PEREDAMAN HARMONISA DAN PERBAIKAN FAKTOR DAYA APLIKASI BEBAN RUMAH TANGGA

Peredaman Harmonisa dan Perbaikan Faktor Daya Aplikasi Beban.........................Supri Hardi dan Yaman

PEREDAMAN HARMONISA DAN PERBAIKAN FAKTOR DAYA APLIKASI BEBAN RUMAH TANGGA Supri Hardi1 dan Yaman1 1

Dosen Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe

ABSTRAK Penelitian ini secara keseluruhan bertujuan untuk mendapatkan sistem peredaman harmonisa dan perbaikan faktor daya khususnya untuk kebutuhan rumah tangga. Target yang akan dicapai yaitu untuk mendapatkan hasil perhitungan filter single tune yang digabungkan dengan reaktor seri dengan parameter yang sesuai, untuk meredam harmonisa yang terjadi. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini yaitu mampu meredam harmonisa yang terjadi dengan THD dibawah 5% sehingga sesuai standar IEEE-519-1992. Perbaikan faktor daya sistem diharapkan meningkat. Dengan demikian kualitas daya akan lebih baik, pengaruh dan kerugian teknis lebih diminimalkan, serta kinerja sistem dan peralatan lain tidak terganggu. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode pengukuran, perhitungan dan pengujian perancangan dari modul filter yang mengacu kepada standar IEEE-5191992. Hasil penelitian yang diperoleh dengan menggunakan filter LCL yaitu Total Harmonic Distortion (THD) tegangan dari 5,4%, dengan filter LCL THDV telah berkurang menjadi 1,72% dan dengan simulasi matlab menjadi 1,63%. THD arus dari 11,2%, dengan filter LCL THDI telah berkurang menjadi 3,12% dan dengan simulasi matlab menjadi 2,9%. Filter LCL di tuning pada harmonisa ke 3 tapi mampu meredam harmonisa ke 5, dan 7 yang juga merupakan amplitudo arus atau tegangan terbesar menjadi lebih rendah. Filter LCL juga mampu memperbaiki faktor daya dari 0,8 menjadi 0,99 dan sudah memenuhi standar IEEE 519-1992 Kata kunci : Harmonisa, Faktor daya, Filter, dan Standar IEEE519-1992 I.

sekaligus memperbaiki faktor daya sistem. Teknologi yang sudah dikembangkan misalnya filter pasif dan filter aktif untuk meredam harmonisa dan perbaikan faktor daya tersebut. Jenis filter pasif yang dikenal saat ini misalnya filter single tune, second order, third order, C-type damped, dan D-type damped. Banyak keunggulan dan kekurangan dari pemakaian jenis filter tersebut, dan hasil yang diperoleh semua mengacu pada IEEE 519-1992, dimana nilai THD tidak boleh melebihi 5%. Pada dokumen IEEE 519-1992 menggambarkan bentuk gelombang yang terdistorsi, dimana jumlah tegangan atau arus pada frekuensi fundamental dan frekuensi ordo ke (n), yang disebabkan oleh peralatan elektronika atau beban non linier [2]. Keberadaan Total Harmonic Distortion (THD) yang tinggi dan faktor daya yang rendah dapat menambah pembebanan pemakaian daya listrik. Keberadaan harmonisa pada kualitas daya sudah ditentukan batas yang diijinkan, sesuai standar internasional yaitu IEEE-519-1992 dan IEC 61000. Besar batasan THD yang diizinkan tegangan harmonisa yaitu THD tegangan individu 3%, dan THD arus 5% [3]. Dampak buruk yang ditimbulkan oleh harmonisa tinggi dan faktor daya rendah yaitu: [4],  Pemakaian arus listrik semakin besar,  Kegagalan Kapasitor karena terjadi resonansi dan mengakibatkan pembesaran amplitude harmonisa,  Besarnya rugi-rugi daya dan jatuh tegangan di jaringan,

PENDAHULUAN

Saat ini sebagian besar pemakaian beban listrik di masyarakat hampir 90% memakai beban elektronika atau beban non linier. Pemakaian beban elektronika diantaranya lampu penerangan hemat energy, TV, radio-tape, komputer, printer, charger, pendingin ruangan inverter dan receiver. Beban non linier lain berupa pemanas air, setrika dan pemasak nasi. Untuk pengkondisi udara jenis konvensional dengan THD sebesar 0,39% dan faktor daya 0,99 dan untuk jenis pengkondisi udara menggunakan inverter dengan THD 114,14 % dengan faktor daya 0,59 [1]. Dimana inverter adalah beban non linier yang merupakan komponen atau peralatan listrik pembangkit harmonisa. Pengaruh yang ditimbulkan dari pemakaian beban non linier tersebut yang mengakibatkan terdistorsinya gelombang tegangan atau arus sumber daya listrik. Sehingga akan penurunan kualitas daya listrik yang mengakibatkan pemanasan yang berlebihan pada penghantar, penurunan faktor daya, terjadi resonansi jika pemasangan kapasitor, meningkatnya distorsi tegangan input, kegagalan fungsi dari peralatan elektronik yang sensitif, menurunkan efisiensi dan pemborosan energi listrik. Oleh karena itu, harmonisa yang ditimbulkan oleh beban non linier perlu direduksi agar efek buruk tidak terjadi, dan tidak mengganggu kinerja peralatan lain yang tersambung pada sumber yang sama. Pencegahan ini dapat dilakukan dengan menggunakan filter harmonisa. Filter harmonisa selain untuk meredam harmonisa juga untuk memperbaiki faktor daya. Banyak penelitian teknologi yang sudah dikembangkan untuk meredam harmonisa yang

35

Jurnal Litek (ISSN: 1693-8097) Volume 10 Nomor 1, Maret 2013: hal. 35 - 42 pulsa THDI diturunkan mencapai 4,7% sementara dengan menggunakan reactor saja pada penyearah 18 pulsa THDI diturunkan mencapai 8,4% [8]. Penelitian mengenai Adaptive Notch Filter for Harmonic current Mitigation dengan menggunakan teknologi filter pasif dan filter aktif dimana THDI sebelumnya 24,33% dan THDI Setelah pemakaian filter menjadi 4,57% [9]. Penelitian mengenai Improving Passive Filter Compensation Performance With Active Techniques menggunakan teknologi Filter pasif dan filter aktif dimana THDI sebelumnya 7.51% dengan filter tersebut THDI menjadi 4.7% [10]. Penelitian mengenai Modern active filters and traditional passive filters dengan menggunakan Filter pasif dan aktif dimana THDI sebelumnya 32.5% dengan teknologi filter tersebut THDI menjadi 2% [11]. Penelitian mengenai A combination series active and passive filter for harmonics, unbalances, and fliker compensation dengan kombinasi filter fasif dan filter aktif THDI direduksi dari 12,5% Menjadi1% [12]. Semakin besar Harmonisa maka semakin besar rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada saluran, serta Pengaruh ini menyebabkan menurunnya faktor daya. Dari dasar ini maka perlu dilakukan Perancangan Penggunaan filter hamonisa, dalam hal ini perancangan filter penggunaannya untuk pemakaian pada pembangkit hamonisa pada beban kelistrikan khususnya untuk rumah tangga.



Terjadi pemanasan pada penghantar sehingga memungkinkan terjadi hubung singkat karena bertambahnya arus pusar, dan efek kulit.  Harmonisa dapat menimbulkan puratan piringan kWh meter akan lebih cepat atau terjadi kesalahan ukur kWh meter.  Pemutus beban (MCB) dapat bekerja dibawah arus pengenalnya atau mungkin tidak bekerja pada arus pengenal. Karena merugikan konsumen pemakai energy listrik akibat yang ditimbulkan oleh hamonisa dan faktor daya rendah, maka peneliti mencoba merencanakan modul filter single tune yang digabungkan dengan reactor seri sebagai filter harmonisa dan kompensasi faktor daya. Peneliti yang sudah dilakukan sebelumnya pada penelitian tesis [5], yang menguji secara simulasi terhadap studi kasus di bengkel listrik Politeknik Negeri Lhokseumawe dengan menggunakan filter matrix. Dalam kasus tersebut filter yang digunakan mampu meredam harmonisa dari THD 8,7% menjadi 3,15%, dengan faktor daya dari 0.71 menjadi 0,983. Berdasarkan latar belakang diatas maka yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang filter single tune yang digabungkan dengan reaktor seri (LCL) dengan parameter yang tepat, untuk meredam harmonisa yang terjadi. Hasil peredaman harmonisa minimal mampu mencapai dibawah standar IEEE 519-1992 dan memperbaiki faktor daya sesuai yang diinginkan pada sistem tersebut. Tujuan penelitian adalah mendapatkan hasil perhitungan filter single tune yang digabungkan dengan reaktor seri dengan parameter yang sesuai, untuk meredam harmonisa yang terjadi akibat beban non linier peralatan rumah tangga. Hasil peredaman harmonisa minimal mampu mencapai dibawah standar IEEE 519-1992 dan memperbaiki faktor daya sesuai yang diinginkan pada sistem tersebut. Sehingga kualitas daya listrik dengan THD yang rendah dan faktor daya yang tinggi dapat dicapai. II.

Konsep Harmonisa Konsep harmonisa dengan simulasi pada Gambar 1, untuk menjelaskan secara visual agar lebih memahami proses distorsi gelombang sinusoidal menjadi non sinusoidal yang diakibatkan oleh beban non linier [13].

TINJAUAN PUSTAKA

Bila kualitas sumber daya listrik sangat jelek, maka pemakai daya, penyedia daya listrik dan semua peralatan listrik yang memakai sumber tegangan tersebut akan berpengaruh buruk terhadap kinerjanya [6]. Banyak metode yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya dalam hal meredam harmonisa dan sekaligus memperbaiki faktor daya tersebut diantaranya: Penelitian mengenai Performance of Harmonic Mitigation Alternatives dengan menggunakan teknologi filter matrix dimana THDI Sebelumnya 141% dan THDI setelah pemakaian filter matrix diturunkan menjadi 4,8% [7]. Penelitian mengenai 18-pulse drive and voltage unbalance 3% with matrix filter dan reaktor dengan menggunakan filter matrix Pada penyearah 6

Gambar 1. Bentuk gelombang tegangan distorsi kondisi dengan beban non linier [13]. Dalam Gambar 1 disimulasikan sebuah sistem dengan beban non linier yang dapat diubah-ubah dayanya, dengan mengubah impedansi jaringan resistif (R) dan induktif (L). Besar daya beban non linier yang menarik arus dari sumber melalui impedansi jaringan sangat mempengaruhi distorsi gelombang tegangannya.

36

Peredaman Harmonisa dan Perbaikan Faktor Daya Aplikasi Beban.........................Supri Hardi dan Yaman Bentuk gelombang ini tidak menentu dan dapat berubah menurut pengaturan pada parameter komponen semikonduktor dalam peralatan elektronik. Perubahan bentuk gelombang ini tidak terkait dengan sumber tegangannya. Keberadaan harmonisa pada kualitas daya sudah ditentukan batas yang diijinkan sesuai standar internasional yaitu IEEE-519-1992 dan IEC 61000. Standar harmonisa tegangan ditentukan oleh tegangan sistem yang dipakai seperti Tabel 1 berikut [14].

………… (3)

…......…. (4)

Pada umumnya untuk mengukur besar harmonisa yang disebut dengan Total Harmonic Distortion (THD). Untuk THD tegangan dan arus didefenisikan sebagai nilai RMS harmonisa urutan diatas frekuensi fundamental dibagi dengan nilai RMS pada frekuensi fundamentalnya, dan tegangan dc nya diabaikan. Besar Total Harmonic Distortion (THD) untuk tegangan dan arus [15], yaitu:

Tabel 1. Batas THDV sesuai standar IEEE 519-1992 Tegangan bus pada PCC

V

69KV

69 KV
161KV

V>161KV

Distorsi Tegangan individu

Total Harmonic Distorsi Tegangan (THDv)

3,0

5,0

1,5

2,5

1,0

1,5

Untuk menentukan batas harmonisa arus sesuai standar IEEE 519-1992 sesuai nilai Short Circuit Ratio (SCR). Dimana SCR adalah perbandingan antara arus hubung singkat dengan arus beban nominal seperti Tabel 2 berikut [14].

…...(5)

Tabel 2. Batas arus harmonisa sesuai standar IEEE 519-1992 Isc/IL <20 20<50 50<100 100<1000 >1000

Orde harmonisa (dalam %) < 11 17 23 11 17 23 35 4.0 2.0 1.5 0.6 7.0 3.5 2.5 1.0 10.0 4.5 4.0 1.5 12.0 5.5 5.0 2.0 15.0 7.0 6.0 2.5

>35

0.3 0.5 0.7 1.0 1.4

…(6)

Total Demand Distortion (TDD) 5.0 8.0 12.0 15.0 20.0

Hubungan Persamaan THD dengan arus RMS dari Persamaan (6) yaitu:

Dimana: Isc : Arus hubung singkat pada Point of Common Coupling (PCC) (Ampere) IL : Arus beban fundamental nominal (Ampere) TDD : Total Demand Distortion (%) Harmonisa diproduksi oleh beberapa beban non linier atau alat yang mengakibatkan arus non sinusoidal. Untuk menentukan besar Total Harmonic Distortion (THD) dari perumusan analisa deret fourier untuk tegangan dan arus dalam fungsi waktu [15], yaitu:

…....(7)

Selanjutnya dari Persamaan (7) yaitu :

..….(1)

…. (2) Sehingga arus RMS terhadap THDI yaitu: Tegangan dan arus RMS dari gelombang sinusoidal yaitu nilai puncak gelombang dibagi dan secara deret fourier untuk tegangan dan arus yaitu:

… ……(8)

37

Jurnal Litek (ISSN: 1693-8097) Volume 10 Nomor 1, Maret 2013: hal. 35 - 42 True power faktor (TPF) merupakan ratio perbandingan total jumlah daya aktif (Pavg) pada semua frekuensi terhadap daya semu [18],[19] yaitu:

Low pass filter Dalam beberapa kasus, reaktor saja tidak akan mampu mengurangi distorsi harmonisa arus ke tingkat yang diinginkan. Dalam kasus ini sangat diperlukan filter yang lebih baik [16].

……..(9)

L

..…(10)

L C ..(11) Gambar 2. Low pass filter harmonisa [16] … (12)

Low pass filter harmonic pada Gambar 2. sebagai peredam harmonisa yang lebih baik dibandingkan dengan filter pasif single-tuned. Filter tersebut menyaring semua frekuensi harmonisa, termasuk harmonisa ketiga. Low pass filter tersebut terhubung secara seri terhadap beban non-linier dengan impedansi seri yang besar, oleh karena itu filter jenis ini tidak membuat masalah resonansi terhadap sistem. Low pass filter harmonic tidak perlu dilakukan tuning, Karena ada reaktor yang memiliki impedansi yang besar dihubung seri dengan beban. Sebuah low pass filter menawarkan jaminan mampu meredam harmonisa arus sebesar 8% sampai 12%. Untuk mencapai distorsi arus THDI 8% biasanya dapat memilih filter harmonisa berdasarkan daya kuda antara 25-30% dari total beban non linier yang harus diberikan.

Hubungan antara DPF dengan TPF dari Persamaan (11) dan (12) yaitu: Sehingga

…...……….

(13)

Dimana: : Daya rata-rata (Watt) DPF : Displacement power faktor TPF : True power faktor THDI : Total Harmonic Distortion untuk arus (%) : Tegangan RMS pada frekuensi fundamental (Volt) : Arus RMS pada frekuensi fundamental (Ampere)

Faktor daya kondisi harmonisa Kondisi gelombang arus non sinusoidal (kondisi harmonisa) faktor daya tidak dapat didefinisikan sebagai nilai cosinus dari sudut fasanya. True Power faktor merupakan perhitungan faktor daya yang terkait dengan jumlah daya aktif pada frekuensi fundamental dan frekuensi harmonisa. True power faktor merupakan ratio perbandingan total jumlah daya aktif (Pavg) pada semua frekuensi terhadap daya semu [17] dapat dilihat pada Gambar 3:

III.

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pengukuran dan perancangan filter LCL untuk meredam harmonisa. Cara yang dilakukan yaitu melakukan pengukuran sebelum pemasangan filter, merancang filter LCL, dan pengukuran setelah dilakukan pemasangan filter. Dalam perancangan filter LCL terlebih dahulu dihitung kebutuhan kapasitor C, selanjutnya menghitung kebutuhan induktasi dari reactor L1 dan L2. Kemudian menghitung kebutuhan induktansi L3 yang merupakan inductor filter yang dihubung seri dengan kapasitor. Setelah dapat nilai parameter induktansi dari reactor dan kapasitor, selanjutnya dilakukan penggulungan reaktor dengan ukuran yang telah dilakukan perhitungan. Ukuran kawat disesuaikan dengan kemampuan hantar arus dari kawat email sebesar arus beban 6 A yaitu 0,7 mm2.

Gambar 3. Sudut fasa gelombang tegangan dan arus kondisi hamonik [17]

38

Peredaman Harmonisa dan Perbaikan Faktor Daya Aplikasi Beban.........................Supri Hardi dan Yaman Data Pemakaian Beban Rumah Tangga Beban rumah tangga merupakan salah satu pelanggan tegangan rendah 220 V dengan golongan tarif R-2. Sumber tegangan disuplai dari jaringan tegangan menengah (TM) 20 kV ke gardu distribusi TM PLN melalui HUTM (Hantaran Udara Tegangan Menengah) AAAC. Dari gardu distribusi transformator daya 400 kVA, 20 kV/400 V melalui kabel TIC 4 70 mm2 sejauh 500 meter, kemudian dari jaringan kabel TIC tersebut disambung ke beban rumah tangga melalui kabel TIC 2 6 mm2 dengan jarak 20 meter. Beban yang dilakukan pengukuran merupakan beban non linier yaitu Lampu hemat energy, lampu TL, televisi, receiver, penanak nasi, lemari pendingin, kipas angin, Charger battery, dengan total daya sebesar 1100 Watt dengan rekapitulasi beban seperti Tabel 3 berikut.

Gambar 5 Bentuk gelombang tegangan

Gambar 6 Bentuk gelombang arus

Tabel 3 Jumlah beban saat pengukuran Jenis Beban Jumlah Jumlah daya (watt) Lampu hemat 10 160 energi Lampu TL 1 20 Kipas angin 2 110 Penanak nasi 1 350 Lemari pendingin 1 60 TV 2 250 Receiver 1 50 Charger battery 2 100 Jumlah daya 1100

IV.

Data hasil pengukuran dengan menggunakan alat ukur METREL dalam bentuk tegangan dan arus harmonisa ordo n dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Ordo harmonisa dan THD tegangan dan arus

HASIL DAN PEMBAHSAN

Pengukuran karakteristik harmonisa pada panel utama dilakukan pada tanggal 23 Oktober 2012, pukul 20.19. Data dalam bentuk gelombang tegangan dan arus harmonisa terdiri dari gelombang tegangan dan arus harmonisa, bentuk gelombang tegangan dan arus, spektrum tegangan dan arus harmonisa yang diperlihatkan pada Gambar 4. s/d 7.

Gambar 4. Bentuk gelombang tegangan dan arus

n 1

V(Volt) 211.2

I(Ampere) 5.07

3 5

9.8 4.7

0.524 0.107

7 9

2.1 2.4

0.096 0.08

11 13 15

0.3 0.6 0.3

0.021 0.055 0.035

17 19

0.3 0.2

0.002 0.011

21 23

0.2 0.2

0.014 0.009

25 THD

0.2 5.40%

0.015 11.20%

Gambar 7 Karakteristik harmonisa tegangan dan arus

39

Jurnal Litek (ISSN: 1693-8097) Volume 10 Nomor 1, Maret 2013: hal. 35 - 42 Data pengukuran tegangan fasa, arus fasa, daya, faktor daya, besar THD tegangan dan arus harmonisa, arus netral, dan frekuensi dapat dilihat pada Tabel 5 yang diambil dari data hasil pengukuran dengan alat ukur METREL. Tabel 5 hasil pengukuran tegangan, arus, daya, faktor daya, THD tegangan dan arus Symbol U I S P Q PF cosPhi THD U THD I

Uxx THD Uxx Inull Freq

Name Phase voltage Phase current Apparent power Active power Reactive power PF cosinus Phi Total harmonic distortion Total harmonic distortion Inductive, Capacitive Phase to phase voltage Phase to phase voltage THD

Unit V A kVA kW kVAr

L1 211.8 5.109 1.1 0.88 0,66 0.8 0.81

%

5.4

%

11.2

V

Gambar 8. Rancangan model matlab/simulink dengan filter LCL Hasil simulasi matlab/simulink setelah menggunakan filter LCL dengan parameter yang sudah dihitung pada Tabel 6 seperti Gambar 9, 10, 11, 12 dan 13.

i (U12) 211.8

Selected signal: 9.974 cycles. FFT window (in red): 3 cycles 5

0

% A

-5 0

49.87

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

Gambar 9.Bentuk gelombang arus setelah menggunakan filter LCL Fundamental (49.87Hz) = 4.028 , THD= 2.90%

Tabel 6 Impedansi dan parameter filter

5

Nilai dan Satuan

4

Mag

ohm L=

Impedansi saluran TIC 500 m Impedansi saluran TIC 20 m Reaktansi induktor input filter L1 Reaktansi induktor output filter L2 Reaktansi induktor filter L3 Reaktansi Kapasitor filter C

0.04

Time (s)

Nilai reaktansi transformator, saluran kabel, filter LCL, setelah dihitung di bab tiga, maka dapat dirangkum nilai parameter sistem dan filter seperti Tabel 6. Impendasi dan parameter filter Impedansi Trafo

0.02

3

2

0.16+j0.05

1

0.1018 + j0.002

0

0

10

20

30

40

50

60

Harmonic order

0.010666 H

Gambar 10 Bentuk spectrum arus setelah menggunakan filter LCL

0.00533 H 0,033H

Selected signal: 9.974 cycles. FFT window (in red): 3 cycles 400 200

Simulasi matlab dengan menggunakan filter LCL 0

Simulasi yang dilakukan dengan menggunakan filter LCL, yang terdiri dari blok sumber arus harmonisa, blok sistem pengukuran, blok impedansi sistem, dan blok filter LCL seperti Gambar 8 dengan parameter sesuai Tabel 6.

-200 -400 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1 0.12 Time (s)

0.14

0.16

0.18

0.2

Gambar 11 Bentuk gelombang tegangan setelah menggunakan filter LCL

40

Peredaman Harmonisa dan Perbaikan Faktor Daya Aplikasi Beban.........................Supri Hardi dan Yaman pemasangan filter LCL seperti Gambar 9, 10, 11 dan 12 dengan faktor daya sebesar 0,99 seperti ditunjukan pada Gambar 13. Dari hasil simulasi Tabel 7 terlihat harmonisa tegangan dan harmonisa arus semua ordo harmonisa sudah dibawah kondisi yang di izinkan oleh standar IEEE 519-1992 . Ordo harmonisa ke 3 dan ke 5 untuk tegangan yang merupakan ordo harmonisa tertinggi dari data pengukuran yaitu harmonisa ordo ke 3 sebesar 4,64% dan harmonisa ordo ke 5 sebesar 2,23%, dan THD total 5,40%, setelah difilter oleh filter LCL maka harmonisa ordo ke 3 menjadi sebesar 1,75% dan harmonisa ordo ke 5 sebesar 0,07% dan THD total menjadi 1,63%. Ordo harmonisa ke 3 dan ke 5 untuk arus yang merupakan ordo harmonisa tertinggi dari data pengukuran yaitu harmonisa ordo ke 3 sebesar 10,34% dan harmonisa ordo ke 5 sebesar 2,11%, setelah difilter oleh filter LCL maka harmonisa ordo ke 3 menjadi sebesar 0.41% dan harmonisa ordo ke 5 sebesar 1,59% dan THD total 2,9%.

Fundamental (49.87Hz) = 317.2 , THD= 1.63% 350

Mag (% of Fundamental)

300 250 200 150 100 50 0 0

10

20

30 Harmonic order

40

50

60

Gambar 12 Bentuk spectrum tegangan setelah menggunakan filter LCL Data hasil pengujian dengan matlab/simulink dalam bentuk tegangan dan arus harmonisa ordo n dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Data hasil pengujian matlab/simulink tegangan dan arus harmonisa ordo n setelah menggunakan filter. Harmonisa ordo n

V max %

V max (Volt)

I max %

I max (Amp)

1

100.00%

317.17

100.00%

4.03

V.

3

0.09%

0.30

0.41%

0.02

5

0.56%

1.78

1.59%

0.06

7

0.75%

2.38

1.59%

0.06

Sesuai dengan rumusan masalah, batasan masalah dan tujuan dari penelitian, maka diambil kesimpulan diantaranya: