Perbandingan penggunaan filter single tuned dan filter orde tiga untuk mereduksi harmonisa pada juicer

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.

Latar Belakang
Seiring kemajuan zaman, kebutuhan kelistrikan juga semakin meningkat.

Terdapat beberapa peralatan yang menggunakan konverter dapat menyebabkan
timbulnya harmonisa antara lain peralatan – peralatan yang umumnya menggunakan
jenis semi konduktor seperti lampu hemat energi, TV, printer, komputer dan lain
sebagainya. Peralatan ini dirancang untuk menggunakan arus listrik secara hemat dan
efesien karena arus listrik hanya dapat melalui komponen semi konduktornya selama
periode pengaturan yang telah ditentukan. Namun di sisi lain akan menyebabkan
gangguan gelombang arus dan tegangan yang pada akhirnya akan kembali ke jaringan
listrik. Fenomena ini akan menimbulkan gangguan beban tidak linier satu fasa [1].
Demikian juga pada peralatan – peralatan listrik untuk beban rumah tangga
seperti: blender, mesin cuci, kulkas TV, juicer dan lain sebagainya. Peralatan tersebut
disebut dengan beban non linier yaitu memiliki bentuk gelombang arus keluaran tidak
sama dengan bentuk gelombang tegangan (mengalami distosi). Arus yang ditarik oleh
beban non-linier tidak sinusoida, artinya bentuk gelombang tidak sama dari
gelombang yang satu ke gelombang yang lain, sedangkan beban linier merupakan

suatu beban dimana nilai arus berbanding secara linier atau proposional terhadap
gelombang tegangan. Hal ini berarti bahwa bentuk gelombang arus akan sama dengan
bentuk gelombang tegangan beban [2].

Universitas Sumatera Utara

Sumber harmonisa pada peralatan rumah tangga yang terdapat pada motor
induksi. Sumber harmonisa pada juicer dapat menyebabkan gangguan pada peralatan
listrik seperti transfomator, circuit breaker (pemutus tenaga), fuse dan lain – lain.
Harmonisa juga menyebabkan faktor daya sistem jadi buruk sehingga penggunaan
energi tidak maksimal.
Individual Harmonic Distortion (IHD) yang tinggi dan faktor daya yang
rendah dapat menambah pembebanan transformator, bahkan dapat mempengaruhi
kinerja peralatan lain yang terhubung dengan sumber listrik tersebut. Keberadaan
batasan harmonik sudah ditentukan batas yang diijinkan sesuai standar internasional
yaitu IEC 61000-3-2, dan diharapkan mampu untuk perbaikan faktor daya. Dengan
demikian faktor daya akan lebih baik, pembebanan trafo distribusi lebih maksimal
dan kerugian teknis lebih diminimalkan serta kinerja sistem peralatan lain tidak
terganggu.
Penelitian ini dilakukan hanya pada peralatan rumah tangga yaitu juicer.

Sistem kerja juicer dengan sistem putaran motor induksi pada motor universal yang
biasanya digunakan untuk daya – daya yang kecil pada peralatan rumah tangga.
Putaran motor induksi menghasilkan individual harmonisa arus (IHDi) yang cukup
besar pada harmonisa ketiga di saat dibebani dengan pemerasan buah agar dapat
menjadi minuman atau jus, dimana besar harmonisa arus juicer lebih besar dari
standart IEC 61000-3-2. Penggunaan juicer di waktu beban puncak sangat banyak,
khususnya ibu rumah tangga untuk mempersiapkan makan keluarganya. Apabila
digunakan dalam jumlah yang banyak pada waktu yang bersamaan dapat

Universitas Sumatera Utara

meghasilkan harmonisa yang cukup besar, sehingga dapat menyebabkan pembebanan
lebih pada trafo sehingga cepat panas dan rusak. Pengukuran dilakukan pada
beberapa merek juicer yang dilakukan pada laboratorium PLN Wilayah Sumatera
Utara dengan menggunakan peralatan Power Quality meter merek Fluke tipe 435.
Besar harmonisa yang dibangkitkan beberapa merek juicer dapat dilihat pada Tabel
1.1 [Lihat Lampiran ].
Tabel 1.1. Hasil pengukuran IHDi yang dibangkitkan oleh juicer
Orde
Harmonisa

3
5
7
9
11
13
15

A
18,6
2,6
2,4
1,1
0,6
0,3
0,2

IHDi Juicer (%)
B
C

D
38,4
32,8
45,5
4,7
1,8
4,5
4,5
0,8
2,3
1,5
0,9
2,5
0,8
0,4
0,5
0,3
0,5
0,3
0,3

0,2
1,2

E
66,2
5,3
3,1
3,2
0,6
0,3
0,4

Dari data yang didapat ternyata hasil yang diperoleh jauh diluar perkiraan,
IHD yang dihasilkan salah satu juicer jauh lebih besar dari standart IEC 61000-3-2
Kelas D. IHDi yang diperoleh yaitu 66,2 % pada harmonisa ke-3. Atas dasar data
yang diperoleh diatas, filter pasif adalah filter yang cocok untuk mereduksi arus
harmonisa IHDi tersebut agar sesuai standart IEC 61000-3-2 kelas D.
Penelitian ini bermaksud untuk dapat mereduksi harmonisa pada juicer
dengan merancang dan menganalisa perbandingan filter pasif single tuned dan filter
orde tiga, sehingga dapat melihat filter mana yang lebih baik untuk mereduksi

Universitas Sumatera Utara

harmonisa juicer pada peralatan rumah tangga tersebut. Banyak metode yang telah
dilakukan oleh peneliti sebelumnya dalam hal meredam harmonisa dan sekaligus
memperbaiki faktor daya dengan berbagai teknologi pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Model harmonisa yang pernah dilakukan
N
o

Harmonic

Metode
Identifikasi
Harmonisa
Mengguna-

Journal of

Analysis of

kan simulasi single tuned

dari >3%

electrical &

Reactor and

program

menjadi 3%

Jurnal ilmiah

pereduksi

ukur

menjadi 3% menjadi

Single tuned

ukur

filter

5% menjadi

Filters in a