BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Umum
Pelaksanaan penelitian dilakukan pada dampak harmonisa terhadap I
1
dan I
t
,dampak harmonisa terhadap kinerja operasi rele dalam karakteristik arus waktu Standard Inverse, Very inverse dan Extremely Inverse; dampak harmonisa terhadap
kinerja operasi rele dalam karakteristik arus waktu Definite 2, Definite 4 dan Definite 8 dan dampak harmonisa terhadap kinerja operasi rele dalam karakteristik
arus waktu Inst. Pada rele yang diteliti dilakukan penyetelan menurut sub bab 2.8. Dalam pelaksanaan penelitian untuk mendapatkan data pengukuran menggunakan
rangkaian pengukuran Gambar. 3.1 dan data dimasukkan kedalam Tabel demikian juga ketelitian pengukuran menggunakan uraian sub bab 3.7 yang Tabelnya
diletakkan dalam Lampiran. Setelah diketahui ketelitian pengukuran dibentuk kurva sebagaimana kurva Gambar 4.1 sd 4.13. Kemudian dilakukan analisis menurut sub
bab 2.8 dan Gambar 2.10 dan 2.11.
4.2. Dampak Harmonisa Terhadap I
1
dan I
t
4.2.1. Pendahuluan Data dan analisis meliputi dampak harmonisa terhadap I
1
dan I
t
pada THDi tetap; dampak THDi terhadap I
t
pada I
1
tetap; dampak THDi terhadap I
1
pada I
t
tetap
Universitas Sumatera Utara
dan I
t
dihitung berdasarkan I
1
dan THDi kemudian berdasarkan data tersebut dibentuk kurvanya lalu dilakukan analisisnya.
4.2.2. Data dan analisis 4.2.2.1.Data I
1
dan I
t
pada THDi tetap Untuk menghitung ketelitian pengukuran dilakukan sesuai uraian pada sub
bab 3.7. Data dan Ketelitian Pengukuran dapat dilihat pada Lampiran 1. Pada I
1
dan I
t
untuk THDi tetap hasil error pengukuran diperlihatkan berikut ini : Pada I
1
: μ
a
minimum = 0,00272 dan μ
a
maksimum : 0,00582 Pada I
tav
THDi 1,5 : μ
a
minimum = 0,00164 dan μ
a
maksimum : 0,00352 Pada I
tav
THDi 45 : μ
a
minimum = 0,00164 dan μ
a
maksimum : 0,00305 Pada I
tav
THDi 80 : μ
a
minimum = 0,00196 dan μ
a
maksimum : 0,00305 Dari data diatas jelas bahwa
μ
a
sangat kecil dibandingkan dengan nilai rata-ratanya arus, baik I
1av
maupun I
tav
av = average= rata-rata dengan kata lain pemgukuran ini sangat teliti dan selanjutnya I
1av
dan I
tav
disebut saja I
1
dan I
t
. Nilai error pengukuran THDi sangat kecil untuk beban non linier yaitu 0,196 terhadap
THDi rata-rata 45 dan 0,232 terhadap THDi rata-rata 80. Sedangkan untuk beban linier errornya 0,124 terhadap 1,5 cukup kecil tapi karena nilai THDi = 1,5 ini
hanya untuk menunjukkan bahwa beban tersebut adalah beban linier maka pengukuran ini teliti selanjutnya dalam uraian berikut disebutkan nilai THDi adalah
THDi rata-rata. Terjadinya kesalahanerror ini karena adanya error alat ukur yang digunakan kelas ketelitian alat ukur, lingkungan pengukuran seperti suhu,
Universitas Sumatera Utara
kelembaban ruang ukur, kesalahan observasi dan lainnya. I
1
dan I
t
