th,,$,T.,,
2. Ketua Jurusan Teknik Elektro
Agqq!,
!g; $T.,
MP,1.968-OB09
P1-1'.
NrP 1974@22 zc,C,c/l^z 2 @1
IIfl, fh.D.
00i .,,
199m5,1
,.
!IENGESAIIITAIT
1.
fim
Pengqii
:, :. . r,, .:
Ketua
,
;
.Ntning hlrcIt,
9.T., l}t.T.
$ekretaris
Pengqji Utama
'."ig5llA3;'"\
";lrr€$f{$\
ilW,"il\thauE
3;
.
Afrfad, D.E.A
qrr 1e65os1o 199505 , */,
Tanggal Lulus lljian Skripsi:
i29 Aprll,2, IaZ
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang
pernah dilakukan orang lain dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya
atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis
diacu dalam naskah ini sebagaimana yang disebutkan di dalam daftar pustaka.
Selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.
Apabila pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai
dengan hukum yang berlaku.
Bandar Lampung, 29 April 2013
Indra Aditama
0815031064
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kediri, Jawa Timur pada tanggal 10
Oktober 1989 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara, dari
Bapak Sunarto dan Ibu Iswati. Pendidikan sekolah dasar
diselesaikan di SDN 2 Ngetrep pada tahun 2001, Sekolah
Menengah Pertama di SMPN 2 Mojo, diselesaikan pada tahun
2004, sempat berhenti satu tahun dan Sekolah Menengah Atas di SMAN 1 Pasir Sakti
diselesaikan pada tahun 2008.
Pada tahun 2008, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional
Masuk Perguruan Tinggi Negeri) tahun 2008. Selama menjadi mahasiswa, penulis
aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro (HIMATRO) sebagai
Kepala Divisi Minat dan Bakat pada tahun 2010-2011. Penulis juga dipercaya
menjadi anggota Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknik Unila tahun 20112012. Penulis menjadi asisten Praktikum Konversi Energi Elektrik (2010-2013).
Penulis juga mendapatkan kesempatan sebagai penerima beasiswa COOPERATIVE
EDUCATIONS PT.PLN PEMBANGKITAN SUMBAGSEL, Sektor Pembangkitan
TARAHAN pada 1 Februari sampai 1 Agustus 2012.
Pada 6 September sampai dengan 7 Oktober 2011, penulis melaksanakan Kerja
Praktik di PT.KRAKATAU DAYA LISTRIK.
Hidup ini terlalu singkat untuk dilewatkan
dengan pilihan yang salah.
Jika Anda mendidik seorang pria, maka
seorang pria akan menjadi terdidik. Jika Anda
mendidik seorang wanita, maka sebuah
generasi akan terdidik.
(Brigham Young)
Orang awam akan mengatakan apa yang dia
ketahui, tapi orang yang bijak mengetahui apa
yang dikatannya.
Sebaik-baiknya manusia, ialah yang
paling bermanfaat bagi manusia
yang lain.
(Rasulullah Muhammad saw)
Dengan kerendahan hati yang tulus,
bersama keridhaan-Mu Ya Allah,
kupersembahkan karya tulis ini untuk yang
tersayang:
Ayahanda dan Ibunda
Sunarto & Iswati
Atas ketulusan cinta, kasih sayang, do’a, dan semua
pemberian yang tiada henti. Semoga karya kecil ini
dapat mengobati beban kalian walau hanya sejenak,
semua jasa-jasa kalian tak akan pernah
Kulupakan.
SANWACANA
Assalammu’alaikum Wr . Wb
Puji syukur saya panjatkan kepada Sang sutradara alam ini Allah SWT, karena
berkat rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW sang
penutup Nabi dan Rasul, kepada keluarga, sahabat dan pengikutnya yang
senantiasa setia sampai akhir zaman.
