BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Perkembangan teknologi telah mempengaruhi sistem tenaga listrik, hal ini
bisa dilihat dari banyaknya penggunaan peralatan listrik di setiap tempat. Seiring
dengan banyaknya penggunaan peralatan listrik maka akan mempengaruhi kualitas
sistem tenaga. Kualitas sistem tenaga berhubungan erat dengan kualitas daya
Power Quality.
Kualitas daya tidak hanya berkaitan dengan amplitudo tegangan suplai atau
frekuensi, tetapi juga bentuk gelombang arus dan tegangan. Kualitas daya yang
buruk salah satunya ditandai dengan tingginya kandungan harmonisa.
Harmonisa merupakan suatu fenomena yang timbul dari pengoperasian
beban listrik yang sebagian besar disebabkan oleh beban non linier, dimana pada
awalnya harmonisa adalah gejala pembentukan gelombang‐gelombang dengan
frekuensi yang berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi
fundamentalnya [1,2,3]. Sebagai contoh, frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik
adalah 50 Hz, maka harmonisa keduanya adalah gelombang dengan frekuensi
sebesar 100 Hz, harmonisa ketiga 150 Hz dan seterusnya. Gelombang ini kemudian
Universitas Sumatera Utara
menumpang pada gelombang aslinya sehingga terbentuk gelombang cacat yang
merupakan jumlah antara gelombang murni sesaat dengan gelombang
harmonisanya. Penyebab
munculnya harmonisa disebabkan oleh banyaknya penggunaan beban
non linier. Beban linier dan beban non linear adalah dua jenis beban yang dikenal
dalam sistem tenaga listrik. Beban
linier adalah beban yang memberikan bentuk
gelombang antara tegangan dan arus yang sama, artinya arus yang mengalir
berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan impedansinya.
Sementara itu beban non linier adalah bentuk gelombang keluaran yang
tidak sama dengan tegangan masuk dalam setiap setengah siklus sehingga bentuk
gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang
masukannya
.
Beban non linear pada umumnya merupakan peralatan elektronik
yang didalamnya banyak terdapat saklar yang bekerja pada setiap siklus gelombang
dari sumber tegangan. Proses ini menghasilkan gelombang yang tidak sinusoidal.
Beban non linear juga merupakan pembangkit harmonisa yang paling
dominan di gedung Rektorat ‐ Puskom Universitas Malikussaleh Lhokseumawe
seperti Komputer, AC dan penerangan dengan total daya terpasang sebesar 95,44
kW. Penyebab faktor daya rendah yang paling dominan yaitu penerangan ballast
magnet dengan faktor daya 0,45 dengan total daya terpasang sebesar 13,824 kW.
Universitas Sumatera Utara
Kemudian beban pendingin udara dengan total daya terpasang sebesar 71,616 kW.
Pengukuran awal yang sudah dilakukan pada panel di lokasi penelitian dengan THD
I
sebesar 20,7. THD
I
tersebut jika mengacu terhadap standar IEEE 519‐1992 maka
THD
I
pada pengukuran awal tersebut melebihi standart yang ditetapkan yaitu dibawah
5. Diperlukan
suatu peralatan untuk meminimalisasi harmonisa dalama memperbaiki
kualitas daya di gedung Rektorat‐Puskom Universitasa Malikussaleh Lhokseumawe,
kebanyakan besar beban yang ada merupakan beban non linier. Diperlukan suatu peralatan untuk meminimalisasi harmonisa dalam
memperbaiki kualitas daya di gedung Rektorat ‐ Puskom Universitas Malikussaleh
Lhokseumawe, dimana sebagian besar beban yang digunakan merupakan beban
non linear.
Penggunaan filter pasif salah satu cara dalam meminimalisasi harmonisa.
Filter pasif mempunyai berbagai tipe. Pada umumnya tipe dari rangkaian filter pasif
adalah single tuned filter, filter orde dua, filter orde tiga serta filter tipe C.
Penelitian ini menganalisis kesesuaian dari dua tipe filter pasif yaitu single tuned
filter terhadap filter pasif orde tiga dalam meminimalisasi harmonisa pada
transformator yang disebabkan oleh beban non linear di gedung Rektorat – Puskom
Universitas Malikussaleh Lhokseumawe. Adapun alasan menggunakan dua buah
filter tersebut karena single tuned filter dan filter orde tiga dikarenakan pada
Universitas Sumatera Utara
penelitian sebelumnya belum ada perbandingan pemakaian filter dalam satu titik
gangguan dalam meminimalisasi harmonisa dan penelitian ini juga orde harmonisa
yang dipakai merupakan orde harmonisa ke‐3. Titik pengukuran beban non linier
difokuskan pada panel PCC utama, disebabkan PCC utama tersebut terdapat
peralatan pembangkit harmonisa yang cukup tinggi. Pembangkit harmonisa yang
tinggi tersebut akan mempengaruhi sistem yang lebih luas. Dengan meminimalisasi
harmonisa pada panel PCC utama, tentunya akan mengurangi harmonisa yang
menuju ke bus transformator sehingga kualitas daya sistem secara keseluruhan akan
lebih baik.
Dengan demikian kualitas daya akan lebih baik dan pembebanan
transformator lebih maksimal. Banyak metode yang telah dilakukan oleh peneliti
terdahulu dalam meminimalisasi harmonisa serta memperbaiki faktor daya, adapun
penelitian ‐ penelitian sebelumnya dengan dapat dilihat dalam Tabel 1.1.
Tabel 1.1. Penelitian‐ penelitian yang telah dilakukan [4,5,6,7]
N o
Nama Judul Penelitian
Jenis Beban Metode
Filter yang Dirancang
Tempat dan Tahun
Penelitian 1.
Gonzalez D.A dan
McCall J.C 1986 [4]
Design of Filters to
Reduce Harmonic
Distortion in Industrial
Power Systems Beban non linear
Arc Furnace, six pulse rectifier,
kapasitor untuk filter belum
terpasang pada sistem.
Simulasi Program
Filter pasif : Single Tuned
Filter untuk harmonisa ke-5
dan High Pass Filter untuk
harmonisa ke-7 McGraw Edison
Power System Division of
Cooper Industries,
Canonsburg, 1986
Universitas Sumatera Utara
2. L.I.Koverni
Kova . 2010 [5]
Centralized normalization
of harmonic voltages by the
third-order passive filter
Beban gardu tran smisi
dengan tegangan 220kV pada
jaringan pan- jang 900 km.
Simulasi prpgram
Filter pasif orde tiga untuk
harmonisa ke-3, 5 dan 7.
The Siberia Branch of the Russian Academy
of Sciences Energy System Inst.
2010.
3 T. Messikl,
S. Mekhilef and N.A.
Rahim 2010 [6]
Adaptive Notch
Filter for Harmonic
current Mitigation
Beban non linear Arc
Furnaces kapasitor untuk
filter telah terpasang pada
system Simulasi
Program Filter Pasif dan
filter aktif Electrical
Laboratorium University
Malaya, 2010
4 Chacpkphed
Madtharad and
Mark Mcgrana.
2008 [7]
Harmonic Filter Design
For Induction Furnace Load
in 22 kV Distribution
System Beban non linear
dengan kapasitas 27 MW, 22Kv
Simulasi Program
Filter Pasif: High pass
Filter Untuk Harmonisa ke
5,11 dan 13 Proficial
Electricity Auharity PEA
Thailand, 2008
Perbedaan penelitian ini dengan penelitian – penelitian yang telah dilakukan
adalah penulis menggunakan dua buah filter dalam menganalisis harmonisa yang
terjadi di titik gangguan yaitu Biro Rektorat – Puskom Universitas Malikussaleh
Lhokseumawe.
1.2 Perumusan
Kategori