pada THDi tetap hasil ukur dan hasil hitung pakai Persamaan 6 yaitu: I
t
= I
1
,
dicantumkan pada Tabel 4.6 berikut. Tabel 4.1 Data Arus I
1
dan I
t
pada THDi Tetap
I
1
I
t
THDi 1,5 ukur hitung
I
t
THDi 45 ukur hitung
I
t
THDi 80 ukur hitung
0,312 0,317 0,312
0,347 0,343 0,408 0,400
0,375 0,379 0,375
0,41 0,406 0,482 0,474
0,437 0,443 0,437
0,487 0,480 0,557 0,5505
0,500 0,507 0,500
0,553 0,548 0,650 0,640
0,750 0,761 0,750
0,835 0,822 0,965 0,960
1,000 1,014 1,000
1,102 1,097 1,291 1,281
1,250 1,260 1,250
1,392 1,371 1,621 1,601
1,750 1,762 1,750
1,952 1,919 2,252 2,241
2,250 2,265 2,250
2,505 2,467 2,892 2,881
2,750 2,760 2,750
3,038 3,016 3,541 3,522
3,250 3,267 3,250
3,607 3,564 4,175 4,162
3,750 3,795 3,750
4,162 4,112 4,832 4,802
4,500 4,567 4,500
5,012 4,934 5,795 5,762
5,000 5,070 5,000
5,533 5,484 6,502 6,403
6,250 6,297 6,250
6,931 6,850 8,137 8,003
7,500 7,580 7,500
8,361 8,224 9,665 9,604
Universitas Sumatera Utara
Untuk dapat mengamati perbedaan arus hasil ukur dengan arus hasil perhitungan dan pengaruh harmonisa terhadap arus maka dibentuk kurva I
t
vs I
1
sebagaimana Gambar 4.1 berikut:
Gambar 4.1 Kurva I
t
vs I
1
pada THDi tetap Keterangan Gambar 4.1 :
Kurva I
t
1,5 : Kurva I
t
ukur vs I
1
pada THDi1,5 Kurva I
htg
1,5 : Kurva I
t
hitung vs I
1
pada THDi1,5 Kurva I
t
45 : Kurva I
t
ukur vs I
1
pada THDi 45 Kurva I
htg
45 : Kurva I
t
hitung vs I
1
pada THDi 45
Universitas Sumatera Utara
Kurva I
t
80 : Kurva I
t
ukur vs I
1
pada THDi 80 Kurva I
htg
80 : Kurva I
t
hitung vs I
1
pada THDi 80
Mengamati data pada Tabel 4.1 dan kurva pada Gambar 4.1 : I
t
ukur sangat mendekati I
t
hitung pada THDi yang sama. Hal ini terlihat pada data Tabel 4.1 dan kurva I
t
ukur vs I
1
serta kurva I
t
hitung vs I
1
berhimpit baik pada THDi 1,5 ; 45 dan pada THDi 80. I
t
hitung dihitung menurut Persamaan 6.
Dari data Tabel 4.1 dan kurva Gambar 4.1 tersebut diatas jelas bahwa jika I
1
naik I
t
juga naik dan semakin besar THDi maka kenaikan I
t
semakin besar dari I
1
. Hal ini sesuai dengan Persamaan 6 yaitu : I
1
= I
t
Pada THDi = 1,5, maka I
t
= 1,000112494 I
1
≈ 1,0 I
1
Dari Persamaan diatas jelas bahwa I
t
mendekati sama dengan I
1
Pada THDi = 45, maka I
t
= 1,0965856 I
1
≈ 1,1 I
1
Dari Persamaan diatas jelas bahwa I
t
lebih besar dari I
1
sebesar 1,1 I
1
Pada THDi = 80, maka I
t
= 1,280624847 I
1
≈ 1,281 I
1
Dari Persamaan diatas jelas bahwa I
t
lebih besar dari I
1
sebesar 1,281 I
1
Dari Persamaan 6 jelas bahwa jika harmonisa tidak ada maka I
1
= I
t
dan jika THDi
= 100 maka I
t
= I
1
= I
1
= 1,414 I
1
; semakin besar THDi
Universitas Sumatera Utara
maka I
t
semakin melebihi I
1
atau semakin besar kandungan harmonisa beban maka I
t
semakin jauh melebihi I
1
, dengan kata lain jika kandungan harmonisa semakin besar maka arus yang masuk ke kumparan trip rele semakin besar sekalipun arus sinusoidal
tetap.
4.2.2.2.Data THDi dan I
t
pada I
1
tetap Untuk menghitung ketelitian pengukuran dilakukan sesuai uraian pada sub
bab 3.7. Data dan Ketelitian Pengukuran I
t
dapat dilihat pada Lampiran 2. Pada THDi dan I
t
untuk I
1
tetap hasil error pengukuran diperlihatkan berikut ini : Untuk I
t
: Pada I
1
= 2,5 A: μ
a
minimum = 0,00196 dan μ
a
maksimum : 0,00352 Pada I
1
= 3 A : μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00352 Pada I
1
= 3.5 A : μ
a
minimum = 0,00176 dan μ
a
maksimum : 0,00352 Pada I
1
= 4 A : μ
a
minimum = 0,00248 dan μ
a
maksimum : 0,00502 Pada I
1
= 5 A : μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00403 Pada I
1
= 6 A : μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00403 Untuk I
1
: μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00422 Untuk THDi :
μ
a
minimum = 0,088 dan μ
a
maksimum : 0,124 Dari data diatas jelas bahwa
μ
a
sangat kecil dibandingkan dengan nilai rata-ratanya arus, baik I
1av
maupun I
tav
av = average= rata-rata sehingga pengukuran ini sangat teliti dan selanjutnya I
tav
disebut saja I
t
dan I
1av
disebut I
1
.
Universitas Sumatera Utara
Demikian juga untuk pengukuran THDi dimana μ
a
juga kecil dan pengukuran ini juga teliti sehingga selanjutnya THDi
av
disebut saja THDi. Terjadinya kesalahan error ini karena adanya error alat ukur yang digunakan kelas ketelitian alat ukur,
lingkungan pengukuran seperti suhu, kelembaban ruang ukur, kesalahan observasi
dan lainnya. THDi dan I
t
pada I
1
tetap hasil ukur dan hasil hitung pakai Persamaan 6 yaitu : I
t
= I
1
dicantumkan pada Tabel 4.2 berikut.
Tabel 4.2. Data THDi dan I
t
pada I
1
tetap THDi
I
1
=2,5A I
t
A I
1
= 3 A I
t
A I
1
=3,5 A
I
t
A I
1
=4 A I
t
A I
1
= 5 A I
t
A I
1
=6A I
t
A
Universitas Sumatera Utara
Keterangan: u = hasil pengukuran; h = hasil perhitungan
Kemudian dari data Tabel 4.15.dibentuk kurva THDi vs I
t
ukur pada I
1
= 2,5 A; I
1
=3A ; I
1
=3,5 A ; I
1
= 4A ; I
1
= 5 A dan pada I
1
= 6A sebagaimana Gambar 4.2 berikut:
1,5 u h
2,51 2,50 u h
3,01 3,00 u h
3,51 3,50 u h
4,01 4,00 u h
5,02 5,00 u h
6,02 6,00 10,4
2,53 2,51 3,04 3,02
3,54 3,52 4,04 4,02
5,05 5,03 6,08 6,03
20,5 2,57 2,55
3,08 3,06 3,50 3,57
4,10 4,08 5,14 5,10
6,15 6,12 32,0
2,64 2,62 3,18 3,15
3,69 3,67 4,22 4,20
5,28 5,25 6,33 6,30
41,3 2,72 2,70
3,28 3,25 3,81 3,79
4,35 4,33 5,46 5,41
6,53 6,49 54,2
2,86 2,84 3,43 3,41
4,01 3,98 4,6 4,55
5,72 5,69 6,86 6,82
65,3 3,01 2,99
3,61 3,58 4,20 4,18
4,82 4,78 6,01 5,97
7,21 7,17 70,4
3,13 3,10 3,69 3,67
4,30 4,28 4,92 4,89
6,16 6,11 7,38 7,34
82,0 3,25 3,23
3,91 3,88 4,56 4,53
5,22 5,17 6,51 6,47
7,81 7,76 84,0
