�
�
=
�
� 3600
�
� 1000
=
�.3600.1000 �.�
..................................................2.28
Maka kesalahan dalam persen dapat dinyatakan dengan:
������ℎ�� =
�
�
−�
�
�
�
× 100 ..............................................................2.29
2.4 Rangkaian Ekivalen kWh Meter Satu Fasa
kWh meter digunakan untuk mengukur energi arus bolak balik, alat ukur ini untuk mengetahui besarnya daya nyata daya aktif. Pada alat ukur ini terdapat
kumparan arus dan kumparan tegangan,sehingga cara penyambungan watt pada umumnya merupakankombinasi cara penyambungan voltmeter dan amperemeter.
kWh meter merupakan alat ukur yang sangat penting, untuk kWh yang diproduksi, disalurkan ataupun kWh yang dipakai konsumen-konsumen listrik.
Alat ukur ini sangat popular dikalangan masyarakat umum, karena banyak terpasang pada rumah-rumahpenduduk konsumen listrik dan menentukan besar
kecilnya rekening listrik sipemakai.Mengingat sangat pentingnya arti kWh meter ini baik bagi PLN ataupunsipemakai, maka agar diperhatikan benar cara
penyambungan alat ukur ini.Gambar 2.5 ditunjukkan penyambungan kWh meter yang benar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen kWh meter satu fasa
2.5 Jaringan Meter Listrik
Jaringan meter listrik ini menunjukkan skema pemasangan jenis- jenismeter kWh yang dipasang baik di perumahan, institusi, ataupuntempat yang
memerlukan perlakuan khusus dalam pemasangannya. Berikut cara
pemasangannya.
2.5.1 1 Phasa phasa tunggal
1. 1 phasa 2 kawat
220 volt Meter
Sensor Arus Sensor Tegangan
B E
B A
N
Gambar 2.6 Skema diagram 1 phasa 2 kawat Pelayanan 1 phasa 2 kawat biasanya disuplai daritransformator.
Listrik 1 phasa disuplai oleh salah satu dari jaringan 3 phasa.
Universitas Sumatera Utara
2.6 Perhitungan kWh Meter
kWh meter berarti Kilo Watt Hour Meter dan kalau diartikan menjadi n ribu watt dalam satu jamnya. Jika membeli sebuah kWh meter maka akan
tercantum x putaran per kWh, artinya untuk mencapai 1 kWh dibutuhkan putaran sebanyak x kali putaran dalam setiap jamnya. Contohnya jika 1200 putaran per
kWh maka harus ada 1200 putaran setiap jamnya untuk dikatakan sebesar satu kWh. Jumlah kWh itu secara kumulatif dihitung dan pada akhir bulan dicatat oleh
petugas, besarnya pemakaian lalu dikalikan dengan tarif dasar listrik atau TDL ditambah dengan biaya abodemen dan pajak menghasilkan jumlah tagihan yang
harus dibayarkan setiap bulannya.
2.7 Beban
Pada sistem tenaga listrik dikenal dua jenis beban yaitu beban linier dan beban nonlinier. Beban pada perumahan-perumahan atau gedung umumnya
teridiri dari kombinasi beban-beban linier dan beban nonlinier
.
2.7.1 Beban Linier
Beban linier adalah beban yang memberikan bentuk gelombang keluaran yang linier artinya arus yang mengalir sebanding dengan impedansi dan
perubahan tegangan. Beban linier ini tidak memberikan dampak yang buruk pada perubahan gelombang arus maupun tegangan. Resistor R, lampu pijar, pemanas
merupakan beban linier tersebut. Gambar 2.7 memperlihatkan perubahan tegangan sebanding dengan perubahan arus yang berubah secara linier pada beban
Universitas Sumatera Utara
linier, dan Gambar 2.8 memperlihatkan bentuk gelombang tegangan dan arus pada beban linier.
Tegangan V Arus I
Gambar 2.7 Kurva Arus-Tegangan beban linier
Tegangan Beban induktif linier
Arus
Gambar 2.8 Bentuk gelombang pada beban linier
Untuk mengetahui karakteristik beban linier dapat diwakili dengan beban R, L seperti pada gambar 2.9 berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 Rangkaian pengganti untuk beban linier
2.7.2.Beban Nonlinier
Beban nonlinier adalah bentuk gelombang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan dalam setiap setengah siklus sehingga bentuk gelombang arus
maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang masukannya mengalami distorsi, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10. Beban nonlinier
menarik arus dengan bentuk non-sinusoidal, walaupun disuplai dari sumber tegangan sinusoidal
.
