Peredaman Harmonisa Beban Rumah Tangga Dengan Low Pass Filter LCL
1
PEREDAMAN HARMONISA BEBAN RUMAH TANGGA
DENGAN LOW PASS FILTER LCL
TESIS
OLEH
NAMA : Pintor Rumapea
NIM : 097034027/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
2
PEREDAMAN HARMONISA BEBAN RUMAH TANGGA DENGAN LOW
PASS FILTER LCL
TESIS
Untuk memproleh gelar Magister Teknik
dalam program studi Magister Teknik Elektro
pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH
NAMA : Pintor Rumapea
NIM : 097034027 /TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
3
Judul Tesis
Nama Mahasiswa
Nomor Induk
Program Studi
: PEREDAMAN HARMONISA BEBAN RUMAH
TANGGA DENGAN LOW PASS FILTER LCL
: Pintor Rumapea
: 097034027
: Magister Teknik Elektro
Menyetujui
Komisi Pembimbing:
Prof.Dr.Ir. Usman Baafai
Ketua
Sekretaris Program Studi
(Drs. Hasdari Helmi, MT)
Ir. Refdinal Nazir, M.S,Ph.D
Anggota
Dekan,
(Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME)
Telah Lulus : 31 Mei 2014
Universitas Sumatera Utara
4
Telah diuji pada
Tanggal :
Panitia penguji tesis
Ketua
: Prof. Dr. Ir. Usman Baafai
Anggota
: Ir. Refdinal Nazir, M.S., Ph.D
: Prof. Drs. Tulus, M.Si, Ph.D
: Dr. Marwan Ramli,M.Si
Universitas Sumatera Utara
5
ABSTRAK
Sebagian besar pemakaian beban listrik rumah tangga di masyarakat saat ini
hampir 90% memakai beban elektronika atau beban non linier. Pemakaian beban non
linier diantaranya lampu hemat energi, televisi, radio-tape, komputer, printer,
charger, pendingin ruangan dan peralatan electro domestics. Beban non linier
tersebut merupakan beban yang menimbulkan harmonisa. Hasil pengukuran beban
rumah tangga dengan THDI sebesar 32,2% dan faktor daya 0,88. Dengan
memanfaatkan program Matlab/simulink dapat diperlihatkan bahwa harmonisa
diredam oleh Low pass filter LCL sehingga Total Harmonic Distortion (THDI)
diturunkan menjadi 4,91% dan factor daya naik menjadi 0,894, sehingga semua nilai
harmonisa individu sudah sesuai standar IEC 61000-3-2.
Kata-kata kunci: Harmonisa, Low Pass Filter LCL, THDv, THDi, IEC 61000-3-2
Universitas Sumatera Utara
6
ABSTRACT
Nearly 90% of the household electrical load today uses either electronic load
or non-linear load. The use of non-linear load includes energy-saving lights,
televisions, radio-tape recorders, computers, printers, chargers, air-conditioners,
and other electro-domestic equipment. This non-linear load will cause harmonics.
The objective of the research was to identify filter design by calculating Low Pass
Filter LCL parameters and to filter harmonics which was caused by household
equipment, according to IEC 61000-302 standard. The result of the measurement on
household load in THDi was 32.2% with the power factor of 0.88. By using
Matlab/simulink program, it was found that harmonics, soaked in Low Pass Filter
LCL with Total harmonic Distortion, was decreased to 4.91% and the power factor
was increased to 0.894; all individual harmonic values would meet the IEC 61000-32 standard.
Keywords: Harmonics, Low Pass Filter LCL, THDv, THDi, IEC 61000-3-2
Universitas Sumatera Utara
7
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas rahmat dan hidayahnya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Penulisan tesis ini dilakukan untuk
memenuhi salah satu syarat kurikulum Program Studi Magister Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan. Tesis ini berjudul “Peredaman
Harmonisa Beban Rumah Tangga Dengan Low Pass Filter LCL” dimana penulis
merasa tertarik dengan masalah filter harmonisa dan perbaikan faktor daya untuk
meningkatkan kualitas daya listrik.