3,29 3,27 3,95 3,92
4,59 4,57 5,26 5,22
6,56 6,53 7,91 7,84
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2. Kurva I
t
vs THDi pada I
1
tetap Keterangan Gambar:
Kurva ItI
1
=2,5 : Kurva I
t
vs THDi pada I
1
= 2,5 A Kurva It I
1
= 3A : Kurva I
t
vs THDi pada I
1
= 3 A Kurva ItI
1
=3,5 : Kurva I
t
vs THDi pada I
1
= 3,5 A Kurva ItI
1
= 4A : Kurva I
t
vs THDi pada I
1
= 4 A Kurva ItI
1
=5A : Kurva I
t
vs THDi pada I
1
= 5 A KurvaIt I
1
= 6A : Kurva I
t
vs THDi pada I
1
= 6 A Dari data Tabel 4.2 dan kurva Gambar 4.2 diatas jelas bahwa pada I
1
tetap
Universitas Sumatera Utara
ternyata semakin besar kandungan harmonisa pada beban atau THDi makin besar maka I
t
semakin besar. Ini sesuai dengan Persamaan 6 yaitu : I
t
= I
1
; Jika k = dan diasumsikan sebagai suatu
konstanta maka I
t
= k I
1
dan karena THDi pangkat dua dan bertanda plus maka kurva bertambah dan melengkung kearah atas.
Dengan demikian I
t
sebanding dengan I
1.
Dari Persamaan ini jelas bahwa sekalipun I
1
tetap tapi karena THDi berubah atau makin besar maka I
t
juga berubah atau makin besar namun tidak linier.
4.2.2.3. Data THDi dan I
1
pada I
t
tetap Untuk menghitung ketelitian pengukuran dilakukan sesuai uraian pada sub
bab 3.7. Data dan Ketelitian Pengukuran I
1
dapat dilihat pada Lampiran 3. Data Hasil Ukur I
1
dan Ketelitian Pengukuran I
1
: Pada THDi dan I
1
untuk I
t
tetap hasil error pengukuran diperlihatkan berikut ini: Untuk I
1
: Pada I
t
= 2,5 A: μ
a
minimum = 0,00176 dan μ
a
maksimum : 0,00403 Pada I
t
= 3 A : μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00352 Pada I
t
= 3.5 A : μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00403 Pada I
t
= 4 A : μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00412 Pada I
t
= 5 A : μ
a
minimum = 0,00292 dan μ
a
maksimum : 0,00403 Pada I
t
= 6 A : μ
a
minimum = 0,00292 dan μ
a
maksimum : 0,00457
Universitas Sumatera Utara
Untuk I
t
: μ
a
minimum = 0,00233 dan μ
a
maksimum : 0,00422 Untuk THDi:
μ
a
minimum = 0,088 dan μ
a
maksimum : 0,124 Dari data diatas jelas bahwa
μ
a
sangat kecil dibandingkan dengan nilai rata-ratanya arus, baik I
tav
maupun I
1av
av = average= rata-rata sehingga pengukuran ini sangat teliti dan selanjutnya I
1av
disebut saja I
1
dan I
tav
disebut I
t
. Demikian juga untuk pengukuran THDi dimana
μ
a
juga kecil dan pengukuran ini juga teliti sehingga selanjutnya THDi
av
disebut saja THDi. Terjadinya kesalahan error ini karena adanya error alat ukur yang digunakan kelas
ketelitian alat ukur, lingkungan pengukuran seperti suhu, kelembaban ruang ukur, kesalahan observasi dan lainnya.
THDi dan I
1
pada I
t
tetap hasil ukur dan hasil hitung pakai Persamaan 6 yaitu : I
t
= I
1
dicantumkan pada Tabel 4.3 berikut.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Data THDi dan I
1
pada I
t
tetap
THDi I
1
A I
t
=2,5A u h
I
1
A I
t
=3A u h
I
1
A I
t
=3,5A u h
I
1
A I
t
=4A u h
I
1
A I
t
=5A u h
I
1
A I
t
= 6A u h
1,5 2,51 2,49
3,02 2,99 3,52 3,49 4,02 3,99
5,02 4,99 6,02 5,99
10,4 2,50 2,48
3,00 2,98 3 ,50 3,48 3,99 3,97 4,99 4,97
5,98 5,96 20,5
2,47 2,45 2,95 2,93 3,44 3,42 3,92 3,91
4,91 4,89 5,89 5,87
32 2,40 2,38
2,86 2,85 3,35 3,33 3,83 3,81 4,78 4,76
5,74 5,71 41,3
2,36 2,31 2,79 2,77 3,24 3,23 3,71 3,69
4,64 4,62 5,57 5,54
54,2 2,22 2,20
2,65 2,63 3,08 3,07 3,53 3,51
4,41 4,39 5,29 5,27
65,3 2, 11 2,09
2,53 2,51 2,95 2,93 3,36 3,34
4,19 4,18 5,02 5,02
70,4 2,05 2,04
2,47 2,45 2,87 2,86 3,27 3,25
4,09 4,08 4,92 4,90
82 1,94 1,93
2,32 2,31 2,72 2,70 3,11 3,09
3,88 3,86 4,65 4,63
84 1,92 1,91
2,31 2,29 2,69 2,67 3,07 3,06
3,85 3,82 4,60 4,59
Keterangan : I
1
u = I
1
hasil pengukuran ; I
1
h = I
1
hasil perhitungan Dengan demikian jelas bahwa I
1
ukur sesuai dengan I
1
hitung yang berdasarkan Persamaan 6.
Universitas Sumatera Utara
Kemudian dari data Tabel 4.3.dibentuk kurva THDi vs I
1
ukur pada I
t
= 2,5 A; I
t
=3A; I
t
=3,5 A; I
t
= 4A; I
t
= 5 A dan pada I
t
= 6A sebagaimana Gambar 4.3 berikut:
Gambar 4.3 Kurva THDi vs I
1
pada I
t
tetap Keterangan Gambar:
Kurva I
1
It=2,5A : Kurva I
1
vs THDi pada I
t
= 2,5 A Kurva I
1
It= 3A : Kurva I
1
vs THDi pada I
t
= 3 A Kurva I
1
It=3,5A : Kurva I
1
vs THDi pada I
t
= 3,5 A Kurva I
1
It= 4A : Kurva I
1
vs THDi pada I
t
= 4 A Kurva I
1
It=5A : Kurva I
1
vs THDi pada I
t
= 5 A Kurva I
1
It= 6A : Kurva I
1
vs THDi pada I
t
= 6 A I
1
THDi
Universitas Sumatera Utara
Dari data di Tabel 4.3 dan Kurva Gambar 4.3 jelas bahwa semakin besar THDi maka I
1
semakin kecil atau menurun. Berdasarkan Persamaan 6 yaitu: I
1
= atau I
1
= dimana k = . Jelas bahwa jika THDi naik
maka k juga makin besar dan karena k adalah bilangan pembagi tentu I
1
semakin kecil pada I
t
tetap dan karena THDi pangkat dua dan bertanda plus maka kurva bertambah dan melengkung kearah bawah.
Dengan demikian jelas bahwa dampak harmonisa atau THDi terhadap I
1
dan I
t
adalah jika harmonisa THDi bertambah maka I
t
juga bertambah dan I
1
menurun sekalipun pertambahan I
t
dan penurunan I
1
tidak linier.
4.3. Data dan Analisis Dampak Harmonisa Terhadap t
Kategori