Skripsi
yang berjudul “PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED
FILTER) UNTUK MEREDUKSI ARUS HARMONISA AKIBAT PEMAKAIAN
BEBAN NON LINIER PADA TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI
PLTU TARAHAN” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Selama proses pengerjaan skripsi ini, tak lupa penulis sampaikan penghargaan dan
rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi dan menyusun laporan ini sehingga dapat terselesaikan
dengan baik dan tepat waktu, khususnya kepada :
1. Ibu Dr. Lusmeilia Anggraini, D.E.A. selaku Dekan Fakultas Teknik
2. Bapak Agus Trisanto, Ph.D. selaku ketua jurusan Teknik Elektro Universitas
Lampung.
3. Ibu Herlinawati, S.T., M.T. selaku sekretaris jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung serta selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Ibu Nining Purwasih, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas
Akhir.
5. Bapak Dr.Eng. Lukmanul Hakim, S.T.,M.Sc selaku Dosen Pembimbing
Pendamping Tugas Akhir.
6. Bapak Herri Gusmedi, S.T.,M.T. selaku Dosen Penguji Tugas Akhir.
7. Bapak serta Ibu dosen Jurusan Teknik Elektro atas didikkan, bimbingan, serta
ilmu pengetahuan yang telah diberikan.
8. Mbak Ning dan jajaran staf administrasi Jurusan Teknik Elektro Universitas
Lampung.
9. Kedua Orang tua saya, Ayahanda Sunarto dan Ibunda Iswati, yang senantiasa
mendoakan, serta memberi dukungan kepada penulis baik secara materi, moral
maupun spiritual.
10. Adik-adikku tersayang, Erni Fitriana serta Elen Dhita Nur Aini yang selalu
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
11. Kawan-kawan pelangi, Nora Adityan, Kholil Arifudin, Taufik Munandar,
Ade Wahyu Hidayat, Fardinan Ahmad dan kak Asdian yang telah bertahan
dalam susah dan senang selama tinggal bersama-sama.
12. Para penghuni Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung.
(Sigit, Edo, Yoga, Yogi, Firman, Tuntas, Adi, Giri, Komed, Yudai, Bembeng,
Rizky, Ujang, Jeni, Syuhada, Cipo, Rudi, Yustinus, Audli, Rahmat, Dana,
Aris) atas sharing dan kebersamaan dalam canda dan tawa dalam mengisi
malam-malam di Lab.
13. Mutiara-mutiara kebanggaan Teknik Elektro Universitas Lampung 2008, Ayu,
Yuli, Nisa, Barokatun, Novia, Prativi, Palupi dan Lia atas dukungannya
selama ini.
14. Temen-temen Jurusan Teknik Elektro khususnya angkatan 2008 yang tidak
bisa disebutkan satu persatu yang sangat luar biasa.
15. Ambar Widya. L, seseorang yang baru dikenal namun telah memberi
pengaruh dan motivasi pada penulis untuk menjadi seseorang yang lebih baik
lagi.
16. Kakak dan adik tingkat jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung yang
begitu luar biasa.
17. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu,
terimakasih atas semua bantuan yang telah diberikan dalam menyelesaikan
penulisan tugas akhir ini. Mudah-mudahan itu semua menjadi amal kebaikan
saudara.
18. Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah.
Semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya, serta
mencatat kebaikan kita menjadi suatu nilai ibadah, Amin.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun
sangat penulis harapkan demi perbaikan di masa yang akan datang. Akhirnya,
semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandar lampung, 30 April 2013
Penulis
Indra Aditama
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ....................................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN ..........................................................................
iv
LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................
v
DAFTAR ISI .................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG ..........................................................................
1
1.2 TUJUAN PENELITIAN ......................................................................
2
1.3 MANFAAT PENELITIAN ..................................................................
3
1.4 RUMUSAN MASALAH .....................................................................
3
1.5 BATASAN MASALAH ......................................................................
4
1.6 HIPOTESIS .........................................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 HARMONISA .....................................................................................
5
2.2 CARA MENGATASI HARMONISA ...................................................
8
2.2.1 Orde Harmonik ............................................................................
8
2.2.2 Distorsi Harmonik Individual (IHD) ............................................
9
2.2.3 Distorsi Harmonik Total (THD)....................................................
9
2.2.4 Nilai RMS ....................................................................................
10
2.2.5 Komponen Harmonik ..................................................................
11
2.2.6 Teknik Mereduksi Harmonik .......................................................
16
2.3 HARMONISA DI PLTU TARAHAN ...................................................
22
2.3.1 Beban LP (Lampu Penerangan) ....................................................
23
2.3.2 Beban AC (Air Conditioner) ........................................................
24
2.3.3 Beban Pump ................................................................................
24
2.3.4 Beban PM (Positioning Motor) ....................................................
25
2.3.5 Beban Lift ....................................................................................
26
2.3.6 Beban Motor ................................................................................
27
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN .............................................
28
3.2 ALAT DAN BAHAN PENELITIAN ...................................................
28
3.3 METODE PENELITIAN .....................................................................
28
3.3.1 Single Tuned Filter ......................................................................
29
3.3.2 Rating Komponen Tapis ..............................................................
31
3.3.2.1 Rating Kapasitor .............................................................
32
3.3.2.2 Rating Induktor ...............................................................
33
3.4 SKENARIO SIMULASI ........................................................................
33
3.5 ANALISA .............................................................................................
34
3.6 DIAGRAM ALIR .................................................................................
34
BAB IV ANALISA DATA DAN SIMULASI
4.1 ANALISA TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) ........................
36
4.2 PERANCANGAN TAPIS HARMONISA ............................................
40
4.3 PERHITUNGAN RATING KERJA TAPIS ..........................................
44
4.3.1 Perhitungan Kerja Fundamental Tapis ..........................................
44
4.3.2 Perhitungan Kerja Harmonik Tapis ..............................................
45
4.3.3 Perhitungan Kerja Total Tapis .....................................................
48
4.4 ANALISA HARMONIK HASIL SIMULASI .......................................
50
4.4.1 Pemasangan Tapis untuk Seluruh Beban (Beban Total) ................
51
4.4.2 Pemasangan Tapis untuk Setiap Beban ........................................
55
4.4.2.1 Beban LP (Lampu Penerangan) .......................................
57
4.4.2.2 Beban AC (Air Conditioner) ............................................
59
4.4.2.3 Beban Lift .......................................................................
62
4.5 KESESUAIAN ANTARA PERENCANAAN DAN HASIL .................
65
BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN ....................................................................................
66
5.2 SARAN ................................................................................................
67
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Batasan – batasan Distorsi Tegangan Harmonik (THD) ....................
10
Tabel 2.2
Urutan Orde ............................................................................................
12
Tabel 2.3
Batas Distorsi Arus Harmonisa untuk Sistem DistribusiUmum
(120 V sampai 69 kV) ......................................................................
14
Tabel 2.4
Batas Distorsi Tegangan .........................................................................
15
Tabel 2.5
Pengukuran Beban LP (Lampu Penerangan) ......................................
23
Tabel 2.6
Pengukuran Beban AC (Air Conditioner) ..........................................
24
Tabel 2.7
Pengukuran Beban Pump ..................................................................
25
Tabel 2.8
Pengukuran Beban PM (Positioning Motor) .....................................
25
Tabel 2.9
Pengukuran Beban Lift .....................................................................
26
Tabel 2.10 Pengukuran Beban Motor .................................................................
27
Tabel 3.1
Rating Kapasitor ............................................................................
32
Tabel 4.1
Perbandingan ITHD Pengukuran dengan Standar IEEE -519-1992 ......
38
Tabel 4.2
Perbandingan VTHD Pengukuran dengan Standar IEEE -519-1992.....
39
Tabel 4.3
Spesifikasi Tapis ..............................................................................
43
Tabel 4.4
Karakteristik Untilty System 3ø .....................................................
47
Tabel 4.5
Perbandingan Batasan Kerja Tapis ....................................................
49
Tabel 4.6
Hasil Pemasangan Tapis untuk Beban Total .....................................
52
Tabel 4.7
Hasil Pemasangan Tapis untuk Setiap Beban .....................................
