Perancangan Filter Pasif low pas band fi
OUTLINE PROPOSAL
A.
Judul Penelitian : Rancang Bangun Filter Harmonik Untuk Perbaikan
Kualitas Daya Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya 320 WP.
B.
Bidang Ilmu: Tenaga Listrik
C.
Latar Belakang
Tujuan utama dari sistem tanaga listrik adalah mengirimkan daya listrik
dengan tegangan yang konstan dan berfrekuensi konstan pula. Akan tetetapi
sedikit kemungkinan untuk memenuhi syarat ideal tersebut.
Ketidakmungkinan tersebut dikarenakan berbagai macam gangguan,
diantaranya adalah harmonisayang ditimbulkan oleh beban non-linier, yang akan
mempengaruhi performa sistem secara keseluruhan. Harmonisa pada sistem
kelistrikan merupakan salah satu penyebab yang mempengaruhi kualitas daya.
Pengaruh harmonisa sangat dominan karena bersifat permanen. Pengaruh
harmonisa ini menyebar ke sistem energi, perangkat energi, dan berpengaruh ke
sumber energi.
Untuk itu sangatlah perlu suatu alat yang mampu mengatasi masalahmasalah ini sehingga pelayanan energi listrik tidak terganggu dan keandalan
pun tidak berkurang. Distorsi akibat arus harmonik akan mengganggu gelombang
gelombang Sinusoidal sehingga gelombang tersebut menjadi cacat dan tidak
murni hal inilah yang membuat kerja peralatan menjadi terganggu sehingga tidak
dapat beroperasi dengan baik.
D.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesign filter harmonik pada pembangkit
listrik tenaga surya 320 WP agar gelombang yang dihasilkan pembangkit ini
memenuhi syarat batas THD 5% sesuai dengan standard IEEE 519-1992.
1
2
E.
Kegunaan Penelitian
Adapun kontribusi dari penelitian ini adalah untuk merancang alat yang
dapat memperbaiki kulaitas daya pada pembangkit listrik tenaga surya 320 WP.
F.
Luaran Penelitian
Penelitian ini diharapkan menghasilkan keluaran berupa gelombang yang keluar
pada pembangkit listrik tenaga surya 320 WP memenuhi standard batas THD 5% sesuai
dengan standard IEEE 519-1992.
G.
Perumusan Masalah
Pada tugas akhir ini akan membahas beberapa hal, diantaranya:
1. Perhitungan R-L yang berguna untuk merancang filter harmonik.
2. Mereduksi Gelombang Harmonik pada pembangkit listrik tenaga surya
agar sesuai dengan standar IEEE 519-1992 yaitu 5%.
H.
Batasan Masalah
1. Perhitungan R-L yang berguna untuk merancang filter harmonik.
2. Mereduksi Gelombang Harmonik pada pembangkit listrik tenaga surya
agar sesuai dengan standar IEEE 519-1992 yaitu 5%.
3
I.
Tinjauan Pustaka
Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Pembangkit listrik tenaga surya adalah ramah lingkungan, dan sangat
menjanjikan. Sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan pembangkit listrik
menggunakan uap (dengan minyak dan batubara).
Sistem energi pembangkti tenaga surya, mengurangi ketergantungan dunia
akan bahan bakar fosil, bayangkan energi gratis dan terus-menerus yang
bersumber dari bumi kita disediakan untuk kebutuhan energi dan dapat
dihandalkan mengurangi pengeluaran daya.
Gambar.1 Gambar Pembangkit listrik tenaga surya
Komponen-komponen yang diperlukan untuk instalasi listrik tenaga surya,
terdiri dari:
4
1. Panel surya / solar panel
Solar panel / panel surya mengkonversikan tenaga matahari menjadi
listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya,
membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells
menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12
Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan
maksimum).
Umumnya kita menghitung maksimum sinar matahari yang diubah
menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada
pagi – sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik bisa digunakan pada
malam hari, dimana tanpa sinar matahari.
2. Solar charge controller.
Solar charge controller berfungsi mengatur lalu lintas dari solar cell ke
baterai dan beban. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang
pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai
3. Inverter
Inverter dalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah
(DC – direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC – alternating
current).
4. Baterai
Baterai berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya
sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa
lampu penerangan atau peralatan elektronik lainnya yang membutuhkan
listrik.
Instalasi
pembangkit
listrik
perencanaan mengenai kebutuhan daya:
1. Jumlah pemakaian
2. Jumlah solar panel
3. Jumlah baterai
dengan
tenaga
surya
membutuhkan
5
Studi Harmonik
Harmonik menyebabkan terjadinya penyimpangan gelombang tegangan
dan arus yang mempunyai pengaruh kurang baik terhadap peralatan listrik.
Harmonik adalah salah satu dari beberapa permasalahan yang mempengaruhi
kualitas daya listrik. Terjadinya penyimpangan gelombang tegangan dan arus
akan mempengaruhi unjuk kerja sistem, dimana peralatan listrik akan mengalami
gangguan diluar kondisi normal. Harmonik dalam sistem tenaga listrik,
sebenarnya ditujukan untuk kandungan distorsi pada gelombang tegangan dan
arus fundamental yang mana beban non linear dianggap sebagai sumber
harmonik.
Harmonik merupakan salah satu komponen sinusoida dari satu periode
gelombang
yang
mempunyai
frekuensi
kelipatan
bulat
dari
frekuensi
fundamentalnya. Gelombang yang terdistorsi terdiri dari beberapa harmonik,
dan harmonik yang pertama dikenal sebagai frekuensi dasar atau fundamental.
Seterusnya harmonik dengan kelipatan ganjil dari frekuensi fundamental
disebut dengan harmonik ganjil dan harmonik. Dimana kelipatan genap dari
frekuensi fundamental disebut sebagi harmonik genap.
Distorsi harmonik disebabkan harmonik yang nilai karena adanya beban
non linear dalam sistem tenaga (Dugan, 2004). Beban non linear adalah salah satu
jenis peralatan harmonik yang berperilaku dapat mengubah bentuk gelombang
arus atau tegangan kepada bentuk tertentu yang tidak sinusoida lagi.
6
Gambar.2 Bentuk gelombang tegangan dasar dan harmonik ke-3
Beban Linear dan Beban Non Linear
Beban Linear
Beban linear adalah beban yang komponen arusnya proporsional terhadap
tegangannya. Terdapat hubungan yang linear antara arus dan tegangan
sehingga bentuk gelombang arus akan sama dengan bentuk gelombang
tegangannya, seperti yang terlihat pada Gambar 3 (I Wayan Rinas, 2012).
Gambar 3 Bentuk Gelombang Arus dan Tegangan pada Beban Linear (I Wayan
Rinas, 2012)
Beban Non Linear
Beban yang komponen arusnya tidak proporsional terhadap komponen
tegangannya, sehingga bentuk gelombang arusnya tidak sama dengan bentuk
7
gelombang tegangannya. Tidak terdapat hubungan yang linear antara arus dan
tegangan. Beban non linear menyerap arus non sinusoidal demikian juga arus
harmonik, walaupun disuplai oleh tegangan sinusoidal, seperti yang terlihat pada
Gambar42 (I Wayan Rinas, 2012).
Gambar 4 Bentuk Gelombang Arus dan Tegangan pada Beban Non Linear (I
Wayan Rinas, 2012)
TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD)
Terdapat batasan tegangan dan arus harmonik yang masih dapat ditoleransi
dalam suatu sistem tenaga listrik. Batasan ini disebut THD ( Total
Harmonic Distortion ). Batas harmonik THD diukur pada meter sistem tenaga.
Kandungan harmonik, baik arus maupun tegangan, dapat dinyatakan
dalam nilai root mean square(rms) atau sebagai cacad harmonik total ( Total
Harmonic Distortion – THD ). Cacad harmonik total dinyatakan sebagai :
∞
THD=
√∑
2
V 2n
V1
Dimana:
V n= Tegangan harmonik pada orde ke-n
V 1= Tegangan fundamental (Vrms)
n = 2-50
8
Nilai n yang diperhitungkan berkisar antara 2 sampai dengan 50
(harmonik ke 50 ). Hal ini disebabkan untuk n > 50, nilai harmoniknya sangat
kecil.
Besarnya pengaruh harmonik pada sistem tenaga ditentukan oleh besarnya
THD yang dihasilkan. Berikut adalah batasan-batasan Distorsi Teegangan
Harmonik:
Tabel. 1 batasan-batasan distorsi tegangan harmonik sesuai standar IEEE 5191992
Filter Pasif
Salah satu upaya untuk mereduksi harmonik yang muncul diakibatkan
oleh beban non linier adalah dengan menggunakan filter. Ada dua jenis filter yang
dapat digunakan, yaitu filter aktif dan filter pasif. Namun jika dilihat dari tinjauan
ekonomi, filter pasif relatif lebih murah jika dibandingkan dengan filter aktif.
Filter pasif yang digunakan untuk mereduksi kandungan harmonik pada
sistem
terdiri
dari
kombinasi
komponen R, L,
dan C. Berdasarkan
karakteristiknya,
filter pasif dapat dibedakan atas empat bagian yaitu: low-pass, high-pass,
bandpass, dan tuned filter. Low-pass filter digunakan untuk mereduksi komponen
harmonik di atas frekuensi yang ditala, high-pass filter digunakan untuk
mereduksi komponen harmonik di bawah frekuensi yang ditala, dan band-pass
filter digunakan untuk mereduksi komponen harmonik di atas dan di bawah
frekuensi yang ditala, sehingga yang dilewatkan hanya frekuensi yang ditala saja.
Bandpass merupakan kombinasi dari low-pass dan high-pass filter, sedangkan
tuned filter digunakan untuk mereduksi komponen harmonik tertentu saja. Tetapi
9
dengan mengkombinasikan beberapa tuned filter, juga dapat digunakan untuk
mengurangi beberapa komponen harmonik.
Secara garis besar filter pasif dapat dipasang pada sistem secara seri dan
paralel. Pada umumnya paling banyak digunakan adalah model single tuned filter
karena lebih ekonomis dan dipasang secara paralel dengan sistem, dengan
demikian arus harmonik dialihkan melalui filter tersebut. Menurut Timothy
(2001), keuntungan menggunakan filter yang dipasang secara paralel antara lain
adalah:
1. Menggunakan impedans yang rendah untuk pengaturan frekuensi.
2. Sebagai pertimbangan hanyalah arus harmonik dan tidak memikul arus
beban penuh karena hanya memikul tegangan fasa.
3. Meningkatkan faktor daya.
Kelemahannya,
membutuhkan
kombinasi
beberapa
filter
untuk
mengurangi beberapa komponen harmonik. Sedangkan konfigurasi filter yang
dipasang secara seri pada sistem paling sering digunakan untuk satu fasa dengan
tujuan mengurangi harmonik ke 3, untuk komponen harmonik yang lain juga bisa
digunakan tergantung dengan pengaturannya. Menurut Timothy (2001) juga,
keuntungan menggunakan filter seri diantaranya adalah:
1. Menggunakan impedansi yang tinggi untuk memblok arus harmonik
masuk ke sistem.
2. Tidak mendatangkan harmonik dari sumber yang lain.
3. Meningkatkan faktor daya. Sedangkan beberapa kerugiannya, harus
memikul arus beban penuh pada tegangan antar saluran dan untuk
komponen harmonik yang lain selain frekuensi yang diatur hanya
bermanfaat sedikit sekali.
Alur Penelitian
Mulai
Menyiapkan alat dan
bahan penelitian
tidak
10
Apakah THD >
IEEE 519-1992
Meneliti watak dan menghitung
harmonik arus dan tegangan
ya
Pasang filter
Simulasi filter yang akan
dipasang pada sofware ETAP
7.5
J.
Jadwal Kegiatan
No
Kegiatan
Lokasi Penelitian
1.
Studi Literatur
Perpustakaan,
Internet
2.
Pengumpulan dataLaboratorium
data yang dibutuhkan Rangkaian Listrik
3.
Analisa dan
Laboratorium
perhitungan alat filter Rangkaian Listrik
4.
Pembuatan laporan
akhir penelitian.
K.
1
2
3 4 5
6
7
8
9 10 11 12
Fakultas Teknik
Rancangan Biaya
1. Bahan dan Alat :
No
Nama Bahan
Volume
Biaya Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
1.
Buku Referensi
3 Buah
200.000
600.000
2.
Kapasitor, Resistor,
Induktor
30 Buah
5.000
150.000
3.
Kabel NYA
20 meter
8.000
160.000
11
4.
Kedudukan Filter
10 Buah
20.000
200.000
5.
Casing Panel filter
1 Buah
200.000
200.000
6.
Port sambungan kabel
20 buah
20.000
400.000
Jumlah Biaya (Rp)
1,710.000
2. Perjalanan/ Transportasi:
No
1.
2.
Kota/ tempat tujuan
Laboratorium Rangkaian
Listrik
Toko Tempat pembelian
alat
Volume
Biaya Satuan(Rp)
Jumlah(Rp)
12 x (PP)
10.000
120.000
12 x (PP)
10.000
120.000
Jumlah Biaya (Rp)
240.000
3. Pengeluaran Lain-lain (Administrasi, Publikasi dan Operasional) :
4 Kali
Biaya
Satuan (Rp)
30.000
Jumlah
(Rp)
120.000
Pengetikan dan Perbanyakan
Proposal
5 Rangkap
75.000
375.000
3.
Seminar Proposal
1 Kali
500.000
500.000
4.
Pengetikan dan Perbanyakan
Laporan Hasil Penelitian
6 Rangkap
100.000
600.000
5.
Seminar Hasil Penelitian
1 Kali
500.000
500.000
No
Uraian Kegiatan
Volume
1.
Dokumentasi Penelitian
2.
Jumlah Biaya (Rp)
2.175.000
4. Total :
1.
Bahan dan Alat
1.710.000
2.
Perjalanan/Transportasi
240.000
3.
Pengeluaran Administrasi, Operasional
2.175.000
Jumlah Biaya (Rp)
4.125.000
12
Terbilang : Empat Juta Seratus Dua Puluh Lima Ribu Rupiah.
DAFTAR PUSTAKA
IEEE, 1992, IEEE Recommended Practices and Requirements Harmonik Control
in Electric Power System (IEEE Std 519-1992), IEEE Inc, New York, NY 100172393, USA.
Dugan, Roger C., McGranaghan, Mark F., Beaty, H. Wayne, 2004, Electrical
Power System Quality, McGraw-Hill.
Sunanda Wahri (2014). Aplikasi Filter Pasif Pada Beban Inverter Tiga Fase
Berbeban. Vol. 1. Jurnal Ecotipe, 37-41.
Arillaga, Jos dan Neville R. Watson., 2003, “Power System Harmonic”Jhon
Wiley & Sons, Ltd, New Zealand.
Asnil (2012). Aplikasi Filter Pasif RC Untuk Mereduksi Harmonik Pada AC/DC/
AC Konverter. Vol. 1. Jurnal Momentum, 1-8.
Sunanda Wahri, Rahman Yuli Asmi (2012). Aplikasi Filter Pasif Pada Beban
Inverter Tiga Fase. Vol. 2. Jurnal Ilmiah Foristek, 136-142.