Gangguan yang terjadi akibat distorsi gelombang arus dan tegangan disebut dengan harmonik. Contoh dari beban-beban nonlinier ini seperti
tungku busur api, las, printer, komputer, lampu hemat energi, kulkas, inverter, inti magnet pada transformator, dan lain-lain.
Untuk mengetahui karaktristik beban nonlinier satu fasa dapat diambil suatu pendekatan dengan menggunakan rangkaian penyearah satu fasa gelombang
penuh yang dilengkapi dengan kapasitor perata tegangan DC seperti pada Gambar 2.11. Adanya kapasitor C ini dimaksudkan untuk mendapatkan tegangan DC yang
relatif murni yang dikehendaki untuk operasi komponen elektronik. Namun akibatnya arus pada jala-jala sistem Is hanya akan mengalir pada saat terjadi
Universitas Sumatera Utara
pengisian muatan kapasitor C, yaitu di daerah puncak gelombang tegangan jala- jala, sehingga bentuk gelombang arus Is tidak proporsional lagi terhadap
tegangannya nonlinier dan mengalami distorsi non-sinusoidal, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.12.
Arus
Tegangan
Gambar 2.10 Kurva Arus-Tegangan beban nonlinier
Gambar 2.11 Rangkaian pengganti untuk beban nonlinier
Universitas Sumatera Utara
Pada Gambar 2.12 dibawah ini memperlihatkan bentuk gelombang tegangan dan arus pada beban nonlinier.
Gambar 2.12 Bentuk gelombang pada beban nonlinier
2.8 Harmonisa
Harmonisa adalah suatu gelombang sinusoidal tegangan, arus atau daya yang berfrekuensi tinggi dimana frekuensinya merupakan kelipatan diluar
bilangan satu terhadap frekuensi fundamental frekuensi 50 Hz atau 60 Hz. Nilai frekuensi dari gelombang harmonisa yang terbentuk merupakan hasil kali antara
frekuensi fundamental dengan bilangan harmonisanya f, 2f, 3f, dst. Bentuk gelombang yang terdistorsi merupakan penjumlahan dari gelombang fundamental
dan gelombang harmonisa h
1
, h
2
, dan seterusnya pada frekuensi kelipatannya. makin banyak gelombang harmonisa yang diikutsertakan pada gelombang
fundamentalnya, maka gelombang akan semakin mendekati gelombang persegi atau gelombang akan berbentuk non-sinusoidal. Pada gambar 2.13 ditunjukkan
bentuk gelombang harmonisa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13 Gelombang fundamental, harmonisa ketiga dan hasil penjumlahannya
2.8.1 Standard Distorsi Harmonisa
Standar harmonisa yang digunakan pada penelitian ini adalah standar dari IEEE 519-1992. Ada dua kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi distorsi
harmonisa yaitu batas harmonisa untuk arus THD
I
dan batas harmonisa untuk tegangan THD
V
. Batas untuk harmonisa arus ditentukan oleh perbandingan
�
��
�
�
.
Universitas Sumatera Utara
I
SC
adalah arus hubung singkat yang ada pada PCC Point of Common Coupling = titik sambung bersama, sedangkan I
L
adalah arus beban fundamental. Batas distorsi arus yang diakibatkan harmonisa yang diijinkan oleh IEEE 519-1992
ditunjukkan pada tabel 2.1 berikut ini.
Tabel 2.1 Batas distorsi arus yang diakibatkan harmonisa menurut IEEE 519-1992
I
SC
I
L
n11 11
≤n17 17≤n23 23≤n35 n≥35 THD
20 4.0
2.0 1.5
0.6 0.3
5.0 20-50
7.0 3.5
2.5 1.0
0.5 8.0
50-100 10.0
4.5 4.0
1.5 0.7
12.0 100-1000
12.0 5.5
5.0 2.0
1.0 15.0
1000 15.0
7.0 6.0
2.5 1.4
20.0
Untuk batas harmonisa tegangan ditentukan dari besarnya tegangan sistem yang terpasang atau dipakai. Batas distorsi tegangan yang diakibatkan harmonisa
yang diijinkan oleh IEEE 519-1992 ditunjukkan pada tabel 2.2 berikut ini
.