56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Penguraian Gelombang Terdistorsi Menjadi Gelombang
Frekuensi Dasar dan Harmonisa ke-3...............................................
6
Gambar 2.2 Fundamental, Harmonik Kedua. dan Harmonik Ketiga ....................
7
Gambar 2.3 Vektor Hubungan Komponen Daya pada Kondisi Non Sinusoidal ...
12
Gambar 2.4 Arus Netral Tinggi Akibat Triplen Harmonik ..................................
13
Gambar 2.5 Karakteristik Gelombang Arus pada Beban Linier ...........................
15
Gambar 2.6 Karakteristik Gelombang Arus pada Beban Non Linier ...................
16
Gambar 3.1 (a).Rangkaian Single Tuned Filter ..................................................
30
(b).Kurva Impedansi Terhadap Frekuensi ......................................
30
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ..................................................................
35
Gambar 4.1 Parameter Spesifikasi Tapis pada Simulasi ETAP ............................
44
Gambar 4.2 Pemodelan Sistem dengan ETAP Power Station versi 6.0.0C ..........
51
Gambar 4.3 Lokasi Pemasangan Single Tuned Filter untuk Beban Total.............
52
Gambar 4.4 (a).Gelombang Arus Beban Total Sebelum Tapis Terpasang .........
53
(b).Gelombang Arus Beban Total Setelah Tapis Terpasang ..........
53
Gambar 4.5 (a) Bentuk Spektrum Arus Beban Total Sebelum Tapis Terpasang ..
54
(b) Bentuk Spektrum Arus Beban Total Setelah Tapis Terpasang ...
54
Gambar 4.6 Lokasi Pemasangan Single Tuned Filter untuk Setiap Beban ..........
55
Gambar 4.7 (a).Gelombang Arus Beban LP Sebelum Tapis Terpasang .............
57
(b).Gelombang Arus Beban LP Setelah Tapis Terpasang ..............
57
Gambar 4.8 (a).Bentuk Spektrum Arus Beban LP Sebelum Tapis Terpasang ....
58
(b).Bentuk Spektrum Arus Beban LP Setelah Tapis Terpasang .....
58
Gambar 4.9 (a).Gelombang Arus Beban AC Sebelum Tapis Terpasang ............
59
(b).Gelombang Arus Beban AC Setelah Tapis Terpasang .............
60
Gambar 4.10 (a).Bentuk Spektrum Arus Beban AC Sebelum Tapis Terpasang .
61
(b).Bentuk Spektrum Arus Beban AC Setelah Tapis Terpasang....
61
Gambar 4.11 (a).Gelombang Arus Beban Lift Sebelum Tapis Terpasang ..........
62
(b).Gelombang Arus Beban Lift Setelah Tapis Terpasang ............
63
Gambar 4.12 (a).Bentuk Spektrum Arus Beban Lift Sebelum Tapis Terpasang .
64
(b).Bentuk Spektrum Arus Beban Lift Setelah Tapis Terpasang ...
64
I. PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kualitas daya yang baik pada suatu sistem tenaga listrik khususnya di bidang
industri adalah suatu hal yang sangat penting. Kualitas daya ini dipengaruhi oleh
jenis beban yang disuplai oleh sistem. Apabila sistem dengan sumber tegangan
sinusoidal menyuplai beban linier tidak akan menjadi suatu masalah. Beban linier
mencakupi resistor dan induktor. Permasalahan utama dalam kualitas daya
adalah munculnya harmonisa yang ditimbulkan oleh beban-beban non linier.
Penyebab dari gangguan harmonisa adalah dari peralatan yang banyak digunakan
dalam sektor industri, terutama peralatan yang menggunakan komponen
converter dan thyristor.