13
A.
Judul Penelitian : Rancang Bangun Filter Harmonik Untuk Perbaikan
Kualitas Daya Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya 320 WP.
B.
Bidang Ilmu: Tenaga Listrik
C.
Latar Belakang
Tujuan utama dari sistem tanaga listrik adalah mengirimkan daya listrik
dengan tegangan yang konstan dan berfrekuensi konstan pula. Akan tetetapi
sedikit kemungkinan untuk memenuhi syarat ideal tersebut.
Ketidakmungkinan tersebut dikarenakan berbagai macam gangguan,
diantaranya adalah harmonisayang ditimbulkan oleh beban non-linier, yang akan
mempengaruhi performa sistem secara keseluruhan. Harmonisa pada sistem
kelistrikan merupakan salah satu penyebab yang mempengaruhi kualitas daya.
Pengaruh harmonisa sangat dominan karena bersifat permanen. Pengaruh
harmonisa ini menyebar ke sistem energi, perangkat energi, dan berpengaruh ke
sumber energi.
Untuk itu sangatlah perlu suatu alat yang mampu mengatasi masalahmasalah ini sehingga pelayanan energi listrik tidak terganggu dan keandalan
pun tidak berkurang. Distorsi akibat arus harmonik akan mengganggu gelombang
gelombang Sinusoidal sehingga gelombang tersebut menjadi cacat dan tidak
murni hal inilah yang membuat kerja peralatan menjadi terganggu sehingga tidak
dapat beroperasi dengan baik.
D.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesign filter harmonik pada pembangkit
listrik tenaga surya 320 WP agar gelombang yang dihasilkan pembangkit ini
memenuhi syarat batas THD 5% sesuai dengan standard IEEE 519-1992.
1
2
E.
Kegunaan Penelitian
Adapun kontribusi dari penelitian ini adalah untuk merancang alat yang
dapat memperbaiki kulaitas daya pada pembangkit listrik tenaga surya 320 WP.
F.
Luaran Penelitian
Penelitian ini diharapkan menghasilkan keluaran berupa gelombang yang keluar
pada pembangkit listrik tenaga surya 320 WP memenuhi standard batas THD 5% sesuai
dengan standard IEEE 519-1992.
G.
Perumusan Masalah
Pada tugas akhir ini akan membahas beberapa hal, diantaranya:
1. Perhitungan R-L yang berguna untuk merancang filter harmonik.
2. Mereduksi Gelombang Harmonik pada pembangkit listrik tenaga surya
agar sesuai dengan standar IEEE 519-1992 yaitu 5%.
H.
Batasan Masalah
1. Perhitungan R-L yang berguna untuk merancang filter harmonik.
2. Mereduksi Gelombang Harmonik pada pembangkit listrik tenaga surya
agar sesuai dengan standar IEEE 519-1992 yaitu 5%.
3
I.
Tinjauan Pustaka
Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Pembangkit listrik tenaga surya adalah ramah lingkungan, dan sangat
menjanjikan. Sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan pembangkit listrik
menggunakan uap (dengan minyak dan batubara).
Sistem energi pembangkti tenaga surya, mengurangi ketergantungan dunia
akan bahan bakar fosil, bayangkan energi gratis dan terus-menerus yang
bersumber dari bumi kita disediakan untuk kebutuhan energi dan dapat
dihandalkan mengurangi pengeluaran daya.
Gambar.1 Gambar Pembangkit listrik tenaga surya
Komponen-komponen yang diperlukan untuk instalasi listrik tenaga surya,
terdiri dari:
4
1. Panel surya / solar panel
Solar panel / panel surya mengkonversikan tenaga matahari menjadi
listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya,
membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells
menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12
Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan
maksimum).
Umumnya kita menghitung maksimum sinar matahari yang diubah
menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada
pagi – sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik bisa digunakan pada
malam hari, dimana tanpa sinar matahari.
2. Solar charge controller.
Solar charge controller berfungsi mengatur lalu lintas dari solar cell ke
baterai dan beban. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang
pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai
3. Inverter
Inverter dalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah
(DC – direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC – alternating
current).
4. Baterai
Baterai berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya
sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa
lampu penerangan atau peralatan elektronik lainnya yang membutuhkan
listrik.
Instalasi
pembangkit
listrik
perencanaan mengenai kebutuhan daya:
1. Jumlah pemakaian
2. Jumlah solar panel
3. Jumlah baterai
dengan
tenaga
surya
membutuhkan
5
Studi Harmonik
Harmonik menyebabkan terjadinya penyimpangan gelombang tegangan
dan arus yang mempunyai pengaruh kurang baik terhadap peralatan listrik.
Harmonik adalah salah satu dari beberapa permasalahan yang mempengaruhi
kualitas daya listrik. Terjadinya penyimpangan gelombang tegangan dan arus
akan mempengaruhi unjuk kerja sistem, dimana peralatan listrik akan mengalami
gangguan diluar kondisi normal. Harmonik dalam sistem tenaga listrik,
sebenarnya ditujukan untuk kandungan distorsi pada gelombang tegangan dan
arus fundamental yang mana beban non linear dianggap sebagai sumber
harmonik.
Harmonik merupakan salah satu komponen sinusoida dari satu periode
gelombang
yang
mempunyai
frekuensi
kelipatan
bulat
dari
frekuensi
fundamentalnya. Gelombang yang terdistorsi terdiri dari beberapa harmonik,
dan harmonik yang pertama dikenal sebagai frekuensi dasar atau fundamental.
Seterusnya harmonik dengan kelipatan ganjil dari frekuensi fundamental
disebut dengan harmonik ganjil dan harmonik. Dimana kelipatan genap dari
frekuensi fundamental disebut sebagi harmonik genap.
Distorsi harmonik disebabkan harmonik yang nilai karena adanya beban
non linear dalam sistem tenaga (Dugan, 2004). Beban non linear adalah salah satu
jenis peralatan harmonik yang berperilaku dapat mengubah bentuk gelombang
arus atau tegangan kepada bentuk tertentu yang tidak sinusoida lagi.
6
Gambar.2 Bentuk gelombang tegangan dasar dan harmonik ke-3
Beban Linear dan Beban Non Linear
Beban Linear
Beban linear adalah beban yang komponen arusnya proporsional terhadap
tegangannya. Terdapat hubungan yang linear antara arus dan tegangan
sehingga bentuk gelombang arus akan sama dengan bentuk gelombang
tegangannya, seperti yang terlihat pada Gambar 3 (I Wayan Rinas, 2012).
Gambar 3 Bentuk Gelombang Arus dan Tegangan pada Beban Linear (I Wayan
Rinas, 2012)
Beban Non Linear
Beban yang komponen arusnya tidak proporsional terhadap komponen
tegangannya, sehingga bentuk gelombang arusnya tidak sama dengan bentuk
7
gelombang tegangannya. Tidak terdapat hubungan yang linear antara arus dan
tegangan. Beban non linear menyerap arus non sinusoidal demikian juga arus
harmonik, walaupun disuplai oleh tegangan sinusoidal, seperti yang terlihat pada
Gambar42 (I Wayan Rinas, 2012).
Gambar 4 Bentuk Gelombang Arus dan Tegangan pada Beban Non Linear (I
Wayan Rinas, 2012)
TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD)
Terdapat batasan tegangan dan arus harmonik yang masih dapat ditoleransi
dalam suatu sistem tenaga listrik. Batasan ini disebut THD ( Total
Harmonic Distortion ). Batas harmonik THD diukur pada meter sistem tenaga.
