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