Munculnya kandungan harmonisa tersebut dapat menyebabkan dampak negatif
terhadap peralatan-peralatan lain yang terpasang pada sistem, yaitu kondisi
peralatan menjadi cepat panas akibat menerima frekuensi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan frekuensi fundamental. Selain itu harmonisa juga
menyebabkan berbagai masalah pada sistem tersebut, antara lain adalah faktor
daya sistem menjadi lebih rendah, arus netral meningkat, rugi-rugi daya sistem
bertambah dan lain sebagainya. Kondisi tersebut harus segera diatasi agar tidak
2
menjadi masalah serius. Usaha-usaha untuk mengurangi harmonisa akibat
pemakaian beban non linier telah banyak dilakukan. Cara sederhana yang sering
dilakukan adalah dengan memasang tapis pasif secara paralel dengan beban non
linier. Tapis pasif ini dapat terdiri dari komponen induktor, kapasitor dan resistor
yang dipasang pada frekuensi resonansi tertentu, sehingga dapat mereduksi
harmonisa. Tapis pasif ini bekerja pada frekuensi harmonisa. Oleh karena itu
untuk mengurangi harmonisa dengan menggunakan tapis pasif, data yang perlu
diketahui adalah nilai IHD pada setiap orde harmonik.
Penggunaan Tapis pasif single tuned filter untuk meredam arus harmonisa pada
industri saat ini semakin banyak digunakan karena semakin banyak persoalan
harmonisa yang timbul akibat penggunaan komponen beban non linier pada
semua jenis industri, terutama industri pengecoran logam, industri baja, dan
industri lainnya yang menggunakan peralatan konverter, inverter, dan lain
sebagainya.
1.2 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian yang dilakukan ini adalah:
1. Merancang dan mensimulasikan single tuned filter untuk mereduksi
harmonisa akibat penggunaan beban non linier.
2. Menganalisa pengaruh pemasangan single tuned filter terhadap perubahan
kandungan harmonisa berdasarkan simulasi yang dilakukan.
3. Membandingkan efektifitas pemasangan tapis pada beban total dengan
pemasangan tapis pada masing-masing beban.
3
1.3 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dengan adanya perancangan dan simulasi tapis pasif single tuned filter ini,
dapat memberi informasi kepada para pegawai PLTU Tarahan tentang
pentingnya pemasangan dan manfaat pemasangan tapis pasif untuk mereduksi
harmonisa.
2. Dengan adanya rancangan dan simulasi dari tapis pasif single tuned filter ini,
dapat digunakan sebagai acuan oleh para pegawai PLTU Tarahan dalam
merealisasikan tapis pasif single tuned filter untuk mereduksi harmonisa di
PLTU Tarahan.
1.4 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Bagaiman cara melakukan pengukuran arus harmonisa yang akan direduksi
menggunakan tapis pasif single tuned tapis.
2. Bagaimana cara menentukan nilai kapasitor dan induktor serta resistor yang
akan digunakan sebagai tapis pasif single tuned filter untuk mereduksi arus
harmonisa.
3. Bagaimana cara mensimulasikan dengan software ETAP Power Station Versi
6.0.0C untuk pemasangan tapis pasif single tuned filter agar dapat mereduksi
arus harmonisa.
4
4. Bagaimana cara menganalisa hasil pemasangan tapis pasif single tuned filter
pada software ETAP Power Station Versi 6.0.0C agar dapat mereduksi arus
harmonisa.
1.5 BATASAN MASALAH
Asumsi-asumsi berikut ini sebagai batasan masalah yang dipakai dalam
penelitian ini, yaitu:
1. Perancangan tapis pasif single tuned filter hanya mereduksi orde harmoisa
yang paling dominan, sesuai dengan data yang diperoleh.
2. Penggunaan komponen induktor (L), kapasitor (C) sebagai tapis pasif single
tuned filter sesuai dengan yang terdapat pada perangkat lunak yang
digunakan.
3. Penggunaan
software
ETAP
Power
Station
Versi
6.0.0C
untuk
mensimulasikan pemasangan tapis pasif single tuned filter pada sistem.