Kandungan harmonik, baik arus maupun tegangan, dapat dinyatakan
dalam nilai root mean square(rms) atau sebagai cacad harmonik total ( Total
Harmonic Distortion – THD ). Cacad harmonik total dinyatakan sebagai :
∞
THD=
√∑
2
V 2n
V1
Dimana:
V n= Tegangan harmonik pada orde ke-n
V 1= Tegangan fundamental (Vrms)
n = 2-50
8
Nilai n yang diperhitungkan berkisar antara 2 sampai dengan 50
(harmonik ke 50 ). Hal ini disebabkan untuk n > 50, nilai harmoniknya sangat
kecil.
Besarnya pengaruh harmonik pada sistem tenaga ditentukan oleh besarnya
THD yang dihasilkan. Berikut adalah batasan-batasan Distorsi Teegangan
Harmonik:
Tabel. 1 batasan-batasan distorsi tegangan harmonik sesuai standar IEEE 5191992
Filter Pasif
Salah satu upaya untuk mereduksi harmonik yang muncul diakibatkan
oleh beban non linier adalah dengan menggunakan filter. Ada dua jenis filter yang
dapat digunakan, yaitu filter aktif dan filter pasif. Namun jika dilihat dari tinjauan
ekonomi, filter pasif relatif lebih murah jika dibandingkan dengan filter aktif.
Filter pasif yang digunakan untuk mereduksi kandungan harmonik pada
sistem
terdiri
dari
kombinasi
komponen R, L,
dan C. Berdasarkan
karakteristiknya,
filter pasif dapat dibedakan atas empat bagian yaitu: low-pass, high-pass,
bandpass, dan tuned filter. Low-pass filter digunakan untuk mereduksi komponen
harmonik di atas frekuensi yang ditala, high-pass filter digunakan untuk
mereduksi komponen harmonik di bawah frekuensi yang ditala, dan band-pass
filter digunakan untuk mereduksi komponen harmonik di atas dan di bawah
frekuensi yang ditala, sehingga yang dilewatkan hanya frekuensi yang ditala saja.
Bandpass merupakan kombinasi dari low-pass dan high-pass filter, sedangkan
tuned filter digunakan untuk mereduksi komponen harmonik tertentu saja. Tetapi
9
dengan mengkombinasikan beberapa tuned filter, juga dapat digunakan untuk
mengurangi beberapa komponen harmonik.
Secara garis besar filter pasif dapat dipasang pada sistem secara seri dan
paralel. Pada umumnya paling banyak digunakan adalah model single tuned filter
karena lebih ekonomis dan dipasang secara paralel dengan sistem, dengan
demikian arus harmonik dialihkan melalui filter tersebut. Menurut Timothy
(2001), keuntungan menggunakan filter yang dipasang secara paralel antara lain
adalah:
1. Menggunakan impedans yang rendah untuk pengaturan frekuensi.
2. Sebagai pertimbangan hanyalah arus harmonik dan tidak memikul arus
beban penuh karena hanya memikul tegangan fasa.
3. Meningkatkan faktor daya.
Kelemahannya,
membutuhkan
kombinasi
beberapa
filter
untuk
mengurangi beberapa komponen harmonik. Sedangkan konfigurasi filter yang
dipasang secara seri pada sistem paling sering digunakan untuk satu fasa dengan
tujuan mengurangi harmonik ke 3, untuk komponen harmonik yang lain juga bisa
digunakan tergantung dengan pengaturannya. Menurut Timothy (2001) juga,
keuntungan menggunakan filter seri diantaranya adalah:
1. Menggunakan impedansi yang tinggi untuk memblok arus harmonik
masuk ke sistem.
2. Tidak mendatangkan harmonik dari sumber yang lain.
3. Meningkatkan faktor daya. Sedangkan beberapa kerugiannya, harus
memikul arus beban penuh pada tegangan antar saluran dan untuk
komponen harmonik yang lain selain frekuensi yang diatur hanya
bermanfaat sedikit sekali.
Alur Penelitian
Mulai
Menyiapkan alat dan
bahan penelitian
tidak
10
Apakah THD >
IEEE 519-1992
Meneliti watak dan menghitung
harmonik arus dan tegangan
ya
Pasang filter
Simulasi filter yang akan
dipasang pada sofware ETAP
7.5
J.
Jadwal Kegiatan
No
Kegiatan
Lokasi Penelitian
1.
Studi Literatur
Perpustakaan,
Internet
2.
Pengumpulan dataLaboratorium
data yang dibutuhkan Rangkaian Listrik
3.
Analisa dan
Laboratorium
perhitungan alat filter Rangkaian Listrik
4.
Pembuatan laporan
akhir penelitian.
K.
1
2
3 4 5
6
7
8
9 10 11 12
Fakultas Teknik
Rancangan Biaya
1. Bahan dan Alat :
No
Nama Bahan
Volume
Biaya Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
1.
Buku Referensi
3 Buah
200.000
600.000
2.
Kapasitor, Resistor,
Induktor
30 Buah
5.000
150.000
3.
Kabel NYA
20 meter
8.000
160.000
11
4.
Kedudukan Filter
10 Buah
20.000
200.000
5.
Casing Panel filter
1 Buah
200.000
200.000
6.
Port sambungan kabel
20 buah
20.000
400.000
Jumlah Biaya (Rp)
1,710.000
2. Perjalanan/ Transportasi:
No
1.
2.
Kota/ tempat tujuan
Laboratorium Rangkaian
Listrik
Toko Tempat pembelian
alat
Volume
Biaya Satuan(Rp)
Jumlah(Rp)
12 x (PP)
10.000
120.000
12 x (PP)
10.000
120.000
Jumlah Biaya (Rp)
240.000
3. Pengeluaran Lain-lain (Administrasi, Publikasi dan Operasional) :
4 Kali
Biaya
Satuan (Rp)
30.000
Jumlah
(Rp)
120.000
Pengetikan dan Perbanyakan
Proposal
5 Rangkap
75.000
375.000
3.
Seminar Proposal
1 Kali
500.000
500.000
4.
Pengetikan dan Perbanyakan
Laporan Hasil Penelitian
6 Rangkap
100.000
600.000
5.
Seminar Hasil Penelitian
1 Kali
500.000
500.000
No
Uraian Kegiatan
Volume
1.
Dokumentasi Penelitian
2.
Jumlah Biaya (Rp)
2.175.000
4. Total :
1.
Bahan dan Alat
1.710.000
2.
Perjalanan/Transportasi
240.000
3.
Pengeluaran Administrasi, Operasional
2.175.000
Jumlah Biaya (Rp)
4.125.000
12
Terbilang : Empat Juta Seratus Dua Puluh Lima Ribu Rupiah.
DAFTAR PUSTAKA
IEEE, 1992, IEEE Recommended Practices and Requirements Harmonik Control
in Electric Power System (IEEE Std 519-1992), IEEE Inc, New York, NY 100172393, USA.
Dugan, Roger C., McGranaghan, Mark F., Beaty, H. Wayne, 2004, Electrical
Power System Quality, McGraw-Hill.
Sunanda Wahri (2014). Aplikasi Filter Pasif Pada Beban Inverter Tiga Fase
Berbeban. Vol. 1. Jurnal Ecotipe, 37-41.
Arillaga, Jos dan Neville R. Watson., 2003, “Power System Harmonic”Jhon
Wiley & Sons, Ltd, New Zealand.
Asnil (2012). Aplikasi Filter Pasif RC Untuk Mereduksi Harmonik Pada AC/DC/
AC Konverter. Vol. 1. Jurnal Momentum, 1-8.
Sunanda Wahri, Rahman Yuli Asmi (2012). Aplikasi Filter Pasif Pada Beban
Inverter Tiga Fase. Vol. 2. Jurnal Ilmiah Foristek, 136-142.
13