Tabel 2.2 Batas distorsi tegangan yang diakibatkan harmonisa menurut IEEE 519-1992
Tegangan Bus Pada PCC Individual Harmonik
THD 69 kV dan dibawah
3.0 5.0
69.001 kV-161 kV 1.5
2.5 Diatas 161 kV
1.0 1.5
Universitas Sumatera Utara
2.8.2 Persamaan Harmonisa
Gelombang harmonisa dan terdistorsi merupakan sebuah gelombang kontinu dan periodik sehingga sesuai dengan deret Fourier seperti Persamaan
berikut.Misalkan fungsi xt berada pada interval –T2xT2 dan periodik dengan periode T. deret fourier untuk fungsi tersebut adalah :
xt = a +
∑ �a
n
cos �
2n πt
T
� + b
n
sin �
2n πt
T
��
∞ n=1
atau sama dengan:
xt = a +
∑ a
n
cos n ωt + b
n
sin n ωt
∞ n=1
………………...……… 2.30 Dimana :
� =
2 �
�
, dan n disebut juga orde dari suatu harmonisa yaitu 0,1,2,3,4,…
Fungsi xt ini adalah suatu penyertaan deret tak berhingga dimana a
n
dan b
n
adalah koefisien fourier. Jika n = 2, disebut orde ke 2, jika n=3, disebut orde ke 3, dan seterusnya.
Apabila ruas kiri dan ruas kanan dari persamaan 2.30 diintegralkan dengan batas integral dari –T2 sampai T2, maka akan menghasilkan :
∫ xtdt = ∫ [a +
∑ a
n
cosn ωt + b
n
sinn ωt
∞ n=1
]
T 2
−
T 2
T 2
−
T 2
dt
…………..…. 2.31
Karena nilai rata-rata dari sebuah fungsi sinus dan cosinus sama dengan nol, maka ruas kanan kedua persamaan 2.31 sama akan dengan nol sehingga menjadi :
� ���� = � �
2 +
� 2
� 2
−
� 2
Universitas Sumatera Utara
Sehingga :
� =
1 �
∫ ����
� 2
−
� 2
……………………………………………..……………….
2.32
Untuk menentukan a
n
, kedua ruas pada persamaan 2.31 dikalikan dengan ������ dan diintegralkan dengan batas dari –T2 sampai T2 sehingga
menghasilkan :
� �� �������� = � �� +
� �
�
������ + �
�
������
∞ �=1
�
� 2
−
� 2
� 2
−
� 2
��������
= �
� �������� + � ��
�
� ���
2
� 2
−
� 2
����� + �
�
� ���
� 2
−
� 2
������������
∞ �=1
� 2
−
� 2
= �
∫ cos��� �� + ∑ �∫
�
�
2
cos2 ��� +
�
�
2
+
�
�
2
sin2 ��� ��
� 2
−
� 2
�
∞ �=1
� 2
−
� 2
Integral suku pertama, kedua dan keempat dari persamaan diatas sama dengan nol karena nilai rata-rata dari sebuah fungsi sinus dan cosinus sama
dengan nol sehingga persamaan di atas menjadi :
� ���������� = � � �
�
2 �� =
�
�
2
∞ �=1
� 2
−
� 2
� 2
−
� 2
� 2
+ �
2
Universitas Sumatera Utara
Sehingga :
�
�
=
2 �
∫ �� cos��� ��
� 2
−
� 2
………………………………..…………. 2.33
Untuk menentukan b
n
, kedua pada persamaan 2.30 dikalikan dengan ������
dan diintergralkan dengan batas dari –T2 sampai T2 sehingga menghasilkan :
� �� �������� = � �� +
� �
�
������ + �
�
������
∞ �=1
�
� 2
−
� 2
� 2
−
� 2
��������
= �
� sin��� �� + � ��
�
� �������������� + �
�
� ���
2
�����
� 2
−
� 2
� 2
−
� 2
�
∞ �=1
� 2
−
� 2
= �
� sin��� �� + � �� �
�
2 cos2
��� + �
�
2 sin2
��� + �
�
2 ��
� 2
−
� 2
�
∞ �=1
� 2
−
� 2
Integral suku pertama, kedua, dan keempat dari persamaan di atas sama dengan nol karena nilai rata-rata dari sebuah fungsi sinus dan cosinus sama
dengan nol sehingga persamaan di atas menjadi :
� ���������� = � � �
�
2 �� =
�
�
2
∞ �=1
� 2
−
� 2
� 2
−
� 2
� 2
+ �
2
Sehingga :
�
�
=
2 �
∫ �� sin��� ��
� 2
−
� 2
……………………………………..…… 2.34
Universitas Sumatera Utara
• Fungsi ganjil Fungsi ganjil seperti sin t, dimana xt dan x-t adalah negatif satu sama
lainnya, apabila didefenisikan maka xt dikatakan sebagai fungsi ganjil jika x-t = -xt sehingga :
� = 0
�
�
= 0
�
�
=
4 �
∫ �� ��� ��� ��
� 2
Gambar 2.14 Bentuk grafik fungsi ganjil • Fungsi genap
Fungsi genap seperti cos t, dimana grafik untuk sisi negatifnya adalah refleksi terhadap sumbu y dari sumbu positifnya. Secara rumus nilai xt
sama untuk setiap nilai t yang diberikan dan juga negatifnya, ini berarti xt dikatakan suatu fungsi genap jika xt = x-t . maka dapat diperoleh :
� =
2 �
∫ ����
� 2
�
�
=
4 �
∫ �� cos ��� ��
� 2
�
�
= 0
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.15 Bentuk grafik fungsi genap
Dalam pengukuran harmonisa ada beberapa petunjuk penting yang harus dimengerti, yaitu Individual Harmonic Distortion IHD, dan Total Harmonic
Distortion THD.
Individual harmonic distortion IHD adalah perbandingan antara nilai rms dari individual harmonisa terhadap nilai rms fundamentalnya.
IHD ini berlaku untuk tegangan dan arus.
���
�
=
�
�
�
1
……………….……………….2.35
Misalnya, asumsikan bahwa nilai rms harmonisa ketiganya pada beban nonlinier adalah 20 A, nilai harmonisa kelimanya adalah 10 A dan
nilai fundamentalnya adalah 60 A,
maka nilai distorsi arus individual pada harmonisa ketiga adalah
:
3 ,
33 333
, 60
20
3
= =
= IHD
Dan nilai distorsi arus individual pada harmonisa kelima adalah
Universitas Sumatera Utara
66 ,
16 166
. 60
10
5
= =
= IHD
Berdasarkan pengertian di atas, nilai IHD
1
adalah selalu 100. Metode perhitungan harmonisa ini dikenal sebagai distorsi harmonisa yang
berdasarkan pada nilai fundamentalnya. Perhitungan ini digunakan oleh Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE di
Amerika.
Total Harmonic Distortion THD adalah perbandingan antara nilai rms dari seluruh komponen harmonisa terhadap nilai rms nilai
fundamentalnya. Sebagai contoh, jika arus nonlinier mempunyai komponen fundamental I
1
dan komponen harmonisanya I
1
, I
2
, I
3
, I
4
, I
5
, I
6
, I
7
, ....., maka nilai rms harmonisanya adalah:
�
� =
��
1 2
+ �
2 2
+ �
3 2
+ �
4 2
+ �
5 2
+ �
6 2
+ �
7 2
+ ⋯ ………….. 2.36
���
3
= �
�
�
1
× 100
Atau dapat juga dituliskan THD Tegangan dan Arus:
THD
V
=
�∑ �
ℎ 2
∞ ℎ2
�
1
× 100 ………………………..…..……..2.37
THD
I
=
�∑ �
ℎ 2
∞ ℎ2
�
1
× 100………….………………………..2.38
Universitas Sumatera Utara
Dimana; V
h
; I
h
= komponen harmonisa V
1
; I
1
= komponen fundamental THD
= Total Harmonic Distortion h
= orde harmonisa Nilai THD ini digunakan untuk mengukur besarnya penyimpangan
dari bentuk gelombang periodik yang mengandung harmonisa dari gelombang sinusiodal murninya. Untuk gelombang sinusiodal
sempurna nilai dari THD adalah bernilai 0.
