Analisa Dampak Harmonisa Terhadap Transformator Distribusi Dan Kerugian Finansial

(1)

ANALISA DAMPAK HARMONISA TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL

TESIS

Oleh

TOHAR SUHARTONO 087034009/TE

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

ANALISA DAMPAK HARMONISA TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh Tohar Suhartono

087034009/TE

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(3)

Judul Tesis : ANALISIS DAMPAK HARMONIK TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL

Nama Mahasiswa : Tohar Suhartono Nomor Induk : 087034009

Program Studi : Magister Teknik Elektro

Menyetujui Komisi Pembimbing:

(Prof.Dr. Ir. Usman Baafai) (Ir. Refdinal Nazir, M.S. Ph.D Ketua Anggota

)

Ketua Program Studi Dekan,

(Prof.Dr.Ir.Usman Baafai) (Prof.Dr.Ir.Bustami Syam,MSME)

(4)

ABSTRAK

Meningkatnya perkembangan teknologi saat ini, membawa perubahan pola kehidupan manusia dalam melakukan aktivitas sehari-hari, termasuk dalam hal menyelesaikan tugas-tugasnya yang semuanya itu tidak terlepas dari penggunaan alat bantu. Alat bantu yang digunakan diantaranya seperti komputer serta peralatan kantor lainnya yang umumnya terbentuk dari komponen elektronika daya. Berbagai peralatan aplikasi hampir seluruhnya menggunakan komponen elektronika daya. Seperti peralatan-peralatan yang digunakan di perkantoran; industri maupun rumah tinggal. Di sisi lain, krisis energi menjadi pemicu meningkatnya penggunaan Lampu Hemat Energi (LHE). Padahal komputer; LHE dan peralatan-peralatan yang menggunakan komponen elektronika daya adalah merupakan jenis beban non-linier, yang menjadi penyebab terjadinya harmonisa yang dapat mengganggu sistem distribusi termasuk transformator distribusi. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh beban non linier terhadap nilai total distorsi harmonisa dan kerugian finansial yang disebabkannya diperlukan data. Melalui metode pengukuran langsung pada sekunder transformator di kompleks Bisnis Multatuli Medan (BMM), diperoleh data yang menunjukkan bahwa baik tegangan maupun arus akibat beban terdapat harmonisa. Setelah dianalisa, diperoleh bahwa semakin besar pembebanan pada transformator memberi dampak meningkatnya distorsi harmonisa total (THDi), dan rugi-rugi energi. Rugi-rugi energi yang terjadi akibat harmonisa dalam satu tahun diperkirakan mencapai 52.925,91 kWh, yang menyebabkan terjadinya rugi-rugi finansial akibat harmonisa yang tidak terbaca oleh kWh meter dalam satu tahun diperkirakan mencapai Rp 58.218.502,62 atau berkisar 15,127% dari nilai tagihan total per tahun.

(5)

ABSTRACT

The increasing development of technology today, bringing the changing pattern of human life in performing daily activities, including in terms of completing tasks that they were not separated from the use of assistive devices. Tools used such as computers and other office equipment which is generally formed from the components of power electronics. A variety of application equipment almost entirely using power electronics components, such as equipment used in offices; industrial and residential. On the other hand, the energy crisis triggered increased use of Energy Saving Lamps (ESL). Though the computer; Bulb Low Energy and equipment that uses power electronics components is a type of non-linear loads, which became the cause of harmonics that can interfere with the distribution system including distribution transformer. To find out how big the influence of non-linear loads on the value of total harmonic distortion and financial losses caused by it required data. Through the method of direct measurement on the secondary transformer in the complex field Multatuli Business (BMM), obtained data showing that both the voltage and current harmonics due to load there. Once analyzed, found that the greater the impact loading on the transformer increased the total harmonic distortion (THDi), and energy losses. Energy losses that occur due to harmonics in one year is estimated at 52,925.91 kWh, which led to financial losses due to harmonics that are not readable by the kWh meter in one year is estimated to reach Rp 58,218,502.62 or about 15.127% of the value total bill per year.

(6)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan syukur kepada ALLAH SWT, penulis dapat menyelesaikan tesis ini yang berjudul: ANALISA DAMPAK HARMONIK TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL yang merupakan salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Pascasarjana di Program Studi Magister Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai dan Ir. Refdinal Nazir, MS. PhD selaku komisi pembimbing yang telah memberikan banyak arahan, petunjuk dan nasehat yang bermanfaat dalam menentukan langkah-langkah penelitian dan penulisan, sehingga dapat selesainya usulan penelitian ini, Prof. Dr. Ir. Usman Baafai selaku ketua Program Studi yang telah memberikan tanggapan serta saran-saran perbaikan demi kesempurnaan tulisan usulan tesis ini, Bapak-bapak dosen serta rekan-rekan yang telah membantu dan berpartisipasi dalam seminar usulan tesis ini dan semua pihak yang telah membantu sehingga dapat selesainya tulisan ini, Istri, anak-anak penulis yang telah banyak memberikan dorongan dan semangat yang telah diberikan kepada penulis serta semua pihak yang tidak dapat disebut disini yang telah memberikan bantuan dan petunjuk yang sebesar-besarnya kepada penulis.

Semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat yang berguna bagi penulis dan bagi kita semua.

Medan, Juni 2011

(7)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Tohar Suhartono

Tempat/Tanggal Lahir : Silau Dunia/22 September 1952

Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

Bangsa : Indonesia

Alamat : Jl. Karya II No. 53, Medan

Menerangkan dengan sesungguhnya, bahwa:

PENDIDIKAN

1. Tamatan SDN II Silau Dunia Kabupaten Simalungun Tahun 1964

2. Tamatan SMP Taman Siswa, Tebing Tinggi Tahun 1967

3. Tamatan STM Jurusan Listrik Taman Siswa, Tebing Tinggi Tahun 1970

4. Universitas Darma Agung Jurusan Teknik Elektro Tahun 1989

5. Institut Mitra management Indonesia (IMMI) Tahun 1994

PEKERJAAN

1. Wira Swasta di PT. Sibrama Sakti :

Demikian riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

(8)

Tertanda,

Tohar Suhartono

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 4

1.4 Tujuan Penelitian ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 5

BAB 2 TEORI UMUM ... 6

2.1 Transformator Distribusi ... 6

2.1.1 Tegangan Umum Primer Transformator Distribusi ... 8

2.1.2 Tingkatan Daya Transformator Distribusi ... 9

2.1.3 Hubungan Belitan Transformator Tiga Fasa ... 9

2.2 Rugi-rugi dan Pemanasan Pada Transformator Distribusi ... 12

(9)

2.2.2 Rugi-rugi akibat Harmonisa pada Transformator ... 12

2.3 Beban Listrik Pada Transformator Distribusi ... 15

2.4 Efek Harmonisa Pada Transformator Distribusi ... 17

2.4.1 Definisi dan Standar Harmonisa yang umum digunakan ... 20

2.5 Sistem Distribusi dan Transformator Distribusi di Kompleks BMM ... 28

2.5.1 Spesifikasi Transformator Distribusi di Kompleks BMM ... 29

2.5.2 Komposisi Beban Terpasang di Kompleks BMM ... 29

2.5.3 Sejarah Perkembangan Transformator Distribusi di Kompleks BMM ... 30

BAB 3 METODE PENELITIAN ... 31

3.1 Tahapan Penelitian ... 31

3.2 Data Penelitian ... 32

3.2.1 Data Spesifikasi Transformator Distribusi di Kompleks BMM ... Error! Bookmark not defined. 3.2.2 Alat Ukur ... 32

3.3 Teknik Analisa data ... 32

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN... 34

4.1 Hasil Pengukuran ... 34

4.1.1 Hasil Pengukuran Arus ... 34

4.1.2 Hasil Pengukuran Daya ... 37

4.2 Perhitungan Rugi-rugi akibat Harmonisa ... 38

4.3 Pembahasan ... 42

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 44

5.1 Kesimpulan ... 44

5.2 Saran ... 45

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

1.1 Beberapa penelitian yang dilakukan sebelumnya [5] [6] [7]. ... 3

2.1 Nilai Rugi-rugi Transformator Distribusi ... 14

2.2 Batas Harmonisa Tegangan Pada Frekuensi Fundamental ... 24

2.3 Standard Distorsi Arus untuk Sistem Distribusi ... 24

2.4 Polaritas dari komponen harmonisa ... 25

2.5 Akibat dari polaritas komponen harmonisa ... 26

2.6 Nilai khusus PEC-R ... 28

2.7 Data beban pelanggan komplek BMM ... 29

2.8 Data penggantian transformator distribusi di Kompleks BMM ... 30

3.1 Spesifikasi Teknis Transformator Distribusi Tiga Fasa ... 33

4.1(a) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-R ... 38

4.2(a) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-R ... 39

4.3 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa ... 40

4.4 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa ... 40

4.5 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa tiap jam ... 41

4.6 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa tiap jam ... 41

(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Diagram satu garis Sistem Distribusi Tenaga Listrik ... 7

2. 2 Transformator Hubungan Y ... 10

2. 3 Transformator Hubungan Bintang-Zigzag (Yzn5)... 11

2.4 Rangkaian Listrik Beban Linier ... 15

2.5 Rangkaian Listrik Beban Non Linier ... 16

2.6 Gelombang tegangan fundamental dan harmonisa ke-3 ... 19

2.7 Gelombang non linier dengan menjumlahkan ... 20

2.8 Gambar spektrum arus harmonisa ... 21

3.1 Diagram alir penelitian ... Error! Bookmark not defined. 4.1 Gelombang arus per fasa hasil pengukuran pada hari libur ... 34

4.2 Gelombang arus per fasa hasil pengukuran pada hari kerja ... 35

4.3 Fluktuasi THDi per fasa hasil pengukuran pada hari libur ... 35

4.4 Fluktuasi THDi per fasa hasil pengukuran pada hari kerja ... 36

4.5 Fluktuasi arus per fasa hasil pengukuran pada hari libur ... 36

4.6 Fluktuasi arus per fasa hasil pengukuran pada hari kerja ... 37

4.7 Fluktuasi daya per fasa hasil pengukuran pada hari libur ... 37

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1 Denah Lokasi Penelitian ... 48

2 Transformator 160 kVA sebagai objek penelitian ... 49

3 Genius Energy Meter Mk6N ... 51

(13)

ABSTRAK

(14)

ABSTRACT

(15)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam proses penyaluran energi listrik dari pembangkit ke beban akan terjadi rugi-rugi daya saluran yang besar jika daya disalurkan pada level tegangan rendah. Untuk memperkecil rugi-rugi daya penyaluran dan memaksimalkan daya yang ditransmisikan, tegangan dinaikkan pada level yang sesuai dengan daya yang disalurkan. Kemudian tegangan diturunkan lagi dengan menggunakan transformator distribusi. Oleh karena itu, transformator distribusi mempunyai peranan yang sangat penting dalam penyaluran daya listrik dari pembangkit ke beban.

Pertumbuhan beban listrik pada masa sekarang ini merupakan dampak dan pengaruh dari pertumbuhan ekonomi. Dengan pertumbuhan ekonomi yang semakin meningkat maka kebutuhan atau daya beli masyarakat terhadap beban listrik semakin meningkat pula, hal ini dapat dilihat dari semakin meningkatnya pemakaian peralatan yang menggunakan tenaga listrik. Umumnya peralatan listrik yang menggunakan komponen semikonduktor dan operasi kerjanya model pensaklaran (switching) atau yang dikenal sebagai beban non linier, jenis beban ini akan membangkitkan harmonisa pada sistem penyaluran daya listrik.

Harmonisa merupakan suatu fenomena yang timbul dari pengoperasian beban listrik yang sebagian besar diakibatkan oleh beban non linier, dimana akan terbentuk gelombang yang berfrekuensi tinggi yang merupakan kelipatan dari frekuensi

(16)

fundamentalnya, sehingga bentuk gelombang arus dan tegangan yang idealnya sinusoidal akan cacat akibat distorsi harmonisa yang terjadi pada proses pendistribusian energi listrik ke konsumen [1] [2] [3] [4].

Kajian tentang permasalahan harmonisa pada transformator distribusi terhadap kualitas penyediaan energi listrik di kompleks Bisnis Multatuli Medan

(BMM) perlu dilakukan, karena kompleks ini adalah sebuah tempat yang dilengkapi dengan berbagai jenis bentuk fasilitas modern, seperti: perkantoran, tempat usaha, perumahan dan tempat hiburan. Berbagai jenis beban non linier yang dapat menimbulkan harmonisa, terdapat hampir di seluruh kompleks BMM dan akan berpengaruh besar terhadap kinerja transformator distribusi yang ada.

Akibat harmonisa yang terdapat pada penyedia energi listrik di komplek BMM menyebabkan turunnya kinerja transformator, seperti: terjadi panas yang berlebihan dan akan memperpendek usia transformator distribusi, yang akibatnya PT. PLN (Persero) Cabang Medan sering melakukan penggantian transformator yang berdaya lebih besar dari kapasitas semula. Berdasarkan uraian di atas, penulis melakukan penelitian untuk mendapat jawaban tentang seberapa besar pengaruh harmonisa terhadap kinerja transformator distribusi dan seberapa besar kerugian finansial yang diakibatkan oleh harmonisa tersebut. Sementara itu, sudah ada beberapa penelitian yang dilakukan oleh peneliti terdahulu diantaranya seperti yang ditunjukkan pada pada Tabel 1.1 berikut.

(17)

Tabel 1.1 Beberapa penelitian yang dilakukan sebelumnya [5] [6] [7].

NO Item Hasyim Asy’Ari Julius Sentosa S Roy Hakim P Yang Akan Penulis Teliti 1 Lokasi

Penelitian

PT.PLN (Persero) Cabang Bekasi

PT.PLN (Persero) Distribusi Jawa Timur

PT. PLN (Persero) Rayon Medan Kota

Komplek Bisnis Multatuli

2 Jenis Beban

Beban Non linier Beban Non linier Beban Linier & Beban Non Linier secara menyeluruh

Beban Linier & Beban Non Linier di kompleks bisnis multatuli Medan 3 Metode

Analisa

Pengumpulan Data Analisa Data Derating factor Pengumpulan Data Menganalisa Data Studi Literatur Bimbingan Pengukuran Data Analisa Data Pengumpulan Data Analisa Data Menghitung Kerugian Finansial Akibat Beban Harmonisa 4 Tahun

Penelitian

2002 2009 2010

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, permasalahan yang timbul untuk dapat mengetahui pengaruh harmonisa terhadap kinerja transformator dan kerugian finansial yang diakibatkannya adalah:

a. Seberapa besar distorsi harmonisa total (THD) yang timbul akibat sistem dan jenis beban yang terdapat pada penyedia energi listrik di kompleks BMM?

b. Berapa besar biaya yang tidak tertagih yang diakibatkan oleh pengaruh harmonisa dari beban dan tidak tercatat di kWh meter.

(18)

1.3 Batasan Masalah

Dalam hal analisis pengaruh harmonisa terhadap peralatan listrik baik di sisi sumber maupun di sisi beban begitu luas, agar pembahasan tidak meluas, maka tesis ini hanya akan membahas tentang:

a. Transformator distribusi yang dijadikan objek penelitian adalah transformator yang mencatu daya ke Komplek BMM yang memiliki kapasitas daya 160 kVA, 20 kV/400 V.

b. Data diperoleh dari hasil pengukuran pada panel hubung bagi transformator distribusi yang melayani beban.

c. Waktu pengukuran dilakukan pada hari libur (Minggu) dan hari kerja (Senin), dimulai dari pukul 00:00 s/d 23:30 yang diharapkan dapat mewakili hari-hari lainnya selama satu bulan.

d. Rugi-rugi tetap transformator diambil dari standarisasi PLN.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian yang penulis lakukan bertujuan disamping untuk memenuhi keingintahuan penulis tentang pengaruh harmonisa terhadap kinerja transformator dan kerugian finansial akibat harmonisa, juga bertujuan untuk dapat memberikan masukan kepada penyedia energi listrik.

Sedangkan untuk merealisasikan tujuan sebagaimana uraian di atas, maka langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut:

(19)

a. Mengobservasi kandungan harmonisa arus dan tegangan pada transformator distribusi di Kompleks BMM dengan melakukan pengukuran langsung. b. Mengolah data hasil pengukuran harmonisa, hingga diperoleh rugi-rugi daya

pada transformator distribusi di kompleks BMM.

c. Menghitung kerugian finansial akibat harmonisa mulai dari durasi jam, hari, hingga bulan dan tahun.

1.5 Manfaat Penelitian

Sedangkan manfaat penelitian yang dilakukan diantaranya adalah:

a. Sebagai acuan dalam perencanaan filter guna meningkatkan kualitas penyaluran daya dari transformator distribusi ke kompleks BMM.

b. Mengetahui dampak harmonisa pada kerugian finansial.

c. Mengurangi biaya operasi penataan (manajemen transformator). d. Menambah umur transformator dan peralatan pendukung lainnya.

e. Kesinambungan pasokan daya listrik terjamin, sehingga kWh jual menjadi tinggi.

(20)

BAB 2 TEORI UMUM

2.1 Transformator Distribusi

Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang mampu mengubah maupun menyalurkan energi listrik arus bolak balik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik arus bolak balik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada penyaluran tenaga listrik arus bolak-balik, penggunaan transformator untuk menaikan tegangan sistem dapat mengurangi rugi-rugi daya saluran [8] [9].

Dalam bidang tenaga listrik pada umumnya pemakaian transformator dapat dibagi mejadi tiga bagian yaitu:

1. Transformator Distribusi; 2. Transformator Transmisi; 3. Transformator Instrument.

Pada penelitian ini penulis hanya memfokuskan materi transformator khususnya pada transformator distribusi, dimana transformator distribusi umumnya digunakan sebagai sub distribusi tenaga listrik yang mendistribusikan energi listrik ke transformator-transformator distribusi tegangan rendah.

Pada umumnya pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pengguna tenaga listrik, untuk mentransmisikan tenaga listrik dari pembangkit menuju beban dibutuhkan tegangan yang tinggi seperti tegangan 150 kV atau tegangan ekstra tinggi

(21)

500 kV. Selanjutnya setelah sampai di pusat pembebanan (pemakai) tegangan diturunkan kembali menjadi tegangan menengah 20 kV.

Tegangan menengah dari gardu induk ini melalui saluran distribusi primer untuk disalurkan ke gardu-gardu distribusi atau pemakai tegangan menengah. Dari saluran distribusi primer, tegangan menengah diturunkan menjadi tegangan rendah 400/230 V melalui transformator distribusi. Tegangan rendah disalurkan melalui saluran tegangan rendah ke konsumen. Bentuk sederhana dari sistem distribusi tenaga listrik ditunjukan pada Gambar 2.1 berikut.

Pembangkit Listrik Transformator Penaik Transformator Penurun

Ke GD

Ke Pemakai TM GD

TM TR

kWH meter

Instalasi Pemakai TR TM

GI GI

TT/ET

Pembangkit Saluran Transmisi

Saluran Distribusi Primer Saluran Distribusi

Skunder

Utilisasi

Gambar 2.1 Diagram satu garis Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Transformator distribusi yang umum digunakan adalah transformator step-down 20 kV/400V. Pada kumparan primer akan mengalir arus jika kumparan primer dihubungkan ke sumber tegangan bolak-balik, sehingga pada inti transformator yang terbuat dari bahan ferromagnet akan terbentuk sejumlah garis-garis gaya magnet (fluks = ф)

(22)

Karena arus yang mengalir merupakan arus bolak balik, maka fluks yang terbentuk pada inti akan mempunyai arah dan jumlah yang berubah-ubah pula. Fluks yang dibangkitkan mengalir melalui inti, dan pada inti tersebut terdapat belitan primer dan sekunder, maka pada belitan primer dan sekunder tersebut akan timbul ggl (gaya gerak listrik) induksi, tetapi arah ggl induksi primer berlawanan dengan arah ggl induksi sekunder. Sedangkan frekuensi masing-masing tegangan primer sekunder adalah sama. Hubungan transformasi tegangan adalah sebagai berikut:

a N N E E

= =

2 1

_{... (2.1)}

dimana:

= ggl Induksi di sisi primer (volt)

= ggl Induksi di sisi sekunder (volt)

= jumlah belitan di sisi primer (lilit)

a = perbandingan transformasi

= jumlah belitan di sisi sekunder (lilit)

2.1.1 Tegangan Umum Primer Transformator Distribusi

Tegangan primer sesuai dengan tegangan nominal pada Jaringan Tegangan Menengah (JTM) yang terdapat pada ketenaga listrikan di Indonesia 6 kV dan 20 kV. Pada Jaringan Tegangan Menengah (JTM) maka tegangan fasa ke netral adalah:

(23)

2.1.2 Tingkatan Daya Transformator Distribusi

Tegangan Sekunder sesuai dengan tegangan nominal pada Jaringan Tegangan Rendah (JTR) yang terdapat pada ketenaga listrikan di Indonesia 220V/380V pada beban tiga fasa. Tingkatan daya transformator distribusi secara umum berdasarkan SPLN (Standarisasi Perusahaan Listrik Negara tahun 1978) yang digunakan adalah 160 kVA

2.1.3 Hubungan Belitan Transformator Tiga Fasa

[10].

Pada transformator tiga fasa besar tegangan antar fasa (VL-L) dan daya transformator (kVA) tidak tergantung dari hubungan belitannya. Akan tetapi tergantung pada tegangan fasa netral (VL-N), dan arus dari masing-masing transformator tergantung pada hubungan belitannya[8] [9].

Secara umum hubungan belitan transformator tiga fasa terbagi atas dua jenis, yaitu hubungan wye (Y) dan hubungan delta (∆). Masing -masing hubungan belitan ini memiliki karakteristik arus dan tegangan yang berbeda. Pada penelitian ini transformator yang dijadikan objek penelitian adalah jenis Yzn5. Berikut ini disajikan uraian singkat tentang jenis hubungan belitan Wye dan jenis hubungan Zig-Zag.

a. Hubungan Wye (Y)

Hubungan ini dapat dilakukan dengan menggabungkan ketiga belitan transformator yang memiliki rating yang sama dengan mempertemukan ujung-ujungnya pada satu titik seperti terlihat pada Gambar 2.2.

(24)

Gambar 2. 2 Transformator Hubungan Y

Dalam hubungan Y dengan memakai kawat netral dalam keadaan seimbang dapat kita ketahui sebagai berikut:

VR = Vs = VT = Vph

VRs = VsT = VTR = √3 V (volt)

ph = VL

IR = Is = IT = IL = I

(volt)

dimana : V

(amp)

= Tegangan line to line (volt)

= Tegangan fasa (volt)

= Arus line to line (amp)

ph = Arus fasa (amp)

b. Hubungan Bintang-Zigzag

Hubungan bintang-zigzag ini mempunyai tiga buah belitan di sisi primer terhubung bintang dan enam buah belitan di sisi sekunder masing-masing dihubungkan zigzag, untuk kelompok hubung transformator Yzn5 diperlihatkan seperti pada Gambar 2.3.

VTR

VST VRS IR

VR VS VT

T N

(25)

Gambar 2. 3 Transformator Hubungan Bintang-Zigzag (Yzn5) Besaran di sisi primer:

IR = IS = IT = Iph= IL

(amp); arus fasa sama dengan arus line

R = VS = VT = Vph

(volt); tegangan fasa

RS = VST = VTR = 3Vph = VL

Besaran di sisi sekunder:

(volt); tegangan line

ir = is = it = iph= iL

(amp); arus fasa sama dengan arus line

r = vs = vt = vph

(volt); tegangan fasa

rs = vst = vtr = 3vph = vL (volt); tegangan line

S R

t N

S R

b2 a2

b1 a1

b4 a4

b3 a3

s r

Sisi Sekunder

(26)

2.2 Rugi-rugi dan Pemanasan Pada Transformator Distribusi

Sebagai akibat dari beban non linier antara tiap fasa pada sisi sekunder transformator (fasa R, fasa S, fasa T) mengalirlah arus di netral transformator [10]. Arus yang mengalir pada penghantar netral transformator ini menyebabkan losses (rugi-rugi). Rugi-rugi transformator distribusi antara lain:

2.2.1 Losses (rugi-rugi) pada Penghantar Netral

Losses pada penghantar netral transformator ini dapat dirumuskan sebagai berikut: N

N I R

P = 2 ⋅ ... (2.2) dimana:

= losses pada penghantar netral transformator (watt)

= arus yang mengalir pada netral transformator (A)

Sedangkan losses yang diakibatkan karena arus netral yang mengalir ke tanah (ground) dapat dihitung dengan perumusan sebagai berikut:

= tahanan penghantar netral transformator (Ω)

G G

G I R

P = 2⋅ ... (2.3) dimana:

= losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah (watt)

= arus netral yang mengalir ke tanah (A)

2.2.2 Rugi-rugi akibat Harmonisa pada Transformator

= tahanan pembumian netral transformator (Ω)

(27)

dengan rugi-rugi minimum pada frekuensi fundamentalnya. Arus dan tegangan harmonisa secara signifikan akan menyebabkan panas lebih. Ada dua pengaruh yang ditimbulkan panas lebih pada transformator ketika arus beban mengandung komponen harmonisa [11].

a. Harmonisa arus menyebabkan meningkatnya rugi-rugi tembaga yang dinyatakan dengan:

∑

∞

⋅ =

1 2

n n

CU I R

P ... (2.4) dengan: PCU

= rugi-rugi tembaga (watt)

= arus pada belitan trafo (A)

b. Harmonisa tegangan menyebabkan meningkatnya rugi-rugi besi, seperti arus pusar dan rugi-rugi hysteresis. Eddy current (arus pusar) terjadi bila inti dari sebuah material jenis ferromagnetic (besi) secara elektrik bersifat konduktif. Konsentrasi arus pusar lebih tinggi pada ujung-ujung belitan transformator karena efek kerapatan medan magnet bocor pada kumparan yang menyebabkan fenomena terjadinya arus pusar.

= resistansi belitan trafo (Ω)

Bertambahnya rugi-rugi arus pusar karena harmonisa berpengaruh pada temperatur kerja transformator yang terlihat pada besar rugi-rugi daya nyata (watt) akibat arus pusarini.

(28)

2 1 2 _h I P P h h R EC

EC =

∑

⋅

∞

− ... (2.5)

dimana:

h = bilangan bulat orde harmonisa

PEC

= rugi-rugi arus pusar

EC-R = faktor rugi-rugi arus pusar (ANSI/IEEE Standard C57; PEC-R

= 1%)

Menurut Standar PLN no 50 nilai rugi-rugi daya transformator distribusi dapat dilihat pada Tabel 2.1 [10].

= arus rms harmonisa ke-h

Tabel 2.1 Nilai Rugi-rugi Transformator Distribusi Menurut Standar IEC Publ 76, SPLN 50-1997

KVA (Rating) Rugi-rugi Besi (watt) Rugi-rugi Tembaga (watt)

25 50 100 160 200 250 315 400 680 800 1000 1250 1600 115 190 320 400 550 600 770 930 1300 1950 2300 2700 3300 700 1100 1750 2000 2850 3000 3900 4600 6500 10200 12100 15000 18100

Tabel 2.1 menunjukkan standar rugi-rugi yang dikeluarkan oleh IEC Publ. 76, SPLN 50-1997, dimana transformator yang menjadi objek penelitian memiliki kapasitas 160 kVA. Oleh karena itu dari tabel 2.1 diperoleh nilai rugi-rugi besi sebesar 400 watt dan nilai rugi-rugi tembaga sebesar 2.000 watt.

(29)

2.3 Beban Listrik Pada Transformator Distribusi

Didalam sistem tenaga listrik dikenal 2 (dua) jenis beban listrik yaitu: Beban listrik linier dan Beban listrik non linier.

2.3.1 Beban Listrik Linier

Beban Listrik Linier adalah beban yang tidak mempengaruhi karakteristik dari tegangan dan arus. Beban linier merupakan beban yang mengeluarkan bentuk gelombang yang berbentuk linier, dimana arus yang mengalir sebanding dengan tahanan dan perubahan tegangan.

Pada beban linier ini, bentuk gelombang arus akan mengikuti bentuk gelombang tegangan yang ditimbulkannya. Bila gelombang tegangan berbentuk sinusoidal, bentuk gelombang arus juga membentuk sinusoidal (Gambar 2.4).

Contoh-contoh beban listrik linier: 1) Pemanasan Resistif 2) Lampu-lampu Pijar

3) Motor-motor induksi dengan putaran konstan 4) Motor-motor sinkron

Gambar 2.4 Rangkaian Listrik Beban Linier mechanic switch

Load Source

(30)

2.3.2 Beban Listrik Non-Linier

Beban non-linier adalah beban yang mempengaruhi karakteristik dari tegangan dan arus, sehingga bentuk gelombangnya berubah atau cacat [1] [12]. Beban non-linier inilah yang menimbulkan atau menghasilkan harmonisa (Gambar 2.5).

Gambar 2.5 Rangkaian Listrik Beban Non Linier

Contoh-contoh Beban Listrik Non Linier: 1) Static Power Converter

2) Electronic Ballast 3) Variabel Frekuensi 4) Arc Furnace

5) Komputer, printer, semikonduktor switching

Beban non linier terbagi atas 2 (dua) beban: 1) Beban non linier yang di industri

a. Tiga fasa power converter b. DC-Drive

c. _AC-Drive

static switch

Load Source

(31)

2) Beban non linier Umum/Komersil a. Electronic ballast

b. Lampu hemat energi (LHE) c. Komputer

d. Alat-alat elektronik e. Alat-alat ukur f. Air Condition (AC)

g. Penerangan gedung pada umumnya

Fasilitas industri modern ditandai oleh beban-beban non linier. Beban ini dapat membuat distorsi yang signifikan dari total beban fasilitas yang dapat menimbulkan arus harmonisa ke dalam sistem daya dan menyebabkan distorsi harmonisa pada tegangan.

Masalah harmonisa ini dipengaruhi oleh kenyataan bahwa beban non linier ini memiliki faktor daya relatif rendah.

2.4 Efek Harmonisa Pada Transformator Distribusi

Harmonisa adalah pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Hal ini disebut frekuensi harmonisa yang timbul pada bentuk gelombang aslinya sedangkan bilangan bulat pengali frekuensi dasar disebut angka urutan harmonisa. Misalnya, frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik adalah 50 Hz, maka harmonisa keduanya adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 100 Hz, harmonisa ketiga adalah

(32)

gelombang dengan frekuensi sebesar 150 Hz dan seterusnya.

Apabila sistem distribusi mensuplai beban non linier, dimana beban non linier menghasilkan harmonisa. Tegangan harmonisa ini mengalir dalam sistem yang akan menghasilkan susut tegangan pada inpedansi sistem. Harmonisa tegangan atau arus ini akan berkombinasi dengan tegangan atau arus frekuensi fundamental dan membentuk distorsi gelombang yang terdistorsi seperti dijelaskan pada Gambar 2.7.

Secara umum setiap fungsi periodik f(t) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7 dapat diuraikan menjadi deret trigonometri tak terhingga dan disebut deret Fourier [3] [4] [13]. ... ) 3 sin( ) 2 sin( ) sin( ... ) 3 cos( ) 2 cos( ) cos( ) ( 0 3 0 2 0 1 0 3 0 2 0 1 0 + + + + + + + + = t B t B t B t A t A t A A t f ω ω ω ω ω ω

... (2.6)

atau )] sin( ) cos( [ )

( ₀ ₀

0 A h t B h t

A t

f _h _h

h ω ω + + =

∑

∞ =

... (2.7)

dengan h = 1, 2, 3, ... ∞

Dimana A_h dan B_hadalah koefisien dari tiap harmonisa, ditentukan sebagai berikut :

∫

= T

h f t htdt

T A 0 cos ) ( 2 / 1

... (2.8)

∫

= T

h f t htdt

T B 0 sin ) ( 2 / 1

(33)

Berdasarkan persamaan diatas gelombang tegangan atau arus yang nonsinusoidal dapat diuraikan menjadi komponen fundamental dan komponen-komponen harmonisa dan bila dinyatakan dalam deret Fourier adalah :

) sin( . ... ) sin(3 t) 2 ( sin t) sin( )

( ₀ _1m ₀ _2m ₀ _3m ₀

t h V t V V V V t v hm ω ω ω ω + + + + + =

... (2.10)

dengan:

o V

komponen DC dari gelombang tegangan (konstan) V₁_m,V₂_m,V₃_m,....V_hm = nilai puncak gelombang tegangan

h = 1, 2, 3 ...,

∞

= orde harmonisa

Gelombang tegangan fundamental mempunyai frekuensi f0, harmonisa ke-dua

mempunyai frekuensi 2f0, harmonisa ke-tiga mempunyai frekuensi 3f0 dan

harmonisa ke-h mempunyai frekuensi hf0, seperti ditunjukkan Gambar 2.6 [9].

