16 V
1
; I
1
= komponen fundamental THD
= Total Harmonic Distortion n
= orde harmonisa Total Harmonic Distortion THD yang juga dikenal sebagai Harmonic
Distortion Factor adalah indeks untuk mengukur level distorsi harmonisa.
2.5 Standar Distorsi Harmonisa
Standar harmonisa yang digunakan pada penelitian ini adalah standar dari IEEE 519-1992. Ada dua kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi distorsi harmonisa
yaitu batas harmonisa untuk arus THD
I
dan batas harmonisa untuk tegangan THD
V
. Batas untuk harmonisa arus ditentukan oleh perbandingan . I
SC
adalah arus hubung singkat yang ada pada PCC Point of Common Coupling = titik sambung
bersama, sedangkan I
L
adalah arus beban fundamental. Batas distorsi arus yang diakibatkan harmonisa yang diijinkan oleh IEEE 519-1992 ditunjukkan pada Tabel
2.1 berikut ini. Tabel 2.1 : Batas distorsi arus yang diakibatkan harmonisa menurut
IEEE 519-1992 [7] I
SC
I
L
n11 11
n17 17 n23 23 n35 n 35 THD
20 4.0
2.0 1.5
0.6 0.3
5.0 20-50
7.0 3.5
2.5 1.0
0.5 8.0
50-100 10.0
4.5 4.0
1.5 0.7
12.0 100-1000
12.0 5.5
5.0 2.0
1.0 15.0
17 1000
15.0 7.0
6.0 2.5
1.4 20.0
Untuk batas harmonisa tegangan ditentukan dari besarnya tegangan sistem yang terpasang atau dipakai. Batas distorsi tegangan yang diakibatkan harmonisa
yang diijinkan oleh IEEE 519-1992 ditunjukkan pada Tabel 2.2 berikut ini. Tabel 2.2 : Batas distorsi tegangan yang diakibatkan harmonisa menurut
IEEE 519-1992 [7] Tegangan Bus Pada PCC
Individual Harmonik THD
69 kV dan dibawah 3.0
5.0 69.001 kV-161 kV
1.5 2.5
Diatas 161 kV 1.0
1.5
2.6 Pengaruh Harmonisa Dalam Sistem Tenaga Listrik
Ada beberapa akibat yang ditimbulkan oleh adanya harmonisa dalam sistem tenaga listrik, antara lain adalah:
1. Dengan adanya harmonisa akan meningkatkan nilai efektif RMS arus listrik, sehingga rugi-rugi tembaga I
2
R juga semakin meningkat. 2. Dengan adanya harmonisa yang berfrekuensi lebih tinggi, akan
meningkatkan rugi-rugi inti histeresis dan arus pusar pada mesin-mesin listrik misalnya transformator.
3. Harmonisa akan meningkatkan nilai efektif tegangan sehingga akan meningkatkan kerapatan medan magnet pada inti besi yang juga akan
meningkatkan rugi-rugi inti transformator.
18 4. Dengan meningkatnya rugi-rugi pada poin pertama sampai dengan poin
ketiga di atas, suhu kerja peralatan juga semakin tinggi dan pada akhirnya akan mengurangi umur peralatan. Selain itu, meningkatnya rugi-rugi akan
menurunkan efisiensi peralatan.
5. Tegangan efektif yang meningkat akibat adanya harmonisa ini juga akan meningkatkan kuat medan listrik yang dipikul oleh isolasi peralatan.
6. Menimbulkan panas yang berlebih pada isolasi kapasitor. 7. Dengan adanya harmonisa, efek kulit skin effect akan meningkat pada
kabel sehingga menaikkan resistansi AC Rac yang dapat meningkatkan rugi-rugi.
8. Alat proteksi tidak bekerja secara tepat. Sekring dapat bekerja pada arus di bawah nominalnya, relai bisa bekerja pada selang waktu yang lebih cepat
ataupun lebih lambat dibanding dengan waktu yang diharapkan ketika bekerja pada frekuensi fundamental. Oleh karena itu, dalam merencanakan
alat proteksi, faktor harmonisa harus juga diperhitungkan. 9. Menimbulkan kesalahan pengukuran pada alat ukur.
10. Menimbulkan interfrensi pada saluran komunikasi radio, telepon, PLC Power Line Carrier melalui kopling induktif.
11. Memperburuk faktor daya.
19 Pada Tabel 2.3 dapat dilihat dampak harmonisa pada berbagai peralatan
sistem tenaga listrik. Tabel 2.3 : Dampak harmonisa pada berbagai peralatan sistem tenaga listrik [8]
Peralatan Dampak Harmonisa
Hasil Konduktor
Peningkatan daya nyata yang diserap oleh konduktor
Rugi-rugi jaringan Meningkat
Kapasitor Penyusutan impedansi kapasitor
dengan meningkatnya frekuensi Reaktansi induktif sama dengan
reaktansi kapasitif
sehingga terjadi resonansi
Pemanasan pada kapasitor
Rugi-rugi dielektrik meningkat
Menambah thermal Stress
Transformator Harmonisa tegangan
menyebabkan tegangan transformator meningkat
dan penekanan pada isolasi Pemanasan pada
transformator Mengurangi Umur
Operasi Daya Mampu
Menurun Arus netral meningkat
Relay Penambahan komponen torsi
Karakteristik waktu tunda relay berubah
Kesalahan pembacaan Kesalahan trip dari
Relay Mesin Berputar
Peningkatan rugi-rugi Harmonisa
tegangan menghasilkan medan magnet
berputar pada kecepatan sesuai frekuensi harmonisa
Pemanasan pada mesin berputar
Menambah thermal Stress
Mengurangi Umur Operasi
Mengurangi effisiensi
Getaran mekanik dan bising
Peningkatan rugi-rugi inti dan tembaga pada
kumparan stator dan rotor
20 Alat Ukur
Elektromekanik Harmonisa
menghasilkan penambahan torsi pada piringan
yang dapat
menyebabkan operasi tidak sesuai karena
peralatan dikalibrasi
pada frekuensi dasarnya
Kesalahan pembacaan
Jaringan Telekomunikasi
harmonisa arus dan tegangan dapat menghasilkan kopling
induktif yang akan merusak kinerja sistem komunikasi
Menimbulkan interfrensi pada
saluran komunikasi
radio, telepon
2.7 Deret Fourier