2.8.3. Sumber Harmonisa
Sumber harmonisa pada sistem tenaga listrik dapat dibagi dalam 3 kelompok yaitu :
1. Sumber distorsi pada sisi pembangkitan 2. Sumber distorsi pada sisi penyaluran distribusi
3. Sumber distorsi pada sisi beban
2.8.3.1. Pada Sisi Pembangkitan
Sumber harmonisa pada sisi pembangkitan tenaga listrik adalah generatror. Generator pada umumnya digunakan adalah generator sinkron. Generator sinkron
dalam operasinya mengasilkan harmonisa, namun harmonisa yang dihasilkan tidak sebesar pada sisi beban. Harmonisa pada generator diakibatkan distribusi
Universitas Sumatera Utara
fluks yang tidak sinusoidal sehingga menghasilkan GGL induksi yang menyimpang dari sinusoidal terdistorsi. Sumber harmonisa pada generator dapat
dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu : harmonisa waktu, yang mana kemunculan harmonisa ini dikarenakan kejenuhan inti besi dan harmonisa ruang yang di
karenakan adanya slot, celah udara dan gigi-gigi pada stator dan rotor. Harmonisa ruang pada generator dapat dibagi menjadi : harmonisa pada rotor kutub sepatu,
harmonisa pada rotor silinder, dan harmonisa slot. Arus harmonisa yang dihasilkan oleh generator akan mengalir ke beban melalui transformator, rel daya,
penghantar transmisi dan distribusi.
2.8.3.2. Pada Sisi Penyaluran
Pada sistem distribusi tenaga listrik terdapat salah satu perlatan yaitu transformator distribusi. Timbulnya harmonisa pada tranformator dikarenakan
adanya kejenuhan pada inti besi saturasi mengakibatkan arus magnetisasi mengalami distorsi. Arus magnetisasi ini akan tetap mengalami distorsi walaupun
tegangan yang diberikan ke kumparan primer tidak mengalami distorsi.
2.8.3.3. Pada Sisi Beban
Harmonisa bisa muncul dari beban-beban yang terhubung ke sistem distribusi. Beban-beban pada sistem tenaga listrik dapat dikelompokkan menjadi
dua bagian yaitu beban linier dan beban nonlinier. Dari dua jenis beban ini yang menjadi sumber harmonisa adalah beban nonlinier, Seperti yang telah dijelaskan
pada bagian awal. Maka yang paling banyak menghasilkan harmonisa adalah pada
Universitas Sumatera Utara
sisi beban, pada Gambar 2.16 ditunjukkan perubahan bentuk gelombang akibat adanya harmonisa.
Gambar 2.16 Perubahan bentuk gelombang akibat adanya harmonisa
2.8.4. Jenis-Jenis Harmonisa
Harmonisa pertama disebut juga frekuensi dasar fundamental. Jika frekuensi gelombang harmonisanya sama dengan dua kali frekuensi dasarnya
maka disebut harmonisa kedua, jika frekuensi gelombang harmonisanya sama dengan tiga kali frekuensi fundamental maka disebut harmonisa ketiga dan
seterusnya. Apabila frekuensi fundamental adalah 50 Hz maka harmonisa keduanya mempunyai frekuensi 100 Hz, harmonisa ketiganya mempunyai
Universitas Sumatera Utara
frekuensi 150 Hz, dan seterusnya. Perbandingan frekuensi harmonik dengan frekuensi dasar ini disebut dengan orde harmonik.