(34)

Jika gelombang tegangan fundamental dijumlahkan dengan harmonisa ke-tiga akan diperoleh bentuk gelombang tegangan yang nonsinusoidal seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.7 [9].

Gambar 2.7 Gelombang non linier dengan menjumlahkan gelombang fundamental dan harmonisa ke-3.

2.4.1 Definisi dan Standar Harmonisa yang umum digunakan a. Orde Harmonisa

Orde dari harmonisa merupakan perbandingan antara frekuensi harmonisa dengan frekuensi fundamental [1] [2], dimana:

f f

h= h _{... (2.11)}

dengan:

h = orde harmonisa

= frekuensi harmonisa ke-h

(35)

Sesuai dengan definisi diatas, maka orde harmonisa frekuensi dasar fo adalah 1.

Artinya orde ke-1 bukan harmonisa melainkan frekuensi fundamental dan orde ke-2 sampai orde ke-h yang merupakan harmonisa.

b. Spektrum

Spektrum adalah distribusi dari semua amplitudo komponen harmonisa sebagai fungsi dari orde harmonisa, dan diilustrasikan menggunakan histogram. Bisa dikatakan spektrum adalah merupakan perbandingan arus atau tegangan pada frekuensi harmonisa terhadap arus atau tegangan pada frekuensi fundamental. Spektrum digunakan sebagai dasar perancangan filter untuk mengurangi harmonisa, terutama bila yang digunakan adalah filter pasif. Gambar spektrum harmonisa diperlihatkan pada Gambar 2.8 berikut.

1 5

0 7

Order harmonisa (h)

(%) I / Ih 1

50 100

Gambar 2.8 Gambar spektrum arus harmonisa

c. Harga rms Tegangan dan Arus

Harga rms tegangan [1]:

1 2

∑

∞ =

   

  =

rms V

(36)

Harga rms arus : 2 1 2 1

∑

∞ =       = h h rms I

I ... (2.13)

dengan:

=

V

Harga rms tegangan untuk harmonisa ke-h (volt)

=

I

Harga rms Arus untuk harmonisa ke-h (ampere)

d. Total Harmonic Distortion (THD)

Distorsi harmonisa total disebut dengan Total Harmonic Distortion (THD) adalah indeks yang menunjukkan total harmonisa dari gelombang tegangan atau arus yang mengandung komponen individual harmonisa, yang dinyatakan dalam persen terhadap komponen fundamentalnya [1] [14] [15].

THD untuk gelombang tegangan adalah:

% 100 1 2 2 × =

∑

∞ = V V THD h h

V ... (2.14)

dimana :

= Tegangan fundamental

h = 2, 3, 4 , 5, ...

= Tegangan harmonisa ke-h

(37)

% 100 1 2 2 × =

∑

∞ = I I THD h h

i ... (2.15) dengan:

=

I

Arus fundamental

=

I

Arus harmonisa ke-h

=

h

2, 3, 4 , 5, ...

e. Total Demand Distortion (TDD)

Distorsi harmonisa (harmonic distortion) paling berarti apabila dimonitor pada Point of Common Coupling (PCC) dimana beban dihubungkan yang jauh dari pembangkit. Distorsi harmonisa pada PCC ini cenderung menunjukkan distorsi yang lebih besar jika arus beban (demand load current) besar dan sebaliknya [1]. Oleh karena itu total kandungan harmonisa diukur berdasarkan arus beban

I

_L yang disebut dengan TDD ( Total Demand Distortion). Total Demand Distortion adalah :

% 100 2 2 × =

∑

∞ = L h h I I

TDD ... (2.16) Hasil perhitungan sebaiknya tidak melebihi atau sama dengan nilai yang ditetapkan oleh standar yang berlaku. Bila hasilnya lebih maka tingkat harmonisa sistem membahayakan komponen-komponen sistem dan sebaiknya harus difikirkan cara menguranginya. Ada dua kriteria yang digunakan dalam analisis distorsi harmonisa,

(38)

limitasi untuk distorsi arus harmonisa dan distorsi tegangan harmonisa. Standar yang dipakai untuk limitasi tegangan harmonisa yang terdapat pada PCC adalah IEEE-519-1992.

f. Standar Batas Distorsi Tegangan dan Batas Distorsi Arus

Standar batas harmonisa tegangan ditentukan oleh tegangan sistem yang dipakai seperti Tabel 2.2 [16].

Tabel 2.2 Batas Harmonisa Tegangan Pada Frekuensi Fundamental Menurut Standar IEEE 519-1992

Tegangan Bus Pada PCC Distorsi Tegangan Individu (%) Total Distorsi Tegangan (THDV)

(%)

V ≤ 69 kV 69 kV < V ≤ 161 kV

V > 161 kV

3.0 1.5 1.0 5.0 2.5 1.5

Standar Batas Harmonisa Arus sesuai standard IEEE 519-1992 dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Standard Distorsi Arus untuk Sistem Distribusi

Distorsi arus harmonisa maksimum dalam % dari IL Orde harmonisa individual (ODD harmonics)

Isc / IL < 11 11 ≤ h < 17 17 ≤ h < 23 23 ≤ h < 35 H ≥ 35 THD < 20

20 – 50 50 – 100 100 – 1000

> 1000 4 7 10 12 15 2 3.5 4.5 5.5 7 1.5 2.5 4 5 6 0.6 1 1.5 2 2.5 0.3 0.5 0.7 1 1.4 5 8 12 15 20

(39)

dengan:

ISC

: arus hubung singkat pada PCC

THD : Total Harmonic Distortion (%) : arus beban fundamental nominal

ISC adalah arus hubung singkat yang ada pada PCC, IL

Pada keadaan normal, arus beban setiap fasa dari beban linier yang seimbang pada frekuensi dasarnya akan saling menghapuskan sehingga arus netralnya menjadi nol. Sebaliknya beban non linier satu fasa akan menimbulkan harmonisa kelipatan tiga ganjil yang disebut triplen harmonisa (harmonisa ke-3, ke-9, ke-15 dan seterusnya) yang sering disebut zero sequence harmonisa (Tabel 2.4) [10].

adalah arus nominal fundamental pada beban.

Tabel 2.4 Polaritas dari komponen harmonisa

Harmonisa 1 2 3 4 5 6 7 8

Frekuensi 50 100 150 200 250 300 350 400

Urutan + - 0 + - 0 + -

Harmonisa ini dapat menghasilkan arus netral yang lebih tinggi dari arus fasa karena saling menjumlah di tiap fasanya. Harmonisa pertama urutan polaritasnya adalah positif, harmonisa kedua urutan polaritasnya adalah negatif dan harmonisa ketiga urutan polaritasnya adalah nol, harmonisa keempat adalah positif (berulang berurutan dan demikian seterusnya).

(40)

Akibat yang ditimbulkan oleh arus urutan nol dari komponen harmonisa (Tabel 2.5) antara lain tingginya arus netral pada sistem tiga fasa empat kawat (sisi sekunder transformator) karena arus urutan nol (zero sequence) kawat netral 3 kali arus urutan nol masing-masing fasa.

Tabel 2.5 Akibat dari polaritas komponen harmonisa Polaritas

Urutan

Dampak dari harmonisa

Pengaruh Pada Sistem Distribusi

Positif - Panas

Negatif - Panas

- Menghambat atau memperlambat putaran motor

Nol - Panas

- Menimbulkan atau menambah arus pada kawat netral

Pengaruh harmonisa pada transformator sering tanpa disadari keberadaannya sampai terjadi gangguan yang penyebabnya tidak jelas. Hal ini dapat juga terjadi bila perubahan konfigurasi atau jenis beban yang dicatu. Transformator dan peralatan induksi lainnya, selalu terpengaruh oleh harmonisa karena transformator itu sendiri dirancang sesuai dengan frekuensi kerjanya, selain itu transformator juga merupakan media utama antara pembangkit dengan beban. Frekuensi harmonisa yang lebih tinggi dari frekuensi kerjanya akan mengakibatkan penurunan efisiensi atau terjadi kerugian daya tambahan pada transformator.

g. Pengaruh Harmonisa terhadap rugi-rugi Daya Beban

Rugi daya beban penuh PLL diperoleh dari dua komponen, yaitu rugi-rugi I2R

(41)

LL I R P

P = 2 + (watt) ... (2.17) Rugi-rugi I2

2 2

h I K

P_EC = _EC× ×

R berbanding lurus terhadap nilai rms arus. Sedangkan rugi-rugi arus pusar sebanding dengan kwadrat arus dan frekuensi, dan dapat dihitung melalui persamaan:

... (2.18) dengan KEC

(

)

∑

× = ₂ 2 2 h h I h I K

adalah konstanta sebanding. Faktor K biasanya diperoleh dari literatur

power quality mengenai transformer derating dapat dicari melalui arus harmonisa seperti persamaan berikut,

... (2.19)

Hubungan antara faktor K dengan nilai rms total arus harmonisa dalam per unit ditunjukkan oleh persamaan,

R EC R EC h P K P I − − × + + =

∑

₂ ₁1

(pu) ... (2.20)

dengan: PEC-R

h = harmonisa ke h

= faktor rugi-rugi arus pusar

Untuk menghitung pengaruh harmonisa terhadap rugi-rugi daya transformator per unit dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut,

= arus harmonisa ke h

(

)

∑

× −

= _h _h _EC _R

LL I I h P

(42)

dengan:

PEC-R

h adalah harmonisa ke-h

adalah faktor rugi-rugi arus pusar

Ih ∑I

adalah arus harmonisa ke-h

h2 adalah merupakan komponen rugi-rugi I2

(

∑

Ih×h

)

PEC−R

2 2

R dalam p.u, sedangkan adalah merupakan komponen rugi-rugi arus pusar dalam p.u Untuk mencari faktor eddy current losses dapat dilihat pada nilai PEC-R

Tabel 2.6 Nilai khusus P

Tabel 2.6.

EC-R

Transformer test data and the procedure in ANSI/IEEE Standard C57.110 [1]

Type MVA Voltage % PEC-R

Dry ≤ 1

≥ 1.5

≤ 1.5 15 kV HV 5 kV HV

3– 8 12 – 20

9 - 15 Oil-Filled ≤ 2.5

2.5 to 5 > 5

480 V LV 480 V LV 480 V LV

1 1 – 5 9 - 15

2.5 Sistem Distribusi dan Transformator Distribusi di Kompleks BMM

Dalam sub bab ini akan dijelaskan diagram satu garis sistem distribusi, spesifikasi transformator, jenis komposisi beban dan data gangguan serta perawatan transformator di kompleks BMM.