Penulis terutama sekali mengucapkan terima kasih kepada orang tua tercinta,
istri, dan anak-anak tersayang atas doa dan dorongan batin yang tak ternilai harganya.
Penulis juga mengucapkan terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan
yang setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai dan Bapak Ir.
Refdinal Nazir, M.S., Ph.D sebagai pembimbing tesis saya, atas segala saran,
bimbingan dan nasehatnya selama penulisan ini berlangsung.
Terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu,
DTM &H, M.Sc (CTM), Sp.A(K), selaku Rektor Universitas Sumatera Utara atas
kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan
menyelesaikan pendidikan program Magister, dan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami
Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang
Universitas Sumatera Utara
8
memberikan kesempatan menjadi mahasiswa Program Studi Magister Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
Penulis juga mengucapkan terimah kasih atas konstribusi dan bantuan Bapak
Prof. Dr. Ir.Usman Baafai selaku Ketua Program Studi atas upaya dan usahanya
mensukseskan Program Studi Magister Teknik Elektro, serta seluruh staf pengajar
Program Studi Magister Teknik Elektro.
Mudah-mudahan tesis ini juga dapat bermanfaat bagi PT. PLN(Persero)
sebagai penyedia tenaga listrik di Indonesia dan kepada pembaca khususnya yang
tertarik mengenai filter harmonisa dan perbaikan faktor daya. Penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang dapat membantu perbaikan untuk
tulisan selanjutnya.
Medan,
Penulis,
Mei 2014
Pintor Rumapea
Universitas Sumatera Utara
9
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Pintor Rumapea
Tempat/Tanggal Lahir
: Samosir/01 Nopember 1963
Jenis Kelamin
: Laki-laki
Agama
: Kristen
Bangsa
: Indonesia
Alamat
: Jl. Berdikari No. 110. Padang Bulan. Medan
Menerangkan dengan sesungguhnya riwayat hidup sebagai berikut:
PENDIDIKAN
1.
Tamatan SD
: Tahun 1976
2.
Tamatan SMP
: Tahun 1979
3.
Tamatan SMA
: Tahun 1982
4.
Tamatan S1
: Tahun 1988
PEKERJAAN
1.
Tahun 1989–1992
: Utility Supervisor Pada PT. Aribhawana Utama. Belawan
2.
Tahun 1992–1994
: Project Engineer Pada Cogelex Alsthom. Jakarta
3.
Tahun 1994–Sekarang: Pegawai PT.PLN (Persero).
Universitas Sumatera Utara
10
Demikian riwayat pendidikan dan pekerjaan ini saya buat dengan sebenarnya.
Medan,
Mei 2014
Pintor Rumapea
Universitas Sumatera Utara
11
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK………………………………………………………………...
i
ABSTRACT………………………………………………………………
ii
KATA PENGHANTAR …………………………….…………………...
iii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP………………..………………………….
v
DAFTAR ISI……………………………………………………………...
vii
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………..
ix
DAFTAR TABEL………………………………………………………...
x
BAB 1 PENDAHULUAN……………………………………………….
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Latar Belakang……………………………………………..
Perumusan Masalah………………………………………..
Tujuan Penelitian…………………………………………..
Batasan Masalah…………………………………………...
Manfaat Penelitian…………………………………………
1
8
9
9
9
.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA………………………………………...
10
2.1. Pembangkit Harmonisa Beban Listrik Rumah Tangga……
2.1.1. Switch-mode power supplies……………………….
2.1.2. Lampu ballast elektronik…………………..………
2.1.3. Variable speed pada pendingin ruangan …………...
2.1.4. Battery chargers……………………………………
2.2. Distorsi Gelombang Arus dan Tegangan………………….
2.3. Batasan Harmonisa………………………………………...
2.3.1. Batas harmonisa kelas A…………………………...
2.3.2. Batas harmonisa kelas B……………………………
2.3.3. Batas harmonisa kelas C……………………………
2.3.4. Batas harmonisa kelas D…………………………...
2.4. Besar Nilai Harmonisa…………………………………….
2.5. Meredam Harmonisa………………………………………
10
10
11
12
13
13
15
15
16
17
18
20
22
Universitas Sumatera Utara
12
2.6. Low Pass Filter LCL………………………………………
2.7. Faktor Daya………………………………………………..
2.8. Kelebihan Low Pass Filter LCL…………………………...
2.9. Karakteristik Low Pass Filter LCL………………………..
2.10. Penempatan Low Pass Filter LCL…………………………
2.11. Perhitungan Parameter Low Pass Filter LCL……………...
2.11.1. Perhitungan kebutuhan daya reaktif……………
2.11.2. Perhitungan filter induktor……………………..
2.11.3. Perhitungan induktor filter……………………..
23
25
27
29
29
30
30
32
32
BAB 3 METODELOGI PENELITIAN………………………………
34
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
Metode Pengukuran dan Perancangan……………………
Data Pemakaian Beban Rumah Tangga…………………..
Perhitungan Pemakaian Arus Beban……………………...
Teknik Pengukuran yang Dilakukan……………………...
Data Pengukuran di Terminal APP……………………….
Hasil Pengukuran…………………………………………
Perbandingan Hasil Pengukuran dan Standar IEC 610003-2…....................................................................................
3.8. Perhitungan filter………………………………………….
3.8.1. Menentukan kebutuhan kapasitor sebagai
perbaikan faktor daya……………………………..
3.8.2. Menentukan parameter induktor L1.........................
3.8.3. Menentukan parameter induktor L2 filter…………
3.9. Data Tranformator dan Impedansi Kabel………………....
35
36
37
37
39
39
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………...
49
4.1. Hasil……………………………………………………….
4.1.1. Hasil simulasi sebelum menggunakan filter LCL...
4.1.2. Hasil simulasi setelah menggunakan filter LCL….
4.1.3. Perbandingan hasil simulasi……………………….
4.2. Pembahasan…………………..…………………………...
49
51
51
59
62
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………
64
5.1. Kesimpulan…………………………………………………
5.2. Saran………………………………………………………..
64
64
DAFTAR PUSTAKA
43
45
45
46
46
47
65
Universitas Sumatera Utara
13
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
2.2.
DC power supply dengan filter LC……………………………...
Bentuk gelombang tegangan dan arus dengan beban RL kondisi
menggunakan filter C…………………………………………...
Low pass filter LCL……………………………………………..
Rangkaian kapasitor pada beban non linier……………………..
Karakteristik filter LCL…………………………………………
Diagram satu garis beban non linier rumah tangga dengan low
pass Filter LCL…………………………………………………
Vektor diagram segitiga daya untuk menentukan kebutuhan
daya reaktif Q…………………………………………………..
Instalasi filter LCL dengan beban rumah tangga……………….
Titik pengukuran di terminal APP………………………………
Bentuk gelombang tegangan terdistorsi dengan THD 3,2%........
Bentuk spektrum tegangan dengan THD 3,2 %...........................
Bentuk gelombang arus terdistorsi dengan THD 32,2%.............
Bentuk spektrum arus dengan THD 32,2%..................................
Rangkaian simulasi matlab/simulink sebelum di filter LCL……
Bentuk gelombang tegangan sebelum difilter dengan THDV =
3,38% …………………………………………………………...
Bentuk spektrum tegangan harmonisa sebelum difilter dengan
THDV = 3,38%..............................................................................
Bentuk gelombang arus sebelum difilter dengan THDI =32,25%
Bentuk spekrum arus harmonisa sebelum difilter dengan THDI
= 32,25% ……………………………………………………….
Rangkaian simulasi matlab/simulink dengan low pass filter
LCL……………………………………………………………...
Bentuk gelombang arus setelah menggunakan low pass filter
LCL pada (C 145 uF) dengan THDI sebesar 4,91 %...................
Bentuk spektrum harmonisa arus setelah menggunakan low
pass filter LCL pada (C 145 uF) dengan THDI sebesar 4,91%...
Bentuk gelombang tegangan setelah menggunakan low pass
filter LCL pada (C 145 uF) dengan THDV sebesar 1,02%..........
Bentuk spektrum harmonisa tegangan setelah menggunakan
low pass filter LCL pada (C 145 uF) dengan THDV sebesar
1,02% …………………………………………………………...
Perbandingan bentuk gelombang dan spektrum hasil simulasi
matlab/simulink untuk arus sebelum dan setelah di filter ……...
Hubungan orde harmonisa n terhadap arus individu……………
10
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
14
24
26
28
30
30
34
38
39
40
40
41
52
53
53
53
54
56
57
57
58
58
61
63
Universitas Sumatera Utara
14
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
1.1.
1.2.
1.3.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3.1.
3.2.
3.3.
Model filter harmonisa yang telah dilakukan…………………...
Jumlah beban yang akan dilakukan pengukuran………………..
Data pengukuran awal THDi…………………………..………..
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas A……………….
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas B……………….
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas C……………….
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas D……………….
Batas arus harmonisa untuk kelas A dan kelas D……………….
Jumlah beban yang akan dilakukan pengukuran………………..
Hasil pengukuran orde harmonisa ke n untuk tegangan dan arus
Hasil Pengukuran tegangan, arus, daya, faktor daya dan
harmonisa………………………………………………………..
Perbandingan batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas A
standar IEC 61000-3-2 terhadap hasil pengukuran……………..
Impedansi kabel saluran Twisted Isolation Cable (TIC)………..
Rekapitulasi impedansi dan parameter filter……………………
Hasil simulasi matlab/simulink arus harmonisa orde n sebelum
menggunakan filter LCL………………………………………..
Hasil simulasi matlab/simulink arus harmonisa orde n setelah
menggunakan filter LCL………………………………………..
Harmonisa arus kondisi sebelum dan setelah menggunakan
filter LCL………………………………………………………..
4
6
7
16
17
18
19
20
36
42
3.4.
3.5.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
43
44
48
51
55
59
60
Universitas Sumatera Utara
PEREDAMAN HARMONISA BEBAN RUMAH TANGGA
DENGAN LOW PASS FILTER LCL
TESIS
OLEH
NAMA : Pintor Rumapea
NIM : 097034027/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
2
PEREDAMAN HARMONISA BEBAN RUMAH TANGGA DENGAN LOW
PASS FILTER LCL
TESIS
Untuk memproleh gelar Magister Teknik
dalam program studi Magister Teknik Elektro
pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH
NAMA : Pintor Rumapea
NIM : 097034027 /TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
3
Judul Tesis
Nama Mahasiswa
Nomor Induk
Program Studi
: PEREDAMAN HARMONISA BEBAN RUMAH
TANGGA DENGAN LOW PASS FILTER LCL
: Pintor Rumapea
: 097034027
: Magister Teknik Elektro
Menyetujui
Komisi Pembimbing:
Prof.Dr.Ir. Usman Baafai
Ketua
Sekretaris Program Studi
(Drs. Hasdari Helmi, MT)
Ir. Refdinal Nazir, M.S,Ph.D
Anggota
Dekan,
(Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME)
Telah Lulus : 31 Mei 2014
Universitas Sumatera Utara
4
Telah diuji pada
Tanggal :
Panitia penguji tesis
Ketua
: Prof. Dr. Ir. Usman Baafai
Anggota
: Ir. Refdinal Nazir, M.S., Ph.D
: Prof. Drs. Tulus, M.Si, Ph.D
: Dr. Marwan Ramli,M.Si
Universitas Sumatera Utara
5
ABSTRAK
Sebagian besar pemakaian beban listrik rumah tangga di masyarakat saat ini
hampir 90% memakai beban elektronika atau beban non linier. Pemakaian beban non
linier diantaranya lampu hemat energi, televisi, radio-tape, komputer, printer,
charger, pendingin ruangan dan peralatan electro domestics. Beban non linier
tersebut merupakan beban yang menimbulkan harmonisa. Hasil pengukuran beban
rumah tangga dengan THDI sebesar 32,2% dan faktor daya 0,88. Dengan
memanfaatkan program Matlab/simulink dapat diperlihatkan bahwa harmonisa
diredam oleh Low pass filter LCL sehingga Total Harmonic Distortion (THDI)
diturunkan menjadi 4,91% dan factor daya naik menjadi 0,894, sehingga semua nilai
harmonisa individu sudah sesuai standar IEC 61000-3-2.
Kata-kata kunci: Harmonisa, Low Pass Filter LCL, THDv, THDi, IEC 61000-3-2
Universitas Sumatera Utara
6
ABSTRACT
Nearly 90% of the household electrical load today uses either electronic load
or non-linear load. The use of non-linear load includes energy-saving lights,
televisions, radio-tape recorders, computers, printers, chargers, air-conditioners,
and other electro-domestic equipment. This non-linear load will cause harmonics.
The objective of the research was to identify filter design by calculating Low Pass
Filter LCL parameters and to filter harmonics which was caused by household
equipment, according to IEC 61000-302 standard. The result of the measurement on
household load in THDi was 32.2% with the power factor of 0.88. By using
Matlab/simulink program, it was found that harmonics, soaked in Low Pass Filter
LCL with Total harmonic Distortion, was decreased to 4.91% and the power factor
was increased to 0.894; all individual harmonic values would meet the IEC 61000-32 standard.
Keywords: Harmonics, Low Pass Filter LCL, THDv, THDi, IEC 61000-3-2
Universitas Sumatera Utara
7
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas rahmat dan hidayahnya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Penulisan tesis ini dilakukan untuk
memenuhi salah satu syarat kurikulum Program Studi Magister Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan. Tesis ini berjudul “Peredaman
Harmonisa Beban Rumah Tangga Dengan Low Pass Filter LCL” dimana penulis
merasa tertarik dengan masalah filter harmonisa dan perbaikan faktor daya untuk
meningkatkan kualitas daya listrik.
Penulis terutama sekali mengucapkan terima kasih kepada orang tua tercinta,
istri, dan anak-anak tersayang atas doa dan dorongan batin yang tak ternilai harganya.
Penulis juga mengucapkan terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan
yang setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai dan Bapak Ir.
Refdinal Nazir, M.S., Ph.D sebagai pembimbing tesis saya, atas segala saran,
bimbingan dan nasehatnya selama penulisan ini berlangsung.
Terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu,
DTM &H, M.Sc (CTM), Sp.A(K), selaku Rektor Universitas Sumatera Utara atas
kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan
menyelesaikan pendidikan program Magister, dan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami
Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang
Universitas Sumatera Utara
8
memberikan kesempatan menjadi mahasiswa Program Studi Magister Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
Penulis juga mengucapkan terimah kasih atas konstribusi dan bantuan Bapak
Prof. Dr. Ir.Usman Baafai selaku Ketua Program Studi atas upaya dan usahanya
mensukseskan Program Studi Magister Teknik Elektro, serta seluruh staf pengajar
Program Studi Magister Teknik Elektro.
Mudah-mudahan tesis ini juga dapat bermanfaat bagi PT. PLN(Persero)
sebagai penyedia tenaga listrik di Indonesia dan kepada pembaca khususnya yang
tertarik mengenai filter harmonisa dan perbaikan faktor daya. Penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang dapat membantu perbaikan untuk
tulisan selanjutnya.
Medan,
Penulis,
Mei 2014
Pintor Rumapea
Universitas Sumatera Utara
9
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Pintor Rumapea
Tempat/Tanggal Lahir
: Samosir/01 Nopember 1963
Jenis Kelamin
: Laki-laki
Agama
: Kristen
Bangsa
: Indonesia
Alamat
: Jl. Berdikari No. 110. Padang Bulan. Medan
Menerangkan dengan sesungguhnya riwayat hidup sebagai berikut:
PENDIDIKAN
1.
Tamatan SD
: Tahun 1976
2.
Tamatan SMP
: Tahun 1979
3.
Tamatan SMA
: Tahun 1982
4.
Tamatan S1
: Tahun 1988
PEKERJAAN
1.
Tahun 1989–1992
: Utility Supervisor Pada PT. Aribhawana Utama. Belawan
2.
Tahun 1992–1994
: Project Engineer Pada Cogelex Alsthom. Jakarta
3.
Tahun 1994–Sekarang: Pegawai PT.PLN (Persero).
Universitas Sumatera Utara
10
Demikian riwayat pendidikan dan pekerjaan ini saya buat dengan sebenarnya.
Medan,
Mei 2014
Pintor Rumapea
Universitas Sumatera Utara
11
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK………………………………………………………………...
i
ABSTRACT………………………………………………………………
ii
KATA PENGHANTAR …………………………….…………………...
iii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP………………..………………………….
v
DAFTAR ISI……………………………………………………………...
vii
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………..
ix
DAFTAR TABEL………………………………………………………...
x
BAB 1 PENDAHULUAN……………………………………………….
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Latar Belakang……………………………………………..
Perumusan Masalah………………………………………..
Tujuan Penelitian…………………………………………..
Batasan Masalah…………………………………………...
Manfaat Penelitian…………………………………………
1
8
9
9
9
.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA………………………………………...
10
2.1. Pembangkit Harmonisa Beban Listrik Rumah Tangga……
2.1.1. Switch-mode power supplies……………………….
2.1.2. Lampu ballast elektronik…………………..………
2.1.3. Variable speed pada pendingin ruangan …………...
2.1.4. Battery chargers……………………………………
2.2. Distorsi Gelombang Arus dan Tegangan………………….
2.3. Batasan Harmonisa………………………………………...
2.3.1. Batas harmonisa kelas A…………………………...
2.3.2. Batas harmonisa kelas B……………………………
2.3.3. Batas harmonisa kelas C……………………………
2.3.4. Batas harmonisa kelas D…………………………...
2.4. Besar Nilai Harmonisa…………………………………….
2.5. Meredam Harmonisa………………………………………
10
10
11
12
13
13
15
15
16
17
18
20
22
Universitas Sumatera Utara
12
2.6. Low Pass Filter LCL………………………………………
2.7. Faktor Daya………………………………………………..
2.8. Kelebihan Low Pass Filter LCL…………………………...
2.9. Karakteristik Low Pass Filter LCL………………………..
2.10. Penempatan Low Pass Filter LCL…………………………
2.11. Perhitungan Parameter Low Pass Filter LCL……………...
2.11.1. Perhitungan kebutuhan daya reaktif……………
2.11.2. Perhitungan filter induktor……………………..
2.11.3. Perhitungan induktor filter……………………..
23
25
27
29
29
30
30
32
32
BAB 3 METODELOGI PENELITIAN………………………………
34
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
Metode Pengukuran dan Perancangan……………………
Data Pemakaian Beban Rumah Tangga…………………..
Perhitungan Pemakaian Arus Beban……………………...
Teknik Pengukuran yang Dilakukan……………………...
Data Pengukuran di Terminal APP……………………….
Hasil Pengukuran…………………………………………
Perbandingan Hasil Pengukuran dan Standar IEC 610003-2…....................................................................................
3.8. Perhitungan filter………………………………………….
3.8.1. Menentukan kebutuhan kapasitor sebagai
perbaikan faktor daya……………………………..
3.8.2. Menentukan parameter induktor L1.........................
3.8.3. Menentukan parameter induktor L2 filter…………
3.9. Data Tranformator dan Impedansi Kabel………………....
35
36
37
37
39
39
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………...
49
4.1. Hasil……………………………………………………….
4.1.1. Hasil simulasi sebelum menggunakan filter LCL...
4.1.2. Hasil simulasi setelah menggunakan filter LCL….
4.1.3. Perbandingan hasil simulasi……………………….
4.2. Pembahasan…………………..…………………………...
49
51
51
59
62
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………
64
5.1. Kesimpulan…………………………………………………
5.2. Saran………………………………………………………..
64
64
DAFTAR PUSTAKA
43
45
45
46
46
47
65
Universitas Sumatera Utara
13
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
2.2.
DC power supply dengan filter LC……………………………...
Bentuk gelombang tegangan dan arus dengan beban RL kondisi
menggunakan filter C…………………………………………...
Low pass filter LCL……………………………………………..
Rangkaian kapasitor pada beban non linier……………………..
Karakteristik filter LCL…………………………………………
Diagram satu garis beban non linier rumah tangga dengan low
pass Filter LCL…………………………………………………
Vektor diagram segitiga daya untuk menentukan kebutuhan
daya reaktif Q…………………………………………………..
Instalasi filter LCL dengan beban rumah tangga……………….
Titik pengukuran di terminal APP………………………………
Bentuk gelombang tegangan terdistorsi dengan THD 3,2%........
Bentuk spektrum tegangan dengan THD 3,2 %...........................
Bentuk gelombang arus terdistorsi dengan THD 32,2%.............
Bentuk spektrum arus dengan THD 32,2%..................................
Rangkaian simulasi matlab/simulink sebelum di filter LCL……
Bentuk gelombang tegangan sebelum difilter dengan THDV =
3,38% …………………………………………………………...
Bentuk spektrum tegangan harmonisa sebelum difilter dengan
THDV = 3,38%..............................................................................
Bentuk gelombang arus sebelum difilter dengan THDI =32,25%
Bentuk spekrum arus harmonisa sebelum difilter dengan THDI
= 32,25% ……………………………………………………….
Rangkaian simulasi matlab/simulink dengan low pass filter
LCL……………………………………………………………...
Bentuk gelombang arus setelah menggunakan low pass filter
LCL pada (C 145 uF) dengan THDI sebesar 4,91 %...................
Bentuk spektrum harmonisa arus setelah menggunakan low
pass filter LCL pada (C 145 uF) dengan THDI sebesar 4,91%...
Bentuk gelombang tegangan setelah menggunakan low pass
filter LCL pada (C 145 uF) dengan THDV sebesar 1,02%..........
Bentuk spektrum harmonisa tegangan setelah menggunakan
low pass filter LCL pada (C 145 uF) dengan THDV sebesar
1,02% …………………………………………………………...
Perbandingan bentuk gelombang dan spektrum hasil simulasi
matlab/simulink untuk arus sebelum dan setelah di filter ……...
Hubungan orde harmonisa n terhadap arus individu……………
10
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
14
24
26
28
30
30
34
38
39
40
40
41
52
53
53
53
54
56
57
57
58
58
61
63
Universitas Sumatera Utara
14
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
1.1.
1.2.
1.3.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3.1.
3.2.
3.3.
Model filter harmonisa yang telah dilakukan…………………...
Jumlah beban yang akan dilakukan pengukuran………………..
Data pengukuran awal THDi…………………………..………..
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas A……………….
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas B……………….
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas C……………….
Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas D……………….
Batas arus harmonisa untuk kelas A dan kelas D……………….
Jumlah beban yang akan dilakukan pengukuran………………..
Hasil pengukuran orde harmonisa ke n untuk tegangan dan arus
Hasil Pengukuran tegangan, arus, daya, faktor daya dan
harmonisa………………………………………………………..
Perbandingan batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas A
standar IEC 61000-3-2 terhadap hasil pengukuran……………..
Impedansi kabel saluran Twisted Isolation Cable (TIC)………..
Rekapitulasi impedansi dan parameter filter……………………
Hasil simulasi matlab/simulink arus harmonisa orde n sebelum
menggunakan filter LCL………………………………………..
Hasil simulasi matlab/simulink arus harmonisa orde n setelah
menggunakan filter LCL………………………………………..
Harmonisa arus kondisi sebelum dan setelah menggunakan
filter LCL………………………………………………………..
4
6
7
16
17
18
19
20
36
42
3.4.
3.5.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
43
44
48
51
55
59
60
Universitas Sumatera Utara