Berdasarkan dari urutanordenya, harmonisa dapat dibedakan menjadi harmonisa ganjil dan harmonisa Genap. Sesuai dengan namanya harmonisa ganjil
adalah harmonisa ke 1, 3, 5, 7, 9, dan seterusnya. Sedangkan harmonisa Genap merupakan harmonisa ke 2, 4, 6, 8 dan seterusnya. Namun harmonisa pertama
tidak dapat dikatakan sebagai hamonisa ganjil, karena merupakan komponen frekuensi fundamental dari gelomabang periodik. Sedangkan harmonisa 0 nol
mewakili konstanta atau komponen DC dari gelombang. Pada suatu sistem tenaga listrik tiga phasa yang seimbang diasumsikan
mempunyai urutan phasa R,S,T a,b,c, dimana besar arus dan tegangan pada setiap phasa selalu sama dan berbeda sudut 120
o
listrik satu sama lain. Sehingga berdasarkan urutan phasanya, harmonisa dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Harmonisa urutan Positif Harmonisa urutan positif ini mempunyai urutan phasa yang sama seperti
fasor aslinya yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, dan saling berbeda phasa 120
R,S,T atau a,b,c. Gambar 2.17 menunjukkan fundamental fasor merupakan harmonisa urutan positif. Dimana harmonisa
positif ini terdiri dari harmonisa ke-1, ke-4, ke-7, ke-10, dan seterusnya.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17. Fundamental fasor 2. Harmonisa urutan Negatif
Harmonisa urutan negatif memiliki urutan phasa yang berlawanan dengan fasor aslinya yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, dan saling
berbeda phasa 120
0.
R,T,S atau a,c,bseperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18. Dimana harmonisa negatif ini terdiri dari harmonisa ke-2,
ke-5, ke-8, dan seterusnya.
Gambar 2.18 Fasor harmonik urutan negatif 3. Harmonisa urutan KosongNol zero sequence
Harmonisa urutan Nol ini memiliki fasor yang sama besarnya dan sephasa satu sama lain beda phasa satu sama lain 0
, harmonisa ini juga biasa disebut triplen harmonics. Harmonisa urutan nol terdiri dari harmonisa ke-
Universitas Sumatera Utara
3, ke-6, ke-9, dan seterusnya, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.19 berikut ini.
Gambar 2.19 Fasor harmonik urutan nol Dari jenis-jenis harmonisa berdasarkan urutan phasa diatas maka dapat
disimpulkan dalam Tabel 2.3 Tabel 2.3. Urutan polaritas harmonisa pada sistem tiga phasa
Orde Harmonisa 1
2 3
4 5
6 7
8 9
Frekuensi Hz 50
100 150 200 250 300 350 400 450 Urutan
+ -
+ -
+ -
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 sampai seterusnya. Tabel 2.4 menunjukkan akibat dari polaritas dari komponen
harmonisa.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Akibat dari polaritas dari komponen harmonisa urutan
Pengaruh pada motor Pengaruh pada sistem distribusi
positif Menimbulkan medan
magnet putar arah maju forward
Panas
negatif Menimbulkan medan
magnet putar arah mundur reverse
Panas Arah putaran motor berubah
nol Tidak ada
Panas Menimbulkanmenambah arus
pada kawat netral
2.8.5 Dampak Harmonisa Pada Peralatan
Dalam analisis rangkaian linier, elemen-elemen rangkaian seperti R,L, dan C, merupakan idealisasi peralatan-peralatan nyata yang nonlinier.Dalam sub Bab
ini akan dijelaskan pengaruh adanya komponenharmonisa, baik arus maupun tegangan, terhadap peralatan-peralatan sebagai benda nyata. Pengaruh ini dapat
kita klasifikasi dalam duakategori yaitu: 1. Dampak langsung yang merupakan peningkatan susut energi yaitu
energi “hilang” yang tak dapat dimanfaatkan, yangsecara alamiah berubah menjadi panas.