Gambar 2.9 Diagram satu garis sistem distribusi di Kompleks BMM 3 Restoran besar 23.100 VA

2 Restoran biasa 13.200 VA 10 Ruko dan Perkantoran 22.000 VA 4 Usaha Internet 17.600 VA 1 Usaha Cucian (Laundry)10.600 VA

TM GD

(43)

Diagram satu garis ditunjukkan pada Gambar 2.9. Sedangkan jenis dan jumlah beban terpasang seperti ditunjukkan oleh Tabel 2.7 dengan total beban sebesar 86.500 VA.

2.5.1 Spesifikasi Transformator Distribusi di Kompleks BMM

Spesifikasi Transformator Distribusi yang terdapat di Kompleks BMM Medan adalah seperti di bawah ini,

Pabrik Pembuat : MORAWA

Type : Outdoor

Daya : 160 KVA

Tegangan : 20 KV/400 volt

Hubungan : Yzn5

Impedansi : 4%

Transformator : 3 fasa

Pendingin : Onan

2.5.2 Komposisi Beban Terpasang di Kompleks BMM

Komposisi beban terpasang di kompleks BMM dapat dilihat pada Tabel 2.7 dibawah ini. Beban tersebut yang dianggap signifikan dan mempunyai andil dalam menimbulkan distorsi harmonisa.

(44)

No Data beban Daya Jenis beban

1 3 restoran besar

VA 23100

7700 Air Conditiion, lampu hemat energi, komputer, dll

2 2 restoran biasa

VA 13200

6600 Air Conditiion, lampu hemat energi, komputer, dll

3 Ruko dan perkantoran

berjumlah 10 bangunan ₂₂₀₀₀_VA VA

2200 Air Conditiion, lampu hemat energi, komputer, dll

4 4 usaha warung internet

VA 17600

4400 Komputer, lampu hemat energi, komputer, dll

5 1 usaha cucian 10600 VA Mesin cuci, pengering, lampu hemat energi, komputer, dll

Total Beban tersambung 86.500 VA

2.5.3 Sejarah Perkembangan Transformator Distribusi di Kompleks BMM

Sejak dibangun pada tahun 2000, Kompleks BMM menggunakan kapasitas transformator sebesar 100 kVA. Lalu dengan pesatnya pembangunan dan meningkatnya jumlah penghuni kompleks, maka kapasitas transformator perlu ditingkatkan. Adapun data gangguan dan penggantian transformator distribusi di Kompleks BMM dapat dilihat pada Tabel 2.8.

Tabel 2.8 Data penggantian transformator distribusi di Kompleks BMM Tahun Transformator Kapasitas transformator Pergantian

Transformator lama

Transformator pengganti

2006 1 kali pergantian Dari 100 kVA menjadi 100 kVA

Unindo Jakarta Sintra Jakarta

2006 1 kali pergantian Dari 100 kVA menjadi 160 kVA

Sintra Jakarta Unindo Jakarta

2007 1 kali pergantian Dari 160 kVA menjadi 100 kVA

Unindo Jakarta Unindo Jakarta

2007 1 kali pergantian Dari 100 kVA menjadi 125 kVA

Unindo Jakarta Bambang Jaya

2007 1 kali pergantian Dari 125 kVA menjadi 100 kVA

Bambang Jaya Sintra Jakarta

2008 2 kali pergantian Dari 100 kVA menjadi 100 kVA

Sintra Jakarta Morawa Medan

Morawa Medan Bambang Jaya 2009 1 kali pergantian Dari 100 kVA

menjadi 160 kVA

(45)

BAB 3 METODE PENELITIAN

Kompleks BMM adalah salah satu kompleks bisnis dan perkantoran di kota Medan yang menggunakan sumber listrik dari PLN. Sebagaimana telah disampaikan pada tabel 2.7, bahwa jenis beban yang terpasang di kompleks BBM ini umumnya penyumbang harmonisa. Sebesar apakah pengaruh harmonisa yang diakibatkan oleh beban terhadap kinerja transformator, dan seberapa besar kerugian finansial yang ditanggung oleh pihak PLN akibat tidak tercatatnya daya/energi akibat harmonisa.

Dalam penelitian ini penulis melakukan pengukuran besaran distorsi harmonisa total (THD) dan fluktuasi daya beban pada waktu hari libur dan hari kerja.

3.1 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian yang penulis lakukan adalah dengan cara mengumpulkan data yang diperlukan dengan cara mencari informasi ke pihak PLN dan mempelajari berbagai literatur dilanjtkan dengan observasi dan pengukuran secara langsung ke objek penelitian. Pengukuran data, seperti tegangan, arus, daya, dan kandungan harmonisa dilakukan selama dua puluh empat jam. Dan untuk memastikan terjadinya perbedaan antara hari libur dengan hari kerja, peneliti melakukan pengukuran pada hari libur dan hari kerja.

(46)

3.2 Data Penelitian

Data penelitian terdiri dari data sekunder dan data primer. Data sekunder yaitu spesifikasi transformator didapat dari katalog. Sedangkan data primer didapat dari hasil pengukuran pada objek secara langsung dengan data yang diukur adalah: Tegangan, Arus, Daya, dan THDi

3.2.1 Alat Ukur

(%).

Besaran-besaran yang akan diukur dalam penelitian ini diantaranya adalah kandungan harmonisa arus yang terdapat pada PCC, nilai arus fundamental dan nilai arus total serta daya masing-masing fasa. Sedangkan alat yang digunakan untuk mengukur besaran-besaran tersebut adalah Genius Energy Meter (GEM) Mk6N. Kemampuan GEM dapat mengukur besaran tegangan, harmonisa tegangan, besaran arus, harmonisa arus, besaran daya, dan faktor daya beban. Spesifikasi lengkapnya seperti diuraikan pada lampiran 1. Langkah dan tahapan pengukuran yang dilakukan dalam penelitian ini seperti ditunjukkan pada diagram alir Gambar 3.1.

3.3 Teknik Analisa data

Sebelum memulai menghitung data yang diperlukan untuk bahan analisis, terlebih dahulu data spesifikasi transformator distribusi tiga fasa perlu diketahui. Data spesifikasi transformator distribusi tiga fasa disajikan pada Tabel 3.1 (Lampiran 2)

(47)

Tabel 3.1 Spesifikasi Teknis Transformator Distribusi Tiga Fasa

KVA Vektor Karakteristik Listrik Ukuran Minyak Berat Io Zsc Rugi-Rugi Efisiensi

pada 75°C

Pengaturan

Tegangan

A B C Besi Tembaga

Group (%) (%) Watt Watt pf = 1,0 pf = 1,0 mm mm mm (ltr) (kg) beban

100%

Beban 100%

100 Yzn5 2,3 4,0 300 1600 98,13% 1,67% 1000 730 1135 125 580

160 Yzn5 2,3 4,0 400 2000 98,52% 1,32% 1180 850 1190 160 800

(48)

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengukuran

Pengukuran besaran dilakukan selama dua puluh empat jam pada hari libur dan hari kerja. Hal ini dimaksudkan agar dapat menyederhanakan pekerjaan dan diharapkan dapat hari-hari dimaksud sudah dapat mewakili hari-hari selama satu tahun. Fluktuasi beban selama pengukuran, yaitu mulai dari pukul 00:00 hingga 23:30 ditunjukkan dalam bentuk kurva dan dalam bentuk data. Hasil pengukuran tersebut selanjutnya dianalisis untuk menghasilkan besaran-besaran sesuai dengan tujuan penelitian.

4.1.1 Hasil Pengukuran Arus

Pengukuran bentuk gelombang arus dengan menggunakan GEM dapat menghasilkan gelombang arus tiga fasa seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1 untuk hari libur, sedangkan Gambar 4.2 hasil pengukuran untuk hari kerja.

-300 -200 -100 0 100 200 300

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720

Arus Fasa-R Arus Fasa-S Arus Fasa-T

(49)

300 -200 -100 0 100 200 300

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600

Gambar 4.2 Gelombang arus per fasa hasil pengukuran pada hari kerja

Sedangkan fluktuasi THDi akibat perubahan beban selama dua puluh empat jam baik untuk hari libur maupun hari kerja berturut-turut ditunjukkan oleh Gambar 4.3 dan 4.4.

4

6

8

10

12

14

16 T

HDi

[

%

]

Fluktuasi THD

_i

Penguku

5 Juni 201

(50)

Fluktuasi THDi Pengukuran Hari Senin 6 Juni 2011

0 2 4 6 8 10 12 14

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00_10:00_11:00_12:00_13:00_14:00_15:00_16:00_17:00_18:00_19:00_20:00_21:00_22:00_23:00

Pukul

HDi

[

Fasa-R Fasa-S Fasa-T

Gambar 4.4 Fluktuasi THDi per fasa hasil pengukuran pada hari kerja

Gambar 4.5 dan 4.6, masing-masing menunjukkan fluktuasi arus beban untuk hari libur dan hari kerja selama dua puluh empat jam.

50 100 150 200 250

I [

A]

Fluktuasi Arus Fasa Pengukuran H

(51)

Fluktuasi Arus Fasa Pengukuran Hari Senin 6 Juni 2011

0 50 100 150 200 250 300

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00₁₀:00₁₁:00₁₂:00₁₃:00₁₄:00₁₅:00₁₆:00₁₇:00₁₈:00₁₉:00₂₀:00₂₁:00₂₂:00₂₃:00 Pukul

I [

]

Fasa-R Fasa-S Fasa-T

Gambar 4.6 Fluktuasi arus per fasa hasil pengukuran pada hari kerja

4.1.2 Hasil Pengukuran Daya

Hasil pengukuran daya baik untuk hari libur maupun hari kerja berturut-turut ditunjukkan oleh Gambar 4.7 dan 4.8.

Fluktuasi Daya Per Fasa Pengukuran Hari Minggu 5 Juni 2011

-5.000 10.000 15.000 20.000 25.000

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00_10:00_11:00_12:00_13:00_14:00_15:00_16:00_17:00_18:00_19:00_20:00_21:00_22:00_23:00

Pukul

tt]

Fasa-R Fasa-S Fasa-T

(52)

Fluktuasi Daya Per Fasa Pengukuran Hari Senin 6 Juni 2011

-5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00_10:00_11:00_12:00_13:00_14:00_15:00_16:00_17:00_18:00_19:00_20:00_21:00_22:00_23:00

Pukul

P [w

tt]

Fasa-R Fasa-S Fasa-T

Gambar 4.8 Fluktuasi daya per fasa hasil pengukuran pada hari kerja

4.2 Perhitungan Rugi-rugi akibat Harmonisa

Untuk menyederhanakan perhitungan, nilai arus harmonisa ke h yang digunakan merupakan nilai rata-rata pengukuran selama 24 jam (Lampiran 4), dan dengan menggunakan persamaan (2.17) sampai dengan persamaan (2.21) diperoleh hasil perhitungan rata-rata setiap jam pada hari libur untuk masing-masing fasa seperti ditunjukkan oleh Tabel 4.1(a) sampai dengan 4.1(c). Sedangkan hasil perhitungan untuk hari kerja ditunjukkan oleh Tabel 4.2(a) sampai 4.2(c).

Tabel 4.1(a) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-R

h Ih

[A]

I_h [pu]

I_h2 [pu]

I_h2 x h2 [pu]

1 95,3056 1,0000 1,0000 1,0000

3 5,9775 0,0627 0,0039 0,0354

5 2,7427 0,0288 0,0008 0,0207

7 2,3180 0,0243 0,0006 0,0290

1,0054 1,0851

(53)

Tabel 4.1(b) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-S

h Ih

[A]

I_h [pu]

I_h2 [pu]

I_h2 x h2 [pu]

1 67,2396 1,0000 1,0000 1,0000

3 5,0587 0,0752 0,0057 0,0509

5 2,1660 0,0322 0,0010 0,0259

7 1,5997 0,0238 0,0006 0,0277

1,0073 1,1046

Jumlah

Tabel 4.1(c) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-T

h Ih

[A] Ih [pu] Ih 2 [pu] Ih 2

x h2 [pu]

1 142,1713 1,0000 1,0000 1,0000

3 7,9422 0,0559 0,0031 0,0281

5 5,6160 0,0395 0,0016 0,0390

7 4,3501 0,0306 0,0009 0,0459

1,0056 1,1130

Jumlah

Tabel 4.2(a) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-R

h Ih

[A]

I_h

[pu]

I_h2

[pu]

I_h2 x h2

[pu] 1 143,7410 1,0000 1,0000 1,0000 3 7,9906 0,0556 0,0031 0,0278 5 2,8251 0,0197 0,0004 0,0097 7 2,5269 0,0176 0,0003 0,0151

1,0038 1,0526

Jumlah

Tabel 4.2(b) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-S

h Ih

[A]

I_h

[pu]

I_h2

[pu]

I_h2 x h2

[pu] 1 67,2396 1,0000 1,0000 1,0000 3 5,0587 0,0752 0,0057 0,0509 5 2,1660 0,0322 0,0010 0,0259 7 1,5997 0,0238 0,0006 0,0277

1,0073 1,1046

Jumlah

(54)

h Ih

[A]

I_h

[pu]

I_h2

[pu]

I_h2 x h2

[pu] 1 161,5881 1,0000 1,0000 1,0000 3 9,8687 0,0694 0,0048 0,0434 5 3,1404 0,0221 0,0005 0,0122 7 2,2206 0,0156 0,0002 0,0120

1,0056 1,0675

Jumlah

Setelah menghitung arus harmonisa per unit per fasa, baik untuk hari libur maupun hari kerja selanjutnya dilakukan perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa dalam satuan per unit. Hasil perhitungan yang diperoleh seperti ditunjukkan pada Tabel 4.3 untuk hari libur dan Tabel 4.4 untuk hari kerja.

Tabel 4.3 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa untuk hari libur dalam satuan per unit

Fasa ∑Ih

[pu]

∑Ih

2_{x h}2

[pu] PEC-R [pu] PLL [pu] Rugi-rugi

I2R

[pu]

Rugi-rugi

Arus Pusar

[pu] R 1,00535 1,08509161 0,01 1,0162 1,0054 0,0109 S 1,00726 1,10461786 0,01 1,01831 1,0073 0,0110 T 1,00562 1,11296962 0,01 1,01675 1,0056 0,0111

Tabel 4.4 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa untuk hari kerja dalam satuan per unit

Fasa ∑Ih

[pu]

∑Ih

2_{x h}2

[pu] PEC-R [pu] PLL [pu] Rugi-rugi

I2R

[pu]

Rugi-rugi

Arus Pusar

[pu] R 1,00379 1,05261228 0,01 1,01431 1,0038 0,0105 S 1,00431 1,05277818 0,01 1,01484 1,0043 0,0105 T 1,00555 1,06751722 0,01 1,01623 1,0056 0,0107

Untuk merubah nilai rugi-rugi dalam satuan per unit menjadi dalam satuan watt sesuai dengan Standard IEC Publ. 76 SPLN 50-1997, SPLN95-1994, untuk rugi-rugi

(55)

400. Hasil perhitungan tersebut seperti ditunjukkan pada Tabel 4.5 untuk hari libur dan Tabel 4.6 untuk hari kerja.

Tabel 4.5 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa tiap jam untuk hari libur dalam satuan watt

Fasa Rugi-rugi I

2_R [watt]

Rugi-rugi Arus Pusar

[watt]

Rugi-rugi Total [watt]

R 2.010,71 4,34 2.015,05

S 2.014,53 4,42 2.018,95

T 2.011,23 4,45 2.015,69

Total 6.036,47 13,21 6.049,68

Tabel 4.6 Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa tiap jam untuk hari kerja dalam satuan watt

Fasa Rugi-rugi I

2_R

[watt]

Rugi-rugi Arus Pusar

[watt]

Rugi-rugi Total [watt] R 2.007,57 4,21 2.011,78 S 2.008,63 4,21 2.012,84 T 2.011,10 4,27 2.015,37 Total 6.027,30 12,69 6.039,99

Tarif dasar listrik untuk keperluan bisnis per kWh menurut Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 07 Tahun 2010, tanggal 30 Juni 2010 Ketentuan Tarif Dasar Listrik Untuk Keperluan Binis adalah Rp 1100,00/kWh. Dari tarif dasar tersebut selanjutnya dapat dihitung kerugian finansial akibat harmonisa yang akan dialami oleh PT. PLN setiap bulan selama tahun 2011, dan hasilnya seperti disajikan pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Kerugian finansial tahun 2011

Rugi-rugi akibat harmonisa di hari libur: 6,05 kWh/jam atau (145,192 kWh/hari) Rugi-rugi akibat harmonisa di hari kerja: 6,04 kWh/jam atau (144,960 kWh/hari)

(56)

Bulan Jumlah hari libur Jumlah hari kerja Rugi-rugi total pada hari libur [kWh] Rugi-rugi total pada hari kerja [kWh] Rugi-rugi Total [kWh] per Bln TDL untuk Bisnis [Rp/kWh] Rugi Finansial satu bulan [Rp]

1 2 3 4 5 6 = 4 + 5 7 8 = 6 x 7

Januari 6 25 871,15 3.624,00 4.495,15 1.100 4.944.664,33 Februari 6 22 871,15 3.189,12 4.060,27 1.100 4.466.296,92 Maret 5 26 725,96 3.768,96 4.494,92 1.100 4.944.408,59 April 5 25 725,96 3.624,00 4.349,96 1.100 4.784.952,79 Mei 6 25 871,15 3.624,00 4.495,15 1.100 4.944.664,33 Juni 6 24 871,15 3.479,04 4.350,19 1.100 4.785.208,52 Juli 5 26 725,96 3.768,96 4.494,92 1.100 4.944.408,59 Agustus 8 23 1.161,54 3.334,08 4.495,61 1.100 4.945.175,80 September 6 24 871,15 3.479,04 4.350,19 1.100 4.785.208,52 Oktober 5 26 725,96 3.768,96 4.494,92 1.100 4.944.408,59 Nopember 4 26 580,77 3.768,96 4.349,72 1.100 4.784.697,05 Desember 5 26 725,96 3.768,96 4.494,92 1.100 4.944.408,59

52.925,91

58.218.502,62 Keterangan: Kolom 4 = 24 jam x rugi-rugi kWh hari libur x jumlah hari libur

Kolom 5 = 24 jam x rugi-rugi kWh hari kerja x jumlah hari kerja Perkiraan rugi-rugi selama tahun 2011

4.3 Pembahasan

Dari hasil pengukuran gelombang arus memperlihatkan bahwa, bentuk gelombang arus tidak sinusoidal dan untuk masing-masing fasa memiliki nilai arus yang berbeda. Hal ini dapat dinyatakan bahwa disamping arus beban mengandung harmonisa tetapi juga terjadi sistem pembebanan tidak seimbang.

Seberapa besar fluktuasi THDi akibat perubahan beban selama dua puluh empat jam, baik untuk hari libur maupun hari kerja yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 memperlihatkan bahwa THDi tidak dapat dipolakan. Hal ini terlihat dari kurva bahwa setiap saat selalu berfluktuasi dan fluktuasi THDi yang terjadi untuk hari libur maupun hari kerja hampir sama.

(57)

Dari hasil analisis harmonisa arus dapat dinyatakan bahwa hubungan antara THDi dan arus beban ataupun dengan daya beban tidak linier. Artinya setiap kenaikkan THDi tidak selalu diikuti naiknya arus beban maupun daya beban. Diperkirakan naik-turunnya arus beban tidak selalu diakibatkan oleh beban-beban non linier.

(58)

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengukuran dan pembahasan, data yang diperoleh dari menunjuk-kan bahwa rugi-rugi yang akibatmenunjuk-kan oleh adanya harmonisa jelas terlihat dan cukup signifikan jika dilihat dari nilai finansial yang diperoleh selama satu tahun. Uraian hasil analisis seperti yang disajikan pada Bab 4 dapat disimpulkan sebagai berikut.

Pengukuran yang dilakukan selama dua puluh empat jam diperoleh fluktuasi arus, harmonisa arus, dan daya. Tingkat distorsi harmonisa arus untuk masing-masing fasa selama pengukuran terjadi pada waktu yang berbeda:

a. Untuk hari libur fasa-R THDi tertinggi terjadi pada pukul 09:30 sebesar 10,06% dengan THDi rata-rata 7,35%, fasa-S terjadi pada pukul 22:30 sebesar 15,13% dengan THDi rata-rata 8,1%, dan fasa-T terjadi pada pukul 20:00 sebesar 10,80% dengan THDi rata-rata 7,4%. Sedangkan Untuk hari kerja fasa-R THDi tertinggi terjadi pada pukul 08:00 sebesar 9,34% dengan THDi rata-rata 6,36%, fasa-S terjadi pada pukul 22:00 sebesar 12,87% dengan THDi rata-rata 6,72%, dan fasa-T terjadi pada pukul 00:00 sebesar 8,77% dengan THDi rata-rata 6,76%.

b. Hasil analisis rugi-rugi finansial akibat adanya harmonisa arus yang terjadi seperti

yang ditunjukkan pada Tabel 4.7 diperoleh dari data masing-masing fasa sesuai

(59)

selanjutnya dilakukan rugi-rugi finansial. Hasil analisis menyatakan bahwa perkiraan

rugi-rugi energi selama tahun 2011 adalah sebesar 52.925,91 kWh dan rugi finansial akibat adanya harmonisa selama satu tahun diperkirakan sebesar Rp 58.218.502,62.

5.2 Saran

Untuk mengurangi rugi-rugi akibat kandungan harmonisa arus yang terjadi pada PCC harus ada usaha untuk mengurangi adanya harmonisa tersebut. Usaha yang mungkin dapat dilakukan diantaranya adalah:

a. Setiap jenis beban yang membangkitkan harmonisa (beban non linier) sebaiknya dilengkapi filter.

b. Perusahaan ketenagalistrikan harus aktif turut kampanye hemat energi, yang mengharuskan pengguna energi listrik menggunakan peralatan yang rendah kandungan harmonisanya.

c. Perusahaan ketenagalistrikan harus mengukur kandungan harmonisa pada PCC seluruh transformator distribusi untuk mengetahui sebesar apa kandungan harmonisayang dapat merugikan secara finansial, karena daya yang diserap beban non linier tidak tercatat pada kWh meter.

(60)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dugan, Roger.C, and McGranaghan, Mark.F and Surya Santoso and Beaty Wayne.H, Electrical Power System Quality, 2nd

[2] Arrillaga J, and Watson, N.R, Power System Harmonics, John Wiley & Sons, 2003.

Edition, McGraw-Hill Companies, 2003.

[3] Arrillaga J, Bradley D.A and Bodger P.S, Power System Harmonics, John Wiley & Sons, 1985.

[4] Arrillaga J, Bruce C. Smith, Watson, N.R and Alan R. Wood, Power System

Harmonics Analysis, John Wiley & Sons, 1997.

[5] Hasyim Asyati, Jatmiko, Sept 2002. Pengaruh Harmonisa pada transformator Distribusi dan Programnya, dikutip tanggal 25 Februari 2010.

[6] Setiadji, Julius Sentosa, dkk, 22-02-2009, Pengaruh harmonisa pada gardu transformator tiang 160 kVA di PLN Surabaya Selatan. Down load email

[7] Perangin-angin, R.H, Studi analisis pengaruh harmonisa terhadap transformator distribusi, Tugas Akhir USU.

[8] T.A. Short, Electric Power Distribution Handbook, CRC Press LLC, 2004 [9] Gonen, Turan: Electric Power Distribution Sistem Engineering. Mc Graw-Hill

Book Company, 1986

[10] SPLN, NO. 50, (1982) : SPESIFIKASI TRANFORMATOR DISTRIBUSI.

[11] Asaad A. Elmoudi, Evaluation of Power System Harmonic Effect on

Transformers, Helsinki University of Technology, Finland, 2006.

[12] Dugan, Roger C. Electrical Power System Quality, McGraw-Hill, united State of America, 1996

[13] MURRAY R Spiengel Tormer Proffessor and Chairman of mathematic,

Analysis Fourier, 1986.

[14] Kusko Alexander and Thompson Mark.T, Power Quality in Electrical Systems, McGraw-Hill P.C, 2007.

(61)

[15] Wakileh G.J, Power Systems Harmonics:Fundamental, analysis and filter design, Springer Velag Press, 2001.

[16] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, IEEE Standard 519-1992.

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

Lampiran 4. Data hasil pengukuran

Tabel 4.1 (a) Data Hasil Pengukuran Arus Fasa-R

Hari Libur, Start Time : 06/05/2011 00:00:00 s/d 23:00:00

No Pukul I1

[A] I3 [A] I5 [A] I7 [A] ∑Ih [A] %THDi Current Beban [A]

1 0:00 90,23 6,38 2,93 2,47 7,44 8,22 90,54 2 0:30 88,75 5,55 2,54 2,15 6,47 7,27 88,99 3 1:00 85,80 4,86 2,23 1,88 5,67 6,59 85,99 4 1:30 84,78 4,76 2,19 1,85 5,56 6,54 84,96 5 2:00 84,01 4,65 2,14 1,81 5,43 6,45 84,19 6 2:30 83,30 4,46 2,05 1,73 5,20 6,23 83,46 7 3:00 83,58 4,23 1,94 1,64 4,94 5,90 83,73 8 3:30 76,07 3,86 1,77 1,50 4,50 5,91 76,20 9 4:00 73,98 3,76 1,73 1,46 4,39 5,92 74,11 10 4:30 70,94 3,86 1,77 1,50 4,50 6,33 71,08 11 5:00 71,12 3,87 1,77 1,50 4,51 6,33 71,26 12 5:30 72,44 3,79 1,74 1,47 4,42 6,09 72,57 13 6:00 73,80 3,83 1,76 1,48 4,47 6,04 73,93 14 6:30 72,41 4,05 1,86 1,57 4,72 6,51 72,56 15 7:00 69,45 4,15 1,91 1,61 4,85 6,96 69,62 16 7:30 67,17 4,36 2,00 1,69 5,09 7,55 67,36 17 8:00 67,84 4,47 2,05 1,73 5,21 7,66 68,04 18 8:30 68,18 4,81 2,21 1,87 5,62 8,21 68,41 19 9:00 61,24 5,19 2,38 2,01 6,05 9,83 61,54 20 9:30 65,35 5,66 2,60 2,20 6,61 10,06 65,68 21 10:00 82,58 6,32 2,90 2,45 7,37 8,89 82,91 22 10:30 78,11 6,21 2,85 2,41 7,25 9,24 78,45 23 11:00 94,32 5,91 2,71 2,29 6,89 7,29 94,57 24 11:30 97,13 6,16 2,83 2,39 7,19 7,38 97,40 25 12:00 97,95 6,32 2,90 2,45 7,37 7,50 98,23 26 12:30 94,42 6,72 3,08 2,60 7,83 8,27 94,74 27 13:00 108,90 6,51 2,99 2,53 7,60 6,96 109,16 28 13:30 114,87 7,07 3,24 2,74 8,25 7,16 115,17 29 14:00 116,67 7,02 3,22 2,72 8,19 7,00 116,96 30 14:30 116,29 7,05 3,23 2,73 8,22 7,05 116,58 31 15:00 96,71 6,99 3,21 2,71 8,15 8,40 97,05 32 15:30 90,73 6,35 2,91 2,46 7,41 8,14 91,03 33 16:00 94,35 6,12 2,81 2,37 7,14 7,55 94,62 34 16:30 95,57 6,49 2,98 2,52 7,57 7,90 95,87 35 17:00 97,99 7,00 3,21 2,72 8,17 8,31 98,33 36 17:30 103,23 7,24 3,32 2,81 8,44 8,15 103,57 37 18:00 101,97 7,33 3,36 2,84 8,55 8,36 102,33 38 18:30 116,68 7,37 3,38 2,86 8,60 7,35 117,00 39 19:00 141,52 7,71 3,54 2,99 8,99 6,34 141,81 40 19:30 143,13 8,09 3,71 3,14 9,44 6,58 143,44 41 20:00 137,67 7,70 3,53 2,99 8,98 6,51 137,96 42 20:30 145,68 7,97 3,66 3,09 9,30 6,37 145,98 43 21:00 146,17 8,29 3,80 3,21 9,67 6,60 146,49 44 21:30 134,58 7,87 3,61 3,05 9,19 6,81 134,89 45 22:00 130,65 7,67 3,52 2,97 8,94 6,83 130,96 46 22:30 101,13 7,07 3,24 2,74 8,25 8,13 101,47 47 23:00 89,89 6,77 3,11 2,62 7,90 8,75 90,24 48 23:30 95,33 7,05 3,24 2,74 8,23 8,60 95,68

95,31

5,98 2,74 2,32

(1)

Lampiran 4. lanjutan

Tabel 4.2 (c) Data Hasil Pengukuran Arus Fasa-T

Hari Kerja, Start Time : 06/06/2011 00:00:00 s/d 23:00:00

No Pukul I1

[A] I3 [A] I5 [A] I7 [A] ∑Ih [A] %THDi Current Beban [A]

1 0:00 113,04 9,27 2,95 2,09 9,95 8,77 113,48

2 0:30 107,87 7,59 2,42 1,71 8,15 7,53 108,18

3 1:00 105,87 7,00 2,23 1,58 7,51 7,08 106,14

4 1:30 104,90 6,66 2,12 1,50 7,15 6,80 105,14

5 2:00 105,52 6,84 2,18 1,54 7,34 6,94 105,78

6 2:30 103,93 6,66 2,12 1,50 7,15 6,86 104,18

7 3:00 102,19 6,40 2,04 1,44 6,87 6,71 102,42

8 3:30 100,82 6,30 2,00 1,42 6,76 6,69 101,05

9 4:00 97,35 6,15 1,96 1,38 6,60 6,76 97,57

10 4:30 94,94 6,11 1,94 1,37 6,56 6,89 95,17

11 5:00 95,78 6,09 1,94 1,37 6,54 6,81 96,00

12 5:30 92,38 6,04 1,92 1,36 6,48 7,00 92,61

13 6:00 90,73 6,11 1,94 1,38 6,56 7,21 90,97

14 6:30 85,46 5,65 1,80 1,27 6,07 7,08 85,67

15 7:00 85,35 6,25 1,99 1,41 6,70 7,83 85,61

16 7:30 88,22 7,04 2,24 1,58 7,55 8,53 88,54

17 8:00 110,09 6,99 2,22 1,57 7,50 6,80 110,35

18 8:30 111,07 7,14 2,27 1,61 7,66 6,88 111,33

19 9:00 119,09 7,76 2,47 1,75 8,33 6,98 119,38

20 9:30 152,12 8,42 2,68 1,89 9,04 5,93 152,39

21 10:00 185,30 11,25 3,58 2,53 12,07 6,50 185,69

22 10:30 220,75 12,61 4,01 2,84 13,53 6,12 221,16

23 11:00 236,75 12,28 3,91 2,76 13,18 5,56 237,12

24 11:30 243,79 12,31 3,92 2,77 13,21 5,41 244,15

25 12:00 239,72 12,08 3,84 2,72 12,96 5,40 240,07

26 12:30 246,66 11,99 3,82 2,70 12,87 5,21 247,00

27 13:00 242,76 11,55 3,68 2,60 12,40 5,10 243,08

28 13:30 236,94 11,45 3,64 2,58 12,29 5,18 237,26

29 14:00 230,33 11,95 3,80 2,69 12,83 5,56 230,69

30 14:30 211,94 11,85 3,77 2,67 12,72 5,99 212,32

31 15:00 214,40 11,95 3,80 2,69 12,82 5,97 214,78

32 15:30 218,21 11,91 3,79 2,68 12,79 5,85 218,58

33 16:00 223,99 11,83 3,77 2,66 12,70 5,66 224,35

34 16:30 237,34 12,31 3,92 2,77 13,22 5,56 237,71

35 17:00 235,78 12,08 3,84 2,72 12,96 5,49 236,14

36 17:30 214,81 11,23 3,57 2,53 12,05 5,60 215,15

37 18:00 186,68 10,79 3,43 2,43 11,58 6,19 187,04

38 18:30 182,70 11,60 3,69 2,61 12,45 6,80 183,12

39 19:00 200,52 14,01 4,46 3,15 15,04 7,48 201,08

40 19:30 202,86 15,00 4,77 3,37 16,10 7,91 203,50

41 20:00 183,31 14,69 4,68 3,31 15,77 8,57 183,99

42 20:30 173,15 13,32 4,24 3,00 14,30 8,23 173,74

43 21:00 176,08 13,18 4,20 2,97 14,15 8,01 176,65

44 21:30 175,90 12,13 3,86 2,73 13,02 7,38 176,38

45 22:00 169,18 11,73 3,73 2,64 12,59 7,42 169,65

46 22:30 150,59 11,53 3,67 2,59 12,38 8,19 151,10

47 23:00 129,35 9,62 3,06 2,17 10,33 7,96 129,76

48 23:30 119,69 8,98 2,86 2,02 9,64 8,03 120,08

161,59

9,87 3,14 2,22 Nilai rata-rata

(2)

Lampiran 4. lanjutan

Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Daya untuk hari libur Start Time : 06/05/2011 00:00:00 s/d 23:00:00

No Pukul Daya Fasa-R

[Wh] Daya Fasa-S [Wh] Daya Fasa-T [Wh] Daya Total [Wh]

1 0:00 9.160,28 5.457,50 12.745,64 27.363,42 2 0:30 8.922,44 5.240,31 12.887,78 27.050,53 3 1:00 8.573,97 5.339,87 12.126,32 26.040,16 4 1:30 8.628,70 5.433,09 13.032,82 27.094,61 5 2:00 8.352,26 5.153,11 12.210,08 25.715,45 6 2:30 8.254,20 5.453,09 11.630,12 25.337,41 7 3:00 8.296,57 5.530,72 11.620,12 25.447,41 8 3:30 7.682,95 5.122,90 11.827,09 24.632,94 9 4:00 7.478,12 4.880,98 11.209,28 23.568,38 10 4:30 7.085,35 5.244,18 11.142,51 23.472,04 11 5:00 7.095,46 5.222,25 11.549,48 23.867,19 12 5:30 7.195,35 5.029,46 10.853,39 23.078,20 13 6:00 7.370,93 4.984,95 10.898,98 23.254,86 14 6:30 7.402,32 5.581,36 10.847,26 23.830,94 15 7:00 7.135,14 5.475,67 10.442,24 23.053,05 16 7:30 6.938,48 5.230,96 10.213,11 22.382,55 17 8:00 7.048,37 5.563,73 10.540,83 23.152,93 18 8:30 7.047,83 5.584,70 10.929,52 23.562,05 19 9:00 6.195,52 5.782,64 11.578,29 23.556,45 20 9:30 6.424,43 6.394,86 12.782,41 25.601,70 21 10:00 8.041,53 7.254,38 14.090,28 29.386,19 22 10:30 7.810,15 6.583,56 14.331,88 28.725,59 23 11:00 9.498,00 7.884,01 17.716,83 35.098,84 24 11:30 9.946,35 8.170,02 16.712,80 34.829,17 25 12:00 10.022,37 7.929,17 16.002,10 33.953,64 26 12:30 9.609,06 8.476,45 17.303,73 35.389,24 27 13:00 11.144,45 10.004,74 18.869,98 40.019,17 28 13:30 11.946,23 10.400,41 18.579,78 40.926,42 29 14:00 12.144,82 10.405,89 19.226,08 41.776,79 30 14:30 12.145,35 9.493,26 18.951,26 40.589,87 31 15:00 9.937,11 7.905,62 18.364,53 36.207,26 32 15:30 9.356,71 7.011,81 18.660,74 35.029,26 33 16:00 9.841,41 7.289,53 18.837,29 35.968,23 34 16:30 9.949,69 7.535,97 19.288,45 36.774,11 35 17:00 10.000,44 8.241,41 19.983,24 38.225,09 36 17:30 10.621,04 8.559,35 19.140,28 38.320,67 37 18:00 10.640,72 8.452,47 19.814,76 38.907,95 38 18:30 12.208,90 9.061,68 19.671,86 40.942,44 39 19:00 14.363,92 9.726,69 22.252,56 46.343,17 40 19:30 14.658,63 9.988,29 23.356,25 48.003,17 41 20:00 14.034,16 10.184,08 21.126,61 45.344,85 42 20:30 14.685,30 9.617,67 22.069,67 46.372,64 43 21:00 14.764,00 8.551,07 22.077,41 45.392,48 44 21:30 13.612,46 8.321,40 20.970,38 42.904,24 45 22:00 13.086,58 8.050,24 19.416,93 40.553,75 46 22:30 10.312,24 5.792,75 15.710,07 31.815,06 47 23:00 9.146,73 4.985,27 13.993,94 28.125,94 48 23:30 9.911,09 5.479,00 12.752,30 28.142,39

9.702,67

7.063,80 15.632,07 32.398,54 Rata-rata

(3)

Lampiran 4. lanjutan

Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Daya untuk hari kerja Start Time : 06/06/2011 00:00:00 s/d 23:00:00

No Pukul Daya Fasa-R

[Wh] Daya Fasa-S [Wh] Daya Fasa-T [Wh] Daya Total [Wh]

1 0:00 9.639,28 5.377,83 12.555,00 27.572,11 2 0:30 9.476,17 5.125,37 11.967,73 26.569,27 3 1:00 8.794,60 5.046,24 11.759,36 25.600,20 4 1:30 8.659,45 5.312,03 11.643,99 25.615,47 5 2:00 8.457,74 5.176,66 11.775,48 25.409,88 6 2:30 8.570,42 5.063,87 11.609,26 25.243,55 7 3:00 8.365,92 4.691,64 11.322,50 24.380,06 8 3:30 7.848,75 4.770,02 11.113,27 23.732,04 9 4:00 7.717,68 4.679,49 10.695,98 23.093,15 10 4:30 7.652,52 4.784,75 10.386,00 22.823,27 11 5:00 7.461,46 4.596,59 10.418,47 22.476,52 12 5:30 7.424,26 4.590,67 10.076,13 22.091,06 13 6:00 7.143,52 4.516,16 9.850,88 21.510,56 14 6:30 7.016,65 4.945,60 9.143,39 21.105,64 15 7:00 6.753,87 4.977,96 9.262,85 20.994,68 16 7:30 6.739,35 5.666,30 9.670,89 22.076,54 17 8:00 7.664,56 6.865,26 12.136,43 26.666,25 18 8:30 12.183,52 8.111,09 12.152,56 32.447,17 19 9:00 18.485,38 8.765,35 13.085,08 40.335,81 20 9:30 21.506,48 10.388,69 16.896,13 48.791,30 21 10:00 22.894,77 11.099,18 20.440,74 54.434,69 22 10:30 23.880,73 11.473,14 24.340,06 59.693,93 23 11:00 23.566,02 11.712,16 25.984,15 61.262,33 24 11:30 22.655,76 12.223,95 26.596,58 61.476,29 25 12:00 22.589,74 12.707,36 26.252,84 61.549,94 26 12:30 20.367,19 13.255,39 27.201,70 60.824,28 27 13:00 17.332,76 13.975,24 26.532,18 57.840,18 28 13:30 20.648,57 13.782,99 25.800,29 60.231,85 29 14:00 24.300,49 14.506,92 25.182,91 63.990,32 30 14:30 24.162,33 13.901,59 23.261,96 61.325,88 31 15:00 24.045,35 11.633,77 23.498,61 59.177,73 32 15:30 23.530,65 10.538,14 23.858,05 57.926,84 33 16:00 22.885,31 10.730,71 24.632,30 58.248,32 34 16:30 23.186,48 11.064,35 26.165,43 60.416,26 35 17:00 23.823,96 11.099,83 26.096,51 61.020,30 36 17:30 24.943,68 11.140,90 23.879,01 59.963,59 37 18:00 20.288,17 10.303,43 20.615,56 51.207,16 38 18:30 18.790,84 9.857,65 20.047,32 48.695,81 39 19:00 19.837,66 10.576,10 21.710,76 52.124,52 40 19:30 19.226,51 10.490,19 21.855,16 51.571,86 41 20:00 16.694,42 9.782,71 19.738,09 46.215,22 42 20:30 14.151,46 9.367,25 18.555,37 42.074,08 43 21:00 13.636,55 9.933,77 18.853,42 42.423,74 44 21:30 12.802,95 10.432,13 18.940,73 42.175,81 45 22:00 12.660,59 9.790,23 18.471,83 40.922,65 46 22:30 10.679,43 6.800,32 16.731,83 34.211,58 47 23:00 9.666,91 4.909,15 14.366,50 28.942,56 48 23:30 9.372,84 5.037,42 13.213,67 27.623,93

15.212,16

8.657,87 17.715,52 41.585,55 Rata-rata

(4)

(5)

(6)

Analisa Dampak Harmonisa Terhadap Transformator Distribusi Dan Kerugian Finansial

... (2.1)

∑

∑

∑

∫

∫

∞

∑

∑

=

V

=

I

∑

∑

=

I

=

I

=

h

I

∑

(

)

∑

∑

∑

(

)

∑

∑

(

∑

)

4

6

8

10

12

14

16

T

HDi

[

%

]

Fluktuasi THD

i

Penguku

5 Juni 201

I [

A]

Fluktuasi Arus Fasa Pengukuran H

Lampiran 4. lanjutan

Lampiran 4. lanjutan

Lampiran 4. lanjutan

Lampiran 6. Keputusan Presiden RI No. 89 Tahun 2002 Tanggal 31 Desember 2002,

Tentang Tarif Dasar Listrik untuk Keperluan Bisnis.

Parts

Dokumen yang terkait

Studi Perbandingan Belitan Transformator Distribusi Tiga Phsasa Pada Saat Menggunkan Tap Changer Aplikasi pada PT. MOrawa ELektrik TRansbuana

Analisa Pengaruh Harmonisa Terhadap Faktor-K Pada Transformator

Studi Analisis Pengaruh Harmonisa Terhadap Transformator Distribusi (Aplikasi Pada PT. PLN (Persero) Cabang Medan, Rayon Medan Kota)

Studi Pengujian Vektor Group Transformator Distribusi Tiga Phasa(Aplikasi pada PT. Morawa Electric Transbuana)

Studi Tentang Kualitas Kinerja Transformator Distribusi Dalam Melayani Beban Dengan Regulasi Tegangan Dan Efisiensi Sebagai Parameter (Aplikasi Pada Pt. Pln (Persero) Rayon Medan Kota)

Studi Pemasangan Tapping Pada Transformator Distribusi Tiga Phasa (Aplikasi Pada PT. Morawa Elektrik Transbuana)

Studi Penempatan Transformator Distribusi Berdasarkan Jatuh Tegangan (Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon Medan Kota)

ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP ARUS NETRAL, RUGI-RUGI DAN PENURUNAN KAPASITAS PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

DAMPAK HARMONISA TERHADAP PENINGKATAN TEMPERATUR TRANSFORMATOR DISTRIBUSI 1000 kVA DI POLITEKNIK ENJINERING INDORAMA

BAB II DASAR TEORI 2.1 Transformator Distribusi - Analisa Pengaruh Harmonisa Terhadap Faktor-K Pada Transformator

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan

_{... (2.1)}

_i