ANALISIS FILTER PASIF SINGLE TUNED UNTUK MENGURANGI ARUS HARMONISA PADA MIXER

ANALISIS FILTER PASIF SINGLE TUNED UNTUK MENGURANGI ARUS HARMONISA PADA MIXER

TESIS

OLEH: PRISTISAL WIBOWO 107034012/TE

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

Universitas Sumatera Utara

ANALISIS FILTER PASIF SINGLE TUNED UNTUK MENGURANGI ARUS HARMONISA PADA MIXER

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

OLEH: PRISTISAL WIBOWO 107034012/TE

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014


Telah diuji pada Tanggal: 28 April 2014

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai Anggota : 1. Dr. Marwan Ramli, M.Si 2. Prof. Drs. Tulus, M.Si, Ph.D 3. Dr. Eng. Ariadi Hazmi



ABSTRAK

Peralatan rumah tangga merupakan beban non-linier yang menghasilkan harmonisa, termasuk juga mixer. Mixer merupakan peralatan elektronik yang bersifat beban non-linier sehingga menyebabkan arus harmonisa. Dari data pengukuran yang dilakukan, terdapat harmonisa pada Individual Harmonisa Distortion (IHDi) arus orde-3 pada mixer yang tidak sesuai standart IEC61000-3-2 Kelas D, untuk mengurangi harmonisa yang ditimbulkan oleh mixer digunakan Single Tuned Passive Filter. Hasil dari simulasi yang dilakukan sebelum dan sesudah pemasangan filter diperoleh IHDi orde ke-3 dari 55.30% menjadi 27.68% atau berkurang dari 0.4464 Ampere menjadi 0.2216 Ampere. Sedangkan faktor daya dapat diperbaiki dari 0,73 menjadi 0.94. Kata Kunci : Mixer, Harmonisa, Individual Harmonic Distortion (IHDi), Passive Single-Tuned filter, Faktor Daya.


ABSTRACT Household appliances is a non-liniear loads generate harmonics, as well as mixers. Mixer is an electronics device that is non-liniear loads, causing harmonic currents. From the measurementbdata is done, there are harmonics in the Individual Harmonic Distortion (IHDi)-3order flow in the mixer that is not according to standard IEC61000-3-2 Class D, to reduce harmonics generated by the mixer used Single Tuned Passive Filter. The results of the simulations carried out before and after the installation of the filter order obtained IHDi 3rd from 55.30% to 27.68% or be less than 0.4464 Ampere to 0.2216 Ampere. While the power factor can be improved from 0.73 into 0.94. Keywords: Mixer, harmonics, Individual Harmonic Distortion (IHDi), Passive Single-Tuned Filter, power factor.


KATA PENGANTAR Alhamdulillahi rabbil alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, Tidak lupa juga shalawat beriring salam kita berikan kepada junjungan kita Nabi Muhammad Shalallaahu’alaihi wasalam. Alhamdulillah, pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan proposal tesis untuk memenuhi syarat kurikulum Program Studi Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan dengan judul “ Analisis Filter Pasif Single Tuned Untuk Mengurangi Arus Harmonisa Pada Mixer”. Kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, Bapak Dr. Marwan Ramli, M.Si., Bapak Prof. Drs. Tulus, M.Si., dan Bapak Dr. Eng Ariadi Hamzi selaku komisi pembimbing penulis mengucapkan terima kasih untuk kesabaran, arahan dan masukan agar penulis menjadi lebih baik dan juga selalu menyempatkan waktu di berbagai kesibukan untuk membimbing serta memberi petunjuk dan saran yang sangat berharga bagi penulis agar penulisan proposal tesis ini baik adanya. Kepada Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H, M.Sc (CTM), Sp.A (K) selaku Rektor USU dan Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan FT USU, Bapak Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU, Pengelola, Staf pengajar dan Staf sekretariat Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan selama mengikuti Program Magister Teknik Elektro. Kepada Kepala laboraturium dan Staf PT. PLN Wilayah II Sumatera Utara penulis ucapkan terima kasih atas bantuan dalam pengambilan data pada penelitian yang penulis laksanakan pada Laboratorium tersebut. Penulis juga menghaturkan terima kasih kepada Bapak, Mamak, Kakak, dan Adik. Drs.H. Dwi Anang Wibowo, M.Pd., Hj. Yusni, SH. Alfa Yolanda S.Pd., dr. Febry Utami. Atas kasih sayang yang tidak pernah putus, semangat, saran, kritik agar


penulis menjadi lebih baik. Serta rekan-rekan mahasiswa Magister Teknik Elektro USU yang telah memberikan semangat kepada penulis. Semoga Allah SWT memberikan kemuliaan yang setimpal kepada semua atas kebaikan-kebaikan yang diberikan dalam menyelesaikan Proposal Tesis ini. Penulis sadar dalam penulisan proposal tesis ini tidak mustahil banyak terdapat kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu penulis selalu menerima saran dan masukan yang membangun demi sempurnanya proposal tesis ini. Akhirnya kepada Allah SWT penulis berserah diri, karena tak ada satu kesempurnaan pun di dunia ini kecuali milik-Nya. Amin Ya Rabal alamin.

Medan, April 2014 Penulis

Pristisal Wibowo


DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama

: Pristisal Wibowo

Jenis Kelamin

: Laki-laki

Agama

: Islam

Alamat

: Jl. Merak No. 42 A, Kel. Mencirim, Kec. Binjai Timur, Kota Binjai.

PENDIDIKAN: 1. Tamatan SD Negeri 023895, Binjai Tahun 1999 2. Tamatan SMP Negeri 1, Binjai Tahun 2002 3. Tamatan SMK Telekomunikasi Shandy Putra, Medan Tahun 2005 4. Universitas Islam Sumatera Utara, Medan Tahun 2009 5. Universitas Sumatera Utara, Medan Tahun 2014

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

Medan,

Juli 2014

Pristisal Wibowo


DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK........................................................................................................

i

ABSTRACT....................................................................................................... ii KATA PENGANTAR ....................................................................................

iii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP............... .......................................................

v

DAFTAR ISI ..................................................................................................

vi

DAFTAR TABEL......................................................................................

viii

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................ix BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................... 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

1

Latar Belakang ................... .................................................... Perumusan Masalah ................................................................ Tujuan Penelitian ................................................................... Batasan Masalah ..................................................................... Manfaat .................................................................................. Sistematika Penulisan .............................................................

1 7 8 8 8 9

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................

10

2.1 Motor Induksi ...................... .................................................... 10 2.1 Mixer ................................... .................................................... 12 2.2.1. Diagram Mixer .......... .................................................... 13 2.3 Harmonisa ........................... .................................................... 14 2.3.1. Perhitungan Harmonisa ................................................. 15 2.3.2. Pengaruh dari Harmonisa .............................................. 19 2.3.2. Mengurangi Pengaruh Harmonisa ................................ 19 2.4. Batasan Harmonisa.................................................................. 20 2.5. Filter Pasif ............................................................................... 24 2.6 Single Tuned Passive Filter .................................................... 28 2.7 Prinsip Pereduksian Harmonisa dari Single Tuned Passive


Filter ....................................................................................... 2.8 Merancang Single Tuned Passive Filter .................................

31 35

BAB 3 METODE PENELITIAN ............................................................

38

3.1 Teknik Pengukuran Yang Dilakukan ..................................... 3.2 Data Pengukuran................................................................ ..... 3.3 Klasifikasi Arus Harmonisa Berdasarkan Standar IEC61000-3-2 Kelas D............................................................ 3.4 Perhitungan Single Tuned Passive Filter................................ 3.5 Rangkaian Simulasi Sebelum Pemasangan Single Tuned Passive Filter............... ........................................................... 3.6 Rangkaian Simulasi Setelah Pemasangan Single Tuned Passive Filter ..........................................................................

38 40

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................

52

4.1 Hasil Harmonisa Setelah Penggunaan Single Tuned Passive Filter ...................... .................................................... 4.2 Penggunaan Passive Single Tuned Filter Untuk Mengurangi Arus Harmonisa .................. ....................................................

41 43 46 50

52 54

BAB 5 PENUTUP .....................................................................................

59

5.1 Kesimpulan................................ ............................................. 5.2 Saran........................................................................................

59 59

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................

60

LAMPIRAN ...................................................................................................

62


DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

1.1.

IHDi yang Dibangkitkan Oleh Mixer..........................................

4

2.1.

Batasan Arus Harmonisa Untuk Peralatan Kelas A .....................

21

2.2.

Batasan Arus Harmonisa Untuk Peralatan Kelas B .....................

22

2.3.

Batasan Arus Harmonisa Untuk Peralatan Kelas C .....................

23

2.4.

Batasan Arus Harmonisa Untuk Peralatan Kelas D .....................

23

2.5.

Batasan Arus Harmonisa Untuk Kelas A dan Kelas D ................

24

3.1.

Impedansi Kabel Saluran .............................................................

39

3.2.

Data Pengukuran Mixer ................................................................

40

3.3.

Data Pengukuran Harmonisa Arus ...............................................

41

3.4.

Klasifikasi Arus harmonisa Pengukuran Berdasarkan Standar IEC61000-3-2 Kelas D untuk mixer 110 watt ................

42

3.5.

Data Hasil Simulasi Sebelum Pemasangan Filter ........................

50

4.1.

Data Hasil Simulasi Setelah Pemasangan Filter ..........................

54

4.2.

Hasil Simulasi IHDi Sebelum dan Sesudah Pemasangan Single Tuned Passive Filter Dalam Satuan Ampere ...............................

55


DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

2.1.

Mixer ............................................................................................

12

2.2.

Single Line Diagram Mixer ..........................................................

13

2.3.

Bentuk Gelombang Tegangan Dasar dan Harmonik ke-3 ...........

14

2.4.

Bentuk Gelombang Tegangan yang Terdistorsi Harmonik..........

15

2.5.

Rangkaian Filter Pasif Dalam Sistem ..........................................

25

2.6.

Jenis-Jenis Filter ...........................................................................

26

2.7.

Single Tuned Passive Filter..........................................................

28

2.8.

Frekuensi Respon dan Sudut Fasa Single Tuned Passive Filter ..

30

2.9.

Pemodelan Filter ..........................................................................

33

2.10.

Kompensasi Gelombang Filter .....................................................

34

2.11.

Segitiga Daya Untuk Menentukan Kebutuhan Daya Reaktif.......

36

3.1.

Rangkaian Simulasi Sebelum Pemasangan Filter ........................

47

3.2.

Data Hasil Simulasi MATLAB Sebelum Pemasangan Filter ......

48

3.3.

Grafik Tegangan dan Arus Sebelum Pemasangan Filter .............

49

3.4.

Spektrum Tegangan dan Arus Sebelum Pemasangan Filter ........

49

3.5.

Rangkaian Simulasi Setelah Pemasangan Filter ..........................

51

4.1.

Grafik Tegangan dan Arus Setelah Pemasangan Filter................

52

4.2.

Spektrum Tegangan dan Arus Setelah Pemasangan Filter ..........

53


4.3.

Diagram Perbandingan Arus Harmonisa Sebelum dan Setelah Pemakaian Single Tuned Passive Filter .......................................

57


ANALISIS FILTER PASIF SINGLE TUNED UNTUK MENGURANGI ARUS HARMONISA PADA MIXER

Recommend Documents