2. Dampak taklangsung yang merupakan akibat lanjutan dariterjadinya dampak langsung. Peningkatan temperatur padakonduktor kabel misalnya,
menuntut penurunan pengaliranarus melalui kabel agar temperatur kerja tak terlampaui.Demikian pula peningkatan temperatur pada
Universitas Sumatera Utara
kapasitor,induktor, dan transformator, akan berakibat pada deratingdari alat-alat ini dan justru derating ini membawa kerugianfinansial yang
lebih besar dibandingkan dengan dampaklangsung yang berupa susut energi.Dampak taklangsung bukan hanya derating peralatan tetapijuga
umur ekonomis peralatan. Pembebanan nonlinier tidaklahselalu kontinu, melainkan fluktuatif. Oleh karena itu padaselang waktu tertentu peralatan
terpaksa bekerja pada batastertinggi temperatur kerjanya bahkan mungkin terlampauipada saat-saat tertentu. Kenaikan tegangan akibat
adanyaharmonisa dapat menimbulkanpartial discharges dalam peralatan yang memperpendek umur,bahkan mal-function bisa terjadi pada
peralatan. Pada Tabel 2.5 dapat dilihat dampak harmonisa pada peralatan.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.5 Dampak Harmonisa pada Peralatan Peralatan
Dampak Harmonisa Hasil
Konduktor Peningkatan daya nyata yang
diserap oleh konduktor Rugi-rugi jaringan
Meningkat Kapasitor
Penyusutan impedansi kapasitor dengan meningkatnya frekuensi
Reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif sehingga
terjadi resonansi Pemanasan pada
kapasitor Rugi-rugi dielektrik
meningkat Menambah thermal
Stress Transformator
Harmonisa tegangan menyebabkan tegangan
transformator meningkat dan penekanan pada isolasi
Pemanasan pada transformator
Mengurangi Umur Operasi
Daya Mampu
Menurun Arus netral meningkat
Relay Penambahan komponen torsi
Karakteristik waktu tunda relay berubah
Kesalahan pembacaan Kesalahan trip dari
Relay Mesin Berputar
Peningkatan rugi-rugi Harmonisa tegangan
menghasilkan medan magnet berputar pada kecepatan sesuai
frekuensi harmonisa Pemanasan pada mesin
berputar Menambah thermal
Stress Mengurangi Umur
Operasi Mengurangi effisiensi
Getaran mekanik dan
bising Peningkatan rugi-rugi
inti dan tembaga pada kumparan stator dan
rotor
Alat Ukur Elektromekanik
Harmonisa menghasilkan penambahan torsi pada piringan
yang dapat menyebabkan operasi tidak sesuai karena
peralatan dikalibrasi pada frekuensi dasarnya
Kesalahan pembacaan
Jaringan Telekomunikasi
harmonisaarus dan
tegangandapat menghasilkan
kopling induktif yang akanmerusakkinerjasistem
Menimbulkan interfrensi pada
saluran komunikasi radio, telepon
Universitas Sumatera Utara
komunikasi
2.8.6 Identifikasi Harmonisa Pada kWh Meter Induksi
Untuk mengidentifikasi kehadiranharmonisa pada kWh meter tipe induksi, dapat diketahuimelalui langkah-langkah sebagai berikut:
1. Identifikasi Jenis Beban Jenis beban yang dipasok.
2. Pemeriksaan kWh meter Untuk kWh meter yang memasok beban nonlinier apakah ada
tambahan torsi pada kWh meter. Apabila torsi dari kWh meter bertambah maka dapat diperkirakan adanyaharmonisa dan kemungkinan kesalahan
pembacaan.
2.8.7 Alat Ukur Harmonisa
Harmonisa merupakan distorsi periodik arus atau tegangan. Sinyal dapatmerupakan suatu kombinasi berbagai gelombang sinus dengan frekuensi
berbeda. Pengukuran kandungan harmonik pada tiap-tiap beban yang nonlinier dapat di ukur dengan menggunakan Power System MultimeterPSM, seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.20, dan sistem pengawatan ditunjukkan pada Gambar 2.21.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20 Power System Multimeter
L O
A D
PSM
CHANNEL A CHANNEL B
Gambar 2.21 Sistem pengawatan PSM
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Metode penelitian ini merupakan suatu cara yang harus ditempuh dalamkegiatan penelitian agar pengetahuan yang akan dicapai dari suatu
penelitian dapat memenuhi harga ilmiah. Dengan demikian penyusunan metodeini dimaksudkan agar peneliti dapat menghasilkan suatu kesimpulan yang
dapatdipertanggung jawabkan secara ilmiah.Metode penelitian ini mencakup beberapa hal yang masing-masing menentukankeberhasilan pelaksana penelitian
guna menjawab permasalahan guna disampaikandalam penelitian, langkah- langkah yang telah ditetapkan adalah penetapantempat dan waktu penelitian,
penetapan obyek penelitian, penetapan variabel penelitianpenetapan metode pengumpulan data, dan teknik analisis data.
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian