43
3.6 Perhitungan Filter Harmonisa
Perhitungan filter R, L, C yang akan digunakan untuk mereduksi harmonisa arus pada penelitian ini adalah menggunakan harmonisa arus yang terjelek saja melebihi
batas standard harmonisa IEEE 519-1992. Adapun orde harmonisa yang akan direduksi yaitu ordo 5, 7, 11, 13, dan 23 seperti yang terlihat pada Tabel 3.4. Pada aplikasi
dikarenakan beban yang digunakan adalah beban tiga fasa seimbang, maka simulasi penelitian ini akan dilakukan pada satu fasa saja yaitu line 1 fasa R.
Untuk menentukan kapasitas kapasitor Qc diasumsikan bahwa faktor daya diperbaiki dari pf
1
= 0,92 menjadi pf
2
= 0,94. Untuk menghitung kapasitas kapasitor yang dibutuhkan sebagai filter harmonisa adalah:
Qc = P {tancos
-1
pf
1
- tancos
-1
pf
2
} Maka
Qc = P {tancos
-1
0,92 - tancos
-1
0,94} Qc = 2,23 {tancos
-1
0,92 - tancos
-1
0,94} Qc = 2,23 {tan23,07392 - tan19,94844}
Qc = 2,23 {0,425998216 – 0,362951534} Qc = 2,23 {0,063046682}
Qc = 0,1405941 kVAr
Untuk menentukan reaktansi kapasitor Xc adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
44
= =
= 226,8.10
0,1405941 = 0,365863432
Ω
Untuk menentukan kapasitansi dari kapasitor C adalah sebagai berikut:
= 1
2 =
1 2
3,14 50 × 0,365863432
= 0,00870465
Untuk menentukan reaktansi induktif dari induktor X
L
pada harga frekuensi orde 5 adalah sebagai berikut:
= =
=
,
= 0,01463 =
0,01463 2 x 3,14 x 50
= 0,0000465 H
= 0,0000465
0,00870465
= 0,07308 Ω
=
0,07308
100 = 0,00073
Ω Sehingga berdasarkan hasil perhitungan filter Pasive Singgle Tuned dengan
komponen R, L, C yang akan digunakan pada penelitian ini untuk mereduksi harmonisa arus terdapat pada Tabel 3.5 berikut.
Universitas Sumatera Utara
45
Tabel 3.5 Hasil Perhitungan Nilai Filter Pasive Single Tuned No
Komponen Filter Simbol
Satuan Nilai
1 Resistansi
R
5
Ω 0,00073
2 Induktansi
L
5
H 0,0000465
3 Kapastansi
C F
0,00870465
3.7 Menghitung nilai Impedansi
Filter Passive SingleTuned
Pada frekuensi harmonisa ke-3 dimana filter dituned, dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.45 maka impedansi yang dihasilkan adalah:
X =
X h
= X = 0,365863432
3 = 0,04065
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
5 = 0,01463
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
7 = 0,00746
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
9 = 0,00451
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
11 = 0,00302
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
13 = 0,00216
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
15 = 0,00162
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
17 = 0,00126
Ω
Universitas Sumatera Utara
46
X =
X h
= X = 0,365863432
19 = 0,00101
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
21 = 0,00082
Ω
X =
X h
= X = 0,365863432
23 = 0,00069
Ω
Untuk menentukan induktansi dari induktor L adalah sebagai berikut:
=
= 0,04065
2 × 3,14 x 50 = 0,000129 H
= 0,01463
2 × 3,14 x 50 = 0,0000465 H
= 0,00746
2 × 3,14 x 50 = 0,0000237 H
= 0,00451
2 × 3,14 x 50 = 0,0000143 H
= 0,00302
2 × 3,14 x 50 = 0,0000096 H
= 0,00216
2 × 3,14 x 50 = 0,0000068 H
= 0,00162
2 × 3,14 x 50 = 0,0000051 H
= 0,00126
2 × 3,14 x 50 = 0,0000040 H
Universitas Sumatera Utara
47
= 0,00101
2 × 3,14 x 50 = 0,0000032 H
= 0,00082
2 × 3,14 x 50 = 0,0000026 H
= 0,00069
2 × 3,14 x 50 = 0,0000021 H
Untuk menentukan reaktansi karakteristik dari filter X
n
adalah sebagai berikut: =
=
0,000129
0,00870465
= 0,12173 Ω
= 0,0000465
0,00870465
= 0,07308 Ω
= 0,0000237
0,00870465
= 0,05217 Ω
= 0,0000143
0,00870465
= 0,04053 Ω
= 0,0000096
0,00870465
= 0,03320 Ω
= 0,0000068
0,00870465
= 0,02794 Ω
= 0,0000051
0,00870465
= 0,02420 Ω
Universitas Sumatera Utara
48
= 0,0000040
0,00870465
= 0,02143 Ω
= 0,0000032
0,00870465
= 0,01917 Ω
= 0,0000026
0,00870465
= 0,01728 Ω
= 0,0000021
0,00870465
= 0,01553 Ω
Dengan mengasumsikan faktor kualitas Filter Pasive Single Tuned Q = 100, maka untuk menentukan nilai tahanan R pada filter tersebut adalah sebagai berikut:
R =
R = 0,12173
100 = 0,00121
Ω
R =
0,07308
100 = 0,00073
Ω R =
0,05217
100 = 0,00052
Ω
R =
0,04053
100 = 0,00040
Ω
R =
0,03320
100 = 0,00033
Ω R
=
0,02794
100 = 0,00027
Ω
R =
0,02420
100 = 0,00024
Ω
Universitas Sumatera Utara
49
R =
0,02143
100 = 0,00021
Ω R
=
0,01917
100 = 0,00019
Ω
R =
0,01728
100 = 0,00017
Ω
R =
0,01553
100 = 0,00015
Ω
Untuk menghitung nilai Impedansi Z
F
Filter Passive Single Tuned sebagai berikut: =
+ 2
−
= 0,002313 + 2 × 3,14
150 × 0,0000466068 −
1 2 × 3,14
150 × 8,70465.10
| | =
0,00231392 + 1,175642018
| | = 1,174644295
Ω
Dengan cara yang sama dapat dihitung:
| | = 0,658559567
Ω |
| = 0,420228469 Ω
| | = 0,274816141
Ω |
| = 0,171641619 Ω
Universitas Sumatera Utara
50
| | = 0,091217091
Ω |
| = 0,024504205 Ω
| | = 0,033648671
Ω |
| = 0,085523631 Ω
| | = 0,133119371
Ω |
| = 0,177532541 Ω
Hasil perhitungan impedansi frekuensi dapat dilihat pada Gambar 3.3 Grafik impedansi frekuensi berikut ini.
Gambar 3.3 Grafik Impedansi Frekuensi Harmonisa
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4
5 10
15 20
25 Impedansi Filter Pasif Single
Tuned
Orde Harmonisa Im
p e
d a
n si
O h
m Impedansi Orde -5 Vs Harmonisa
Universitas Sumatera Utara
51
Gambar 3.3 merupakan Grafik impedansi frekuensi berdasarkan harmonisa arus pada penelitian ini. Berdasarkan bentuk gambar kurva memperlihatkan pada harmonisa
arus urutan 15 impedansi frekuensi merupakan nilai terkecil yaitu 0,024504205 Ω.
Apabila diamatin untuk harmonisa arus setelah urutan 15 memperlihatkan nilai impedansi frekuensi kembali naik.
3.8 Simulasi Sebelum Menggunakan Filter
Kategori