BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Seiring perkembangan teknologi pada peralatan listrik, hampir semua peralatan listrik yang umum digunakan saat ini menerapkan prinsip elektronika daya yang dapat disebut sebagai peralatan elektronik. Meningkatnya daya beli masyarakat
serta
harga
peralatan
elektronik
yang
semakin
terjangkau
menyebabkan peningkatan intesitas penggunaan peralatan elektronik pada berbagai elemen konsumen listrik. Kebutuhan akan penerangan dan peralatan komputer saat ini merupakan kebutuhan yang penting dalam menunjang aktifitas sehari-hari. Adapun peralatan elektronik yang paling umum digunakan sebagai penerangan adalah lampu hemat energi (LHE). Selain itu, peralatan listrik yang masih sering digunakan sebagai penerangan adalah lampu tabung (TL) dengan ballas magnetik. Lampu tabung dengan ballas magnetik tergolong ke dalam peralatan listrik yang menggunakan prinsip magnetik. Peralatan elektronik dan peralatan listrik dengan prinsip magnetik ini memiliki karakteristik non linear yang mengakibatkan bentuk gelombang arus yang ditarik dari jala-jala sistem tenaga listrik menjadi non sinusoidal. Menurut analisis fourier, bentuk gelombang arus yang non sinusoidal akan terdiri dari arus fundamental dan sejumlah komponen arus harmonik. Oleh karena itu peralatan elektronik merupakan beban non linear yang menghasilkan harmonisa bagi sistem [2].
1
Di samping memilki keunggulan berupa efisiensi penggunaan daya listrik khususnya untuk peralatan elektronik, beban non-linear ternyata memiliki dampak buruk pada komponen sistem tenaga listrik milik utilitas penyedia layanan listrik. Salah satu komponen sistem tenaga listrik yang dapat terkena dampak buruk akibat penggunaan beban non linear adalah transformator. Trafo memilki peran sangat penting dalam proses penyaluran daya listrik, yang apabila dilihat dari jaringan listrik merupakan salah satu komponen sistem tenaga listrik yang terletak dekat dengan beban. Transformator pada umumnya dirancang agar dapat bekerja pada tegangan rated, frekuensi rated dan arus yang memiliki gelombang sinusoidal. Adanya kandungan arus harmonik pada beban non linear berdampak pada peningkatan rugi-rugi pada belitan dan bagian struktural trafo yang karenanya dapat menyebabkan penurunan efisiensi trafo. Dampak lebih lanjut, arus harmonik dapat memicu peningkatan temperatur yang tidak normal pada trafo. Penelitian ini mengkaji total rugi-rugi dengan rugi-rugi tambahan akibat arus harmonik yang muncul ketika trafo menyuplai berbagai beban non linear sehingga mempengaruhi tingkat efisiensi trafo. Pentingnya dilakukan analisis perhitungan jenis rugi-rugi trafo karena rugi-rugi tambahan yang merupakan penyebab perbedaan tingkat efisiensi trafo tidak dapat ukur secara langsung pada trafo sehingga perlu dilakukan pengolahan data terlebih dahulu dari hasil pengukuran. Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat membantu pihak yang terlibat dalam
keberlangsungan
sistem
tenaga
listrik
dalam
mengidentifikasi,
menganalisis, mempertimbangkan dan mencari solusi masalah yang dibahas pada
2
penelitian ini dalam rangka meningkatkan efisiensi penyaluran energi listrik dalam sistem tenaga listrik
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan hal-hal yang telah diuraikan pada sub-bab latar belakang, konteks permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Faktor apa saja yang mempengaruhi efisiensi transformator ketika trafo menyuplai beban non linear? 2. Bagaimana pengaruh orde dan besar magnitude arus harmonik terhadap rugi-rugi dan efisiensi transformator? 3.
Bagaimana pengaruh persentase THDi terhadap rugi-rugi dan efisiensi transformator?
4. Bagaimana perbedaan karakteristik rugi-rugi dan efisiensi transformator antara transformator yang berbeban linear dengan non linear?
1.3 Batasan Masalah 1. Penelitian ini tidak membahas pengaruh beban non linear kenaikan temperatur transformator. 2. Penelitian ini tidak membahas sebab terbentuknya harmonik pada berbagai jenis beban non linear 3. Penelitian ini membahas pengaruh harmonik terhadap rugi-rugi yang ditimbulkan pada belitan transformator. 4. Penelitian ini tidak membahas pengaruh harmonik terhadap rugi-rugi inti transformator
3
5. Penelitian ini tidak membahas pengaruh harmonik tegangan beban terhadap rugi-rugi trafo 6. Penelitian ini tidak membahas drop tegangan sekunder trafo akibat menyuplai beban non linear 7. Penelitian ini tidak membahas pemodelan transformator dalam pengaruh harmonik
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh harmonik aerhadap rugi-rugi dan efisiensi transformator. Analisis yang dilakukan adalah untuk: 1. Mengetahui perkiraan besar rugi-rugi dc dan arus Eddy pada belitan trafo ketika menyuplai berbagai jenis beban non linear dan linear 2. Mengetahui perbedaan pengaruh rugi-rugi dan efisiensi transformator ketika menyuplai beban non linear yang berbeda. 3. Mengetahui karakteristik kurva efisiensi pembebanan trafo dengan linear dan non linear 4. Mengetahui penyebab perbedaan tingkat efisiensi trafo ketika menyuplai berbagai jenis beban non linear dan linear.
1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini, dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam menyikapi peralatan sistem tenaga listrik khususnya transformator terhadap pertumbuhan jenis beban non linear.
4
Selain itu, diharapkan dengan adanya penelitian ini dapat membantu pihak yang berperan pada keberlangsungan sistem tenaga listrik dalam mengidentifikasi, menganalisis, mempertimbangkan dan mencari solusi masalah yang dibahas pada penelitian ini dalam rangka meningkatkan efisiensi penyeluran energi listrik dalam sistem tenaga listrik.
1.6 Sistematika Penulisan 1. Bab satu membahas tentang latar belakang penelitian, perumusan masalah, manfaat penelitian, dan tujuan penelitian 2. Bab dua membahas tentang dasar teori. 3. Bab tiga membahas tentang metode penelitian. 4. Bab empat membahas tentang hasil penelitian dan pembahasannya. 5. Bab lima membahas tentang kesimpulan dan saran.
5
