Personal Computer PC Prinsip Dasar Distorsi Harmonik

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Personal Computer PC

Personal Computer Gambar 2.1 adalah seperangkat komputer yang digunakan oleh satu orang sajapribadi. Biasanya komputer ini adanya dilingkungan rumah, kantor, toko, dan dimana saja karena harga PC sudah relatif terjangkau dan banyak macamnya. Fungsi utama dari PC adalah untuk mengolah data input dan menghasilkan output berupa datainformasi sesuai dengan keinginan user pengguna. Dalam pengolahan data yang dimulai dari memasukkan data input sampai akhirnya menghasilkan informasi, komputer memerlukan suatu sistem dari kesatuan elemen yang tidak bias terpisahkan. Hardware perangkat keras adalah sekumpulan komponen perangakat keras komputer yang secara fisik bisa dilihat, diraba, dirasakan. Hardware ini dibagi menjadi 5 lima bagian, yaitu [5]: a. Input Device, peralatan masukkan Keyboard, mouse, b. Process Device, peralatan proses processor, motherboard, ram, c. Output Device, peralatan keluaran Monitor, Printer, d. Storage Device, peralatan penyimpan harddisk,flashdisk, e. Peripheral Device, peralatan tambahan WebCam, modem Universitas Sumatera Utara Gambar. 2.1 Personal Computer [5]

2.2. Prinsip Dasar Distorsi Harmonik

Distorsi harmonik disebabkan oleh peralatan non linear pada sistem tenaga listrik. Peralatan non linear adalah alat yang menyebabkan bentuk gelombang arus tidak proporsional terhadap gelombang tegangannya [7]. Gambar 2.2 menjelaskan konsep tegangan sinusoidal yang diterapkan pada resistor non linear akan menyebabkan bentuk gelombang antara arus dengan tegangannya berbeda. Bentuk gelombang tegangan yang diberikan adalah sinusoidal murni sedangkan bentuk gelombang arus yang dihasilkannya adalah sinusoidal yang telah mengalami distorsi. Seperti inilah awal dari distorsi harmonik yang terjadi pada suatu sistem tenaga listrik Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2 Distorsi arus akibat beban non linier Ketika suatu gelombang memiliki bentuk yang identik dari siklus ke siklus, dapat dinyatakan bahwa gelombang tersebut merupakan hasil penjumlahan dari beberapa gelombang sinusoidal murni yang memiliki frekuensi yang merupakan kelipatan atau hasil perkalian bilangan bulat dari frekuensi gelombang dasar yang terdistorsi [7]. Gelombang dengan frekuensi kelipatan ini disebut harmonik atau komponen harmonik dari gelombang dasar. Penjumlahan dari gelombang-gelombang sinusoidal tersebut dapat dipecahkan dengan konsep deret fourier [8]. Gambar 2.3 menjelaskan bahwa bentuk gelombang periodik yang terdistorsi dapat diuraikan sebagai suatu jumlah dari gelombang-gelombang sinusoidal [7]. Selanjutnya konsep deret fourier banyak digunakan untuk menganalisa masalah harmonik. Dengan demikian saat ini masalah pada sistem akibat harmonik dapat dianalisa secara terpisah pada setiap harmonik, karena menganalisa efek yang Universitas Sumatera Utara terjadi pada sistem akibat setiap harmonik lebih efektif dibandingkan dengan menganalisa gelombang yang terdistorsi secara keseluruhan. Hasil keluaran dari setiap frekuensi harmonik tersebut kemudian dapat digabungkan kembali untuk mendapatkan suatu deret fourier dimana setelah dilakukan perhitungan, gelombang keluaran akan dapat ditemukan. Sering kali perhatian tertuju hanya pada besar dari harmonik [8]. Gambar 2.3 Representasi deret fourier dari suatu gelombang terdistorsi [7] Bentuk tegangan dan arus yang terdistorsi dapat diperoleh dengan menjumlahkan secara aljabar gelombang dasar yang dibangkitkan oleh pembangkit dengan gelombang-gelombang harmonik yang mempunyai frekuensi dan amplitudo yang bervariasi. Analisa Fourier telah digunakan untuk menganalisis amplitudo dan frekuensi.dari gelombang sinusoidal yang telah terdistorsi. Berdasarkan analisis Universitas Sumatera Utara Fourier, arus Is yang non-sinusoidal akan terdiri dari arus fundamental dan komponen arus yang mengandung harmonisa, dan dinyatakan pada Persamaan 2.1 [8]: sin 2 sin 2 1 1 1 h h h t h Is t Is t Is φ ω φ ω − + − = ∑ ∞ ≠ ……..............…..2.1 di mana: Is = Adalah arus total A Is1 = Adalah nilai rms komponen arus fundamental A Ish = Adalah nilai rms komponen arus harmonisa orde ke h A h = Adalah orde harmonisa h = 2,3,4,... ω = 2 π f dimana f adalah frekuensi sistem atau frekuensi fundamental Persamaan Fourier ini dapat digunakan untuk memecah gelombang yang telah terdistorsi menjadi gelombang dasar dan gelombang harmonik. Hal ini menjadi dasar dalam menganalisa harmonik pada sistem tenaga listrik. Ketika setengah siklus positif dan negatif pada suatu gelombang memiliki bentuk yang identik, deret fouriernya hanya terdiri atas harmonik ganjil yaitu gelombang harmonik dengan frekuensi kelipatan ganjil dari frekuensi dasarnya. Hal ini menghasilkan penyederhanaan pada banyak penelitian dibidang sistem tenaga listrik karena kebanyakan alat yang menghasilkan harmonik menyebabkan pengaruh Universitas Sumatera Utara yang sama pada kedua polaritas. Secara fakta, kehadiran harmonik genap sering kali menjadi indikator bahwa telah terjadi error, baik itu pada beban yang diukur atau pada transduser alat yang digunakan untuk pengukuran. Meski demikian untuk beberapa hal terdapat pengecualian seperti pada penggunaan penyearah setengah gelombang dan industri dapur busur [7]. Pada umumnya harmonik orde tinggi sekitar orde ke-25 hingga ke-50, tergantung pada sistem dapat diabaikan untuk analisis sistem tenaga listrik [9]. Meski mereka dapat menyebabkan interferensi terhadap peralatan elektronik berdaya rendah, harmonik orde tinggi tidak akan merusak sistem tenaga listrik. Jika suatu sistem tenaga listrik digambarkan sebagai komponen-komponen yang tersusun seri dan paralel seperti praktek pada umumnya, peristiwa non linearitas mayoritas terjadi pada komponen tersusun paralel yaitu pada beban [9]. Impedansi seri dari sistem penyaluran daya listrik, seperti impedansi hubung singkat antara sumber dengan beban, biasanya selalu bersifat linear [9]. Dengan demikian penghasil utama harmonik yang menyebabkan distorsi harmonik adalah penggunapelanggan yang berada di akhir rangkaian sistem. Hal ini bukan berarti semua pengguna yang mengalami distorsi harmonik adalah merupakan penghasil harmonik, karena secara umum distorsi harmonik adalah sebagai akibat dari kombinasi beban-beban pengguna [9]. 2.3. Distorsi Tegangan dan Distorsi Arus Beban non linear yang biasa terhubung secara paralel tampil sebagai sumber dari arus harmonik dan turut menyumbangkan arus harmonik ke sistem tenaga listrik. Universitas Sumatera Utara Pada hampir semua analisis, beban-beban penghasil harmonik ini biasa dianggap sebagai sumber-sumber arus harmonik [8]. Sebagaimana terlihat pada Gambar 2.4, distorsi tegangan adalah sebagai akibat dari arus terdistorsi melalui impedansi linear yang terpasang seri pada sistem penyaluran tenaga listrik, meski awalnya bus sumber dianggap sinusoidal murni. Hal ini karena terdapat komponen beban non linear yang menarik arus sehingga terdistorsi. Arus harmonik yang melalui impedansi sistem menyebabkan tegangan jatuh pada setiap komponen harmonik. Hal ini menyebabkan harmonik tegangan timbul pada komponen beban. Nilai dari distorsi tegangan tergantung dari nilai impedansi dan juga arusnya [8]. Dengan mengasumsikan nilai distorsi pada komponen beban tetap pada batas wajar pada kisaran dibawah 5, nilai dari arus harmonik yang dihasilkan beban secara umum bernilai konstan [8]. Saat harmonik dari arus beban mutlak mengakibatkan distorsi tegangan, perlu dicatat bahwa beban tersebut tidak memiliki kendali terhadap distorsi tegangan. Dua beban yang sama ditempatkan pada dua lokasi yang berbeda pada sistem tenaga listrik yang sama maka akan memiliki nilai distorsi tegangan yang berbeda. [8] : 1. Pengendalian terhadap besar arus harmonik yang dihasilkan ke sistem adalah pada beban di sisi hilir. 2. Dengan mengasumsikan nilai arus harmonik yang dihasilkan adalah pada batas kewajaran, pengendalian terhadap distorsi tegangan dilakukan secara keseluruhan dengan mengendalikan nilai impedansi sistem, yang sering kali merupakan pengendalian beban [8]. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.4. Arus yang mengalir melalui beban Pemaparan fenomena harmonik harus dilakukan secara hati-hati karena terdapat perbedaan antaran penyebab dan akibat dari tegangan dan arus harmonik. Penggunaan istilah harmonik harus memiliki kualifikasi yang jelas. Pada konvensi yang dikenal secara luas, ketika istilah tersebut digunakan tanpa kata lain mengikutinya, kata harmonik berarti arus harmonik. Namun saat topik pembicaraan adalah pada utility system maka biasanya subjeknya adalah tegangan harmonik [8].

2.4. Pengaruh Harmonisa