1.6 HIPOTESIS
Hipotesis dari penelitian ini adalah terselesaikannya perancangan ini dapat
memberi informasi yang nyata tentang manfaat pemasangan tapis pasif single
tuned filter untuk mereduksi arus harmonisa dan dapat digunakan sebagai acuan
oleh para pegawai PLTU Tarahan dalam merealisasikan tapis pasif single tuned
filter untuk mereduksi arus harmonisa di gedung administrasi PLTU Tarahan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 HARMONISA
Pada sistem tenaga listrik, daya yang didistribusikan adalah pada level tegangan
dengan frekuensi tunggal (50 Hz atau 60 Hz), tetapi karena perkembangan beban
listrik yang semakin pesat dan komplek, terutama penggunaan beban-beban non
linier, akan menimbulkan perubahan pada bentuk gelombang sinusnya.
Berdasarkan Standard IEC (International Electrotechnical Comission) 1000.411, gangguan harmonik tergolong dalam distorsi bentuk gelombang yang
menyebabkan terjadinya perubahan pada bentuk gelombang dasarnya.
Pembangkit gelombang sinus tegangan dianggap memiliki bentuk yang ideal,
namun dalam penyalurannya, semakin berkembang dan kompleksnya beban
maka distorsi yang terjadi semakin meningkat. Pada beberapa titik, bentuk
gelombang arus dan tegangan akan terdistorsi sebagai akibat dari karakteristik
beban. Distorsi bentuk gelombang tersebut adalah acak, tetapi pada kasus ini
bentuk distorsinya harmonik. Gejala ini menyebabkan terjadinya perubahan
bentuk gelombang.
6
Gambar 2.1 Penguraian Gelombang Terdistorsi Menjadi Gelombang Frekuensi Dasar
dan Harmonisa ke-3[1].
Pada dasarnya, harmonisa adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang
dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan
frekuensi dasarnya.
Untuk bentuk gelombang yang non sinusoidal ditunjukkan dalam Gambar 2.1 di
atas, yang dinyatakan dengan deret Fourier yang disederhanakan seperti yang
telah diformulasikan oleh C.Sankaran(2002) berikut ini[1]:
V(t) = V0 + V1 sin( ߱.t) + V2 sin( 2߱.t) + V3 sin(3߱.t) + Vn sin( ߱.t) + ..
+ Vn+1 sin( ( + 1)߱.t) + ….
(2.1)
dimana Vo adalah konstanta atau komponen dc bentuk gelombang. V1, V2, V3 , …. ,
Vn adalah harga puncaknya.
Gelombang non sinusoidal dapat terbentuk dengan menjumlahkan gelombanggelombang sinusoidal pada Gambar 2.2 di bawah. Sebagai contoh, gelombang
non sinusoidal hasil penjumlahan gelombang fundamental dan gelombang
7
harmonisa ketiga dapat dilihat pada Gambar 2.1 di atas. Misalkan frekuensi
fundamental (harmonisa pertama) adalah f, maka harmonisa kedua memiliki
frekuensi 2f, harmonisa ketiga memiliki frekuensi 3f, dan harmonisa ke-n
memiliki frekuensi nf. Jika frekuensi fundamental adalah 50 Hz, maka harmonisa
kedua memiliki frekuensi 100 Hz, harmonisa ketiga memiliki frekuensi 150 Hz,
dan seterusnya. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada Gambar 2.2 sebagai
berikut:
Gambar 2.2 Fundamental, Harmonik Kedua. dan Harmonik Ketiga[1].
Berdasarkan pengertian-pengertian di atas, gangguan harmonisa merupakan
berubahnya bentuk gelombang sinusoidal menjadi bentuk cacat gelombang yang
terjadi karena adanya interaksi antara bentuk gelombang dasar sistem dengan
8
komponen gelombang lain yang frekuensinya merupakan kelipatan integer dari
frekuensi dasarnya.
2.2 CARA MENGATASI HARMONISA
Sebelum membahas lebih lanjut tentang cara mengatasi harmonisa, maka terlebih
dahulu perlu diketahui mengenai beberapa istilah penting dalam harmonik.
Berikut ini adalah beberapa istilah-istilah dan persamaan yang terdapat dalam
analisis harmonik:
2.2.1 Orde Harmonik
Orde dari harmonik merupakan perbandingan frekuensi harmonik dengan
frekuensi dasar, dimana :
=
୬
(2.2)
dengan:
n = Orde harmonik
fn = Frekuensi harmonik ke-n
f = Frekuensi dasar / fundamental
Sesuai dengan definisi diatas maka orde harmonik frekuensi dasar (f)
adalah 1. Artinya orde ke-1 bukan merupakan harmonik, sehingga yang
dianggap sebagai harmonik dimulai dari orde ke-2 hingga orde ke-n, hal ini
juga sesuai dengan penjelasan dari Tarmizi (2010)[2].
9
2.2.2 Distorsi Harmonik Individu (IHD)
Menurut saudara Endi Sopyandi Distorsi Harmonik Individu (IHD)
merupakan rasio tegangan atau arus antara nilai RMS harmonik dengan
nilai RMS dasar (fundamental)[3].
=ܦ
Dimana:
(2.3)
= ܦIHD orde harmonik ke-h (h=2, 3, 4, 5,....)
ܦh = Nilai RMS arus atau tegangan harmonik ke-h
I1 = Nilai RMS arus atau tegangan dasar (fundamental)
2.2.3 Distorsi Harmonik Total (THD)
Total Distorsi Harmonik (THD) merupakan rasio nilai rms dari komponen
harmonisa dengan nilai rms dari komponen dasar yang biasanya dinyatakan
dalam persen (%)[4].
Nilai THD dijadikan batasan tegangan atau arus harmonik yang masih
dapat ditoleransi dalam suatu sistem tenaga listrik. Dengan adanya
parameter ini, maka dapat dilihat apakah distorsi yang terjadi dalam
kondisi yang masih bisa diterima sistem atau tidak. Nilai ini untuk arus
ataupun tegangan dapat dihitung dengan rumus sebagaimana dijelaskan
pada Dugan, Roger.C (2003)[4]:
=ܦ
ට∑ೌೣ
ெ
ಭ
dengan :
ெ
THD = Total Harmonik Distortion
(2.4)
10
Mh = Nilai RMS dari arus atau tegangan dari komponen
harmonik ke-h
M1= Nilai RMS dari arus atau tegangan dari frekuensi dasar.
Besarnya pengaruh harmonik pada sistem tenaga ditentukan oleh besarnya
THD yang dihasilkan. Batasan-batasan THD yang diizinkan untuk
beberapa sistem tegangan berdasarkan standar IEEE 519-1992 dan PLN
diperlihatkan pada tabel berikut sesuai dengan yang dijabarkan oleh Retno
Aita Diantari (2008)[5]:
Tabel 2.1 Batasan – batasan Distorsi Tegangan Harmonik (THD)
Standar IEEE
Sistem Tegangan
(kV)
Vn < 69
Total
Harmonik
Distortion ( % )
5%
Standard PLN
Sistem Tegangan
(kV)
20
Total
Harmonik
Distortion ( % )
5%
69 161
1,5 %
2.2.4 Nilai RMS
Nilai RMS yang dihasilkan oleh gelombang arus/tegangan yang terdistorsi
harmonik dapat dinyatakan dengan persamaan berikut, sesuai dengan
formulasi pada Dugan, Roger.C (2003)[4]:
= ට∑௫
ܯ
= ܯ. √1 +
ܦ
dimana : Mh = Nilai RMS dari arus atau tegangan ke-h
(2.5)
11
2.2.5 Komponen Harmonik
Berikut ini merupakan beberapa komponen-komponen yang terdapat dalam
harmonik:
a. Daya dan Faktor Daya
Seperti penjelasan dari saudara Adrianto (2007), bahwa daya komplek
adalah daya yang merupakan penjumlahan antara daya aktif dengan
daya pasif. Daya aktif (daya nyata) adalah daya yang diserap oleh beban
untuk melakukan kerja yang sesungguhnya. Daya reaktif adalah daya
yang tidak terlihat sebagai kerja nyata dan biasanya dipengaruhi oleh
komponen reaktif serperti induktor. Berikut adalah persamaan daya aktif
(P) dan reaktif (Q) rata-rata pada kondisi non sinusoidal[6]:
= ∑ୀ
= ∑ୀ
. . ܿ
. .
(߮ℎ) = ∑ୀ
݅ (߮ℎ) = ∑ୀ
ܽ
ܽ
(2.6)
(2.7)
Secara umum, daya kompleks (S) dapat dinyatakan dengan:
= ݔ
ܣ
(2.8)
Dalam kondisi non sinusodal, daya komleks dapat dinyatakan dengan:
=ට
+
+ܦ
ܣ
(2.9)
Berikut ini gambar diagram vektor tiga dimensi yang menunjukan
hubungan antara P, Q dan D seperti yang telah dijabarkan oleh Dugan
(2003)[4]:
12
Gam
ambar 2.3 Vektor Hubungan Komponen Daya pad
ada
Kondisi Non Sinusoidal[4].
b. Urutan
n Fasa Harmonik
Dalam kkasus studi khususnya sistem tiga fasa tentu
ten tidak lepas dari
urutan fasa.
fa Studi harmonik dalam sistem tiga fasaa m
mengidentifikasikan
bahwa tidak
ti
semua komponen harmonik mempunyai
yai urutan fasa seperti
phasorr
sebenarnya.
Menurut
teori
komponen
en
simetris
dapat
diidentif
tifikasikan menjadi tiga buah kelompok, ya
yaitu: urutan positif,
urutan negatif,
n
dan urutan nol. Seperti yang dijelaska
kan terlebih dulu oleh
Adrianto
nto (2003) ketiga urutan tersebut dapat dilih
lihat pada Tabel 2.2
berikutt ini
i [6]:
Tabel 2.2 Urutan Orde
Orde
rde harmonik
Ur
Urutan
fasa
ha
harmonik
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
…
+
-
0
+
-
0
+
-
0
+
…
13
Jadi secara teratur pola urutan fasa setiap orde harmonik dapat
dinyatakan sebagai berikut:
Urutan fasa positif (positif sequence) = 3h+1
Urutan fasa negatif (negative sequence) = 3h-1
Urutan fasa nol (zero sequence) = 3h
c. Triplen Harmonik
Berdasarkan penjelasan Dugan (2003) Triplen harmonik merupakan
kelipatan ganjil dari harmonik ketiga (h=3, 9, 15, 21,...). Pada sistem 3
fasa 4 kawat seimbang (Gambar 2.4), arus urutan nol dan arus triplen
harmonik akan tetap ada dan mengalir melalui kawat netral. Hal ini
disebabkan tripen harmonik memililiki fasa dan waktu yang sama antara
ketiga fasanya sehingga pada kawat netral akan ditemukan arus
harmonik urutan nol yang besarnya tiga kali lipat dari arus harmonik
urutan nol pada salah satu fasa[4].
Gambar 2.4 Arus Netral Tinggi Akibat Triplen Harmonik[4]
14
d. Standar Batasan Harmonik
Beberapa standar batasan harmonik pada sistem tenaga listrik telah
dipublikasikan daintaranya adalah standar IEEE std. 519-1992, IEC
61000-3-4, IEC61000-3-6, dan lain-lain. IEC biasanya digunakan untuk
daerah Eropa dan standar ANSI banyak digunakan di Amerika.
Mengenai standar yang dipakai dalam skripsi ini juga salah satu dari
beberapa standar itu, yang mana standar yang digunakan dalam skripsi
ini adalah standar IEEE std. 519-1992 yang ditampilkan dalam Tabel
2.3 dan Tabel 2.4 di bawah ini, seperti yang dijabarkan oleh C.Sankaran
(2003) dimana standar ini memberi batasan nilai THD untuk tegangan
dan juga arus[1]:
Tabel 2.3 Batas Distorsi Arus Harmonisa untuk Sistem
Distribusi Umum (120 V sampai 69 kV)
Nilai
ISC/IL
Nilai IHD pada setiap Orde (%)
11≤ h