Analisis Kesesuaian Antara Single Tuned Filter Terhadap Filter Orde Tiga dalam Proses dalam Proses Minimalisasi Harmonisa pada Transformator 160 kVA di Gedung Rektorat – Puskom Universitas Malikussaleh Lholseumawe

  ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES MINIMALISASI HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE TESIS Oleh: MISBAHUL JANNAH 087034005/TE FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2 0 1 3

  ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES MINIMALISASI HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE TESIS

  Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro

  Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

  Oleh Misbahul Jannah 087034005/TE FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013  

  Judul Penelitian : ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES MINIMALISASI HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM UNIVERSITAS

MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE

Nama Mahasiswa : MISBAHUL JANNAH

  Nomor Induk : 087034005 Prohram Studi : Magister Teknik Elektro Menyetujui Komisi Pembimbing ( Prof. Dr. Ir. Usman Baafai ) (Dr. Marwan Ramli, M. Si ) Ketua Anggota Sekretaris Program Studi Dekan, (Drs. Hasdari Helmi, MT) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) Telah Lulus : 11 Februari 2013

  Telah Diuji pada Tanggal: 11 Februari 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai Anggota : 1. Dr. Marwan Ramli, M. Si

   2. Ir. Refdinal Nazir, M.S. Ph.D

   3. Prof. Dr. Tulus, M. Si

  

ABSTRAK

  Beban non linier umumnya merupakan peralatan elektronik yang di dalamnya banyak mengandung komponen semikonduktor seperti Switching Power Supplies, UPS, computer, printer, LHE, DC drive, AC drive, battery charger dan lain sebagainya.

  Banyaknya penggunaan beban non linier akan menghasilkan harmonisa seperti yang terjadi pada transformator 160 kVA di gedung Rektorat – Puskom Universitas Malikussaleh Lhokseumawe. Pada pengukuran awal THD yang terdeteksi adalah

  I

  20,7%. Hal ini menunjukkan bahwa THD

  I di atas standar yang diizinkan oleh IEEE

  519 -1992. Oleh karena itu diperlukan filter dalam meminimalisasi harmonisa yang timbul. Hasil pemodelan dua buah filter pasif yaitu single tuned filter dan filter orde tiga, menghasilkan THD

  I menjadi 2,73% dan 9,40%. Berdasarkan hasil simulasi

  model dua buah filter pasif tersebut yang paling sesuain dipakai adalah single tuned filter untuk gedung Rektorat - Puskom Universitas Malikussaleh.

  Kata kunci: harmonisa, filter single tuned, filter orde tiga, THD          

  

ABSTRACT

  Generally non linier load is an electronic device that consist of many semiconductor component such as switching power suppliers, UPS, computer, printer, LHE, DC drive, AC drive, battery charger, ect. The using of non linier load would be generate harmonics frequence that happen on transformer 160 kVA in Rectorat building-Puskom Malikussaleh University Lhokseumawe. In the first measurement THDI was detected 20, 7%. This case shows that THD

  I held in above

  IEEE 519-1992 standart. Terefore, a filter was needed to minimize the effect of harmonics. The result of modeling two passive filters were single tuned filter and the third order filter that produced THD became 2,73% and 9,4%. Based on the

  I

  simulation both of two passive filters shows that the single tuned filter was very acceptable in Rectorat building-Puskom Malikussaleh University.

  The keyword: harmonics, single tuned filter, the third order filter, THD

                           

  Puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini dengan judul: ANALISIS KESESUAIAN

  

ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA

DALAM PROSES DALAM PROSES MINIMALISASI HARMONISA PADA

TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM

UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE yang merupakan salah

  satu prasyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Pascasarjana di Program Studi Magister Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

  Penulis terutama sekali mengucapkan terima kasih kepada ayahanda terkasih

  H. Syuib Nursyah, SH, ibunda tersayang Hj. Hafsah Muhammad, suami tercinta Fajri, M. Kasim, M. Soc. Sc dan mutiara hati tersayang Muhammad Humam Habibie dan Muhammad Hanif Habibie serta kakak-kakak dan adik-adik 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, Bapak DR.

  Marwan Ramli, M.Si, selaku pembimbing 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. Semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat yang berguna bagi penulis dan kita semua.

  Medan, Februari 2013

  Misbahul Jannah Saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Misbahul Jannah

  Jenis kelamin : Perempuan Agama : Islam Alamat : Jl. Syafiatuddin No 25 Bukit Panggoi Indah

  Lhokseumawe, Aceh

  PENDIDIKAN: 1.

  Tahun 1990 Tamatan MIN Lhokseumawe, Aceh 2.

  Tahun 1993 Tamatan MTsN Gandapura, Aceh 3.

  Tahun 1996 Tamatan SMAN 1 Lhokseumawe , Aceh 4.

  Tahun 1999 Politeknik Negeri Lhokseumawe, Aceh 5.

  Tahun 2003 Universitas Sumatera Utara, Medan

  PEKERJAAN: 1.

Dosen Teknik Elektro - Universitas Malikussaleh Lhokseumawe

  Demikian riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

  Medan, 11 Februari 2013 Misbahul Jannah

  

DAFTAR ISI

Halaman

  ABSTRAK………………………………………………………………... i ABSTRACT……………………………………………………………… ii KATA PENGANTAR…………………………………………………… iii DAFTAR RIWAYAT HIDUP…………………………………………... v vi DAFTAR ISI……………………………………………………….……..

  DAFTAR TABEL………………………………………………….…….. ix DAFTAR GAMBAR……………………………………………..……… x

  BAB 1 PENDAHULUAN………………………………………….……

  1 1.1.

   1 Latar Belakang……………………………………….…….

  1.2.

   1 Perumusan Masalah……………………………….….…… 1.3.

  5 Batasan Masalah…………………………….………..…… 1.4.

   6 Tujuan Penelitian...………………………….…………..… 1.5.

   6 Manfaat Penulisan…………………...…………………..… 1.6.

   6 Sistematika Penulisan……………………………………...

   TINJAUAN PUSTAKA…………………………………….…..

   7

   7

  2.1. Harmonisa……………………..……………….………..…

   11 2.1.1. Sumber Harmonisa …………………………...…….

   13

  2.1.2. Orde Harmonisa ……………………………………

   14 2.2. Indeks Harmonisa………………………………...……..

   14

  2.2.1. Total Harmonic Distorsion……………….………

   15 2.2.2. Total Demand Distorsion…………………...……..

   17 2.3. Pengaruh Harmonisa.……………………………..………..

   19 2.3.1. Efek Harmonisa Pada Transformator.…..………….

   20

  2.4. Filter Pasif………………………….………….…………

   20

  2.5. Resonansi………………………………………..…………

   23

  2.5.1. Resonansi Seri..…………………….………………

   25

  2.5.2. Resonansi Paralel……………….. …..….……….....

   38 2.6. Single Tuned Filter.………………………………………..

   30

  2.6.1. Factor Detuning………………………………..…

   32

  2.6.2. Perancangan Single Tuned Filter….….……….……

   34 2.7. Filter Pasif Orde Tiga…………………….……………..….

   34 2.7.1. Perancangan Filter Pasif Orde Tiga…..……….…….

   36 2.8 Perhitungan Hubung Singkat Dan Batas Harmonisa……….

   36 2.8.1. Perhitungan Hubung Singkat………………………...

   37 2.8.2. Perhitungan Short Circuit Rasio………...…………...

  BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN……………………………….

   38

  3.1. Data Pemakaian Beban Di Gedung Rektorat Dan Puskom Universitas Malikussaleh…………………………………

   38 3.2. Teknik Pengukuran Yang Dilakukan………………………..

   40

  3.3. Teknik Analisa Data…………………...……………….……

   41 3.4. Data Spesifikasi Transformator Dan Kabel……………..…..

   42

  3.5. Data Pengukuran Di Panel Utama Dengan METREL....……

   43 3.6. Perhitungan Hubung Singkat dan Batas Harmonisa……….

   50 3.7. Perhitunngan Single Tuned Filter…………………………...

   53

  3.7.1. Menentukan Kebutuhan Kapasitor Sebagai Perbaikan Faktor Daya………………………………………….

   53 3.7.2. Menentukan Parameter Induktor L………………….

   54 3.8. Perhitungan Filter Orde Tiga………………………………..

   55

  3.8.1. Menentukan Kebutuhan Kapasitor Sebagai Perbaikan Faktor Daya……………………………...…………..

   55 3.8.2. Menentukan Parameter Induktor L…………………...

   57 3.8.3. Menentukan Parameter resistor R Filter……………..

   58

  3.9. Simulasi Matlab Dengan Menggunkan Single Tuned Filter Dan Filter Orde Tiga………………………………………...

   59 3.9.1. Hasil Simulasi Single Tuned Filter…………………...

   60

  3.9.2. Hasil Simulasi Filter Orde Tiga………………………

   63 BAB IV HASIL DAN ANALISIS……………………………………….

   69 4.1. Hasil………………………………………………………….

   69

  4.2. Pembahasan.…………………………………………………

   71 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………..

   73 5.1. Kesimpulan…………………………………………………..

   73

  5.2. Saran…………………………………………………………

   74