Eksperimen Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta

Gambar 4.6b Spektrum Harmonisa Arus Netral Sebelum Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang

4.2. Eksperimen Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta

4.2.1. Kondisi beban seimbang Data-data hasil pengukuran yang dilakukan terhadap besaran-besaran listrik setelah penggunaan transformator wye-delta pada kondisi beban yang seimbang ditampilkan pada Tabel 4.3. Sedangkan bentuk gelombang arus dan spektrum harmonisa dari penghantar fasa S dan netral diperlihatkan pada Gambar 4.7a,b dan Gambar 4.8a,b. Bentuk gelombang dan spektrum harmonisa arus netral pada sisi transformator wye-delta juga diperlihatkan pada Gambar 4.9a,b. Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang Besaran Fasa R Fasa S Fasa T Netral Frekuensi Hz 50,255 Tegangan rms V 220,09 217,63 217,79 0,36 Arus rms A 1,082 1,074 1,099 1,152 THD arus 57,9 59,9 56,3 2117,4 Cos φ DPF 0,98 0,96 0,97 - Power Factor 0,84 0,81 0,83 - 38 Universitas Sumatera Utara Dari Tabel 4.3 dapat terlihat bahwa terjadi penurunan arus pada penghantar fasa dan penghantar netral. Arus pada penghantar fasa yang semula sebelum penggunaan transformator wye-delta masing-masing bernilai 1,154A, 1,170A, dan 1,173A turun menjadi 1,082A, 1,074A, dan 1,099A. Penurunan ini rata-rata sebesar 9.26. Penggunaan transformator wye-delta juga menyebabkan arus pada penghantar netral juga berkurang yaitu dari sebelumnya 1,932A menjadi 1,152A. Ini berarti telah terjadi pengurangan arus pada penghantar netral sebesar 40,4. Walaupun arus pada penghantar netral masih sedikit lebih besar dari rata- rata arus pada penghantar fasa yaitu dengan persentase sebesar 106 tetapi hal ini telah jauh berkurang dibandingkan dengan sebelum pemakaian transformator wye-delta yaitu sebesar 166. THD arus pada masing-masing fasa juga terlihat mengalami penurunan di mana sebelumnya THD arus yang terbesar bernilai 75,8 setelah penggunaan transformator wye-delta turun menjadi 59,9. Begitu juga dengan THD arus pada penghantar netral yang sebelumnya bernilai 2194,2 turun menjadi 2117,4. Hal ini menunjukkan bahwa dengan penggunaan transformator wye-delta, komponen arus harmonisa pada penghantar fasa maupun netral telah mengalami penurunan. Dari spektrum harmonisa fasa S pada Gambar 4.7b terlihat bahwa telah terjadi penurunan besar arus urutan nol bila dibandingkan dengan tanpa penggunaan transformator wye-delta. Penggunaan transformator wye-delta juga meningkatkan faktor daya dari sistem yang sebelumnya rata-rata bernilai 0,73 menjadi rata-rata bernilai 0,83. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa transformator wye-delta memiliki impedansi urutan nol yang sangat kecil dibandingkan dengan impedansi 39 Universitas Sumatera Utara urutan positif dan negatifnya. Hal ini menyebabkan arus urutan nol dapat mengalir pada transformator wye-delta, sedangkan arus urutan positif dan negatif tidak dapat mengalir. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 4.9b di mana arus yang mengalir menuju transformator wye-delta didominasi oleh komponen arus harmonisa urutan nol, sedangkan komponen arus harmonisa urutan positif dan negatif bernilai sangat kecil. Hasil pengukuran di sisi transformator wye-delta seperti pada rangkaian Gambar 3.3 untuk nilai tegangan dan arus ditunjukkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Hasil Pengukuran di Sisi Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang Besaran Fasa R Fasa S Fasa T Netral Tegangan rms V 217,90 215,48 215,84 0,48 Arus rms A 0,322 0,323 0,325 0,943 Terlihat pada Tabel 4.4 bahwa arus netral yang menuju transformator wye- delta, terbagi tiga dan kembali keluar menuju sumber harmonisanya dari setiap fasa. Hal ini sesuai dengan yang telah dibahas pada Sub-bab 2.6 Persamaan 2.19. Gambar 4.7a Bentuk Gelombang Arus Fasa S Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang 40 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.7b Spektrum Arus Harmonisa Fasa S Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang Gambar 4.8a Bentuk Gelombang Arus Netral di Sisi Sumber Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang Gambar 4.8b Spektrum Harmonisa Arus Netral di Sisi Sumber Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang 41 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.9a Bentuk Gelombang Arus Netral di Sisi Transformator Wye-Delta Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang Gambar 4.9b Spektrum Harmonisa Arus Netral di Sisi Transformator Wye-Delta Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Seimbang 4.2.2. Kondisi beban tidak seimbang Data-data hasil pengukuran yang dilakukan terhadap besaran-besaran listrik setelah penggunaan transformator wye-delta pada kondisi beban yang tidak seimbang ditampilkan pada Tabel 4.5. Sedangkan bentuk gelombang arus dan spektrum harmonisa dari masing-masing fasa dan netral diperlihatkan pada Gambar 4.10a sampai Gambar 4.13b. Bentuk gelombang dan spektrum harmonisa arus netral pada sisi transformator wye-delta juga diperlihatkan pada Gambar 4.14a,b. 42 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Besaran Fasa R Fasa S Fasa T Netral Frekuensi Hz 50,135 Tegangan rms V 218,65 213,95 213,58 0,39 Arus rms A 0,819 1,096 1,414 1,224 THD arus 49,2 58,7 61,9 482,6 Cos φ DPF 1,00 0,93 0,97 - Power Factor 0,88 0,79 0,81 - Dari Tabel 4.5 dapat dilihat bahwa dengan penggunaan transformator wye- delta pada kondisi beban yang tidak seimbang juga dapat mengurangi besar arus yang mengalir pada penghantar netral. Besar arus netral sebelum penggunaan transformator wye-delta adalah sebesar 2,047A sedangkan setelah penggunaan transformator wye-delta turun menjadi 1,224A. Persentase penurunan ini adalah sebesar 40,2. Bila dibandingkan dengan persentase penurunan arus netral saat sebelum penggunaan transformator wye-delta yaitu sebesar 40,4, dapat dikatakan bahwa baik dalam kondisi yang seimbang maupun tidak seimbang, persentase penurunan arus pada penghantar netral setelah penggunaan transformator wye-delta adalah tetap stabil. THD arus yang mengalir pada masing-masing fasa juga mengalami penurunan yaitu paling besar bernilai 61,9 dibandingkan dengan sebelum penggunaan transformator wye-delta yaitu paling besar bernilai 80,8. THD arus pada penghantar netral mengalami kenaikan dibandingkan dengan sebelum penggunaan transformator wye-delta yaitu dari 432,0 menjadi 482,6. 43 Universitas Sumatera Utara Sehingga dapat disimpulkan bahwa kenaikan nilai THD arus pada penghantar netral tidak selalu diikuti dengan kenaikan nilai arus rms pada penghantar netral. Faktor daya setelah penggunaan transformator wye-delta mengalami kenaikan yang sebelumnya rata-rata bernilai 0,72 naik menjadi 0,82. Sedangkan untuk cos φ tidak tampak adanya perubahan yang berarti baik sebelum maupun setelah penggunaan transformator wye-delta. Hasil pengukuran di sisi transformator wye-delta untuk nilai tegangan dan arus ditunjukkan pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Hasil Pengukuran di Sisi Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Besaran Fasa R Fasa S Fasa T Netral Tegangan rms V 219,01 214,26 213,76 0,50 Arus rms A 0,346 0,311 0,339 0,971 Gambar 4.10a Bentuk Gelombang Arus Fasa R Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang 44 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.10b Spektrum Arus Harmonisa Fasa R Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Gambar 4.11a Bentuk Gelombang Arus Fasa S Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Gambar 4.11b Spektrum Arus Harmonisa Fasa S Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang 45 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.12a Bentuk Gelombang Arus Fasa T Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Gambar 4.12b Spektrum Arus Harmonisa Fasa T Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Gambar 4.13a Bentuk Gelombang Arus Netral di Sisi Sumber Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang 46 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.13b Spektrum Harmonisa Arus Netral di Sisi Sumber Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Gambar 4.14a Bentuk Gelombang Arus Netral di Sisi Transformator Wye-Delta Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang Gambar 4.14b Spektrum Harmonisa Arus Netral di Sisi Transformator Wye- Delta Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta Pada Kondisi Beban Tidak Seimbang 47 Universitas Sumatera Utara

4.3. Rangkuman Hasil Eksperimen Sebelum dan Setelah Penggunaan Transformator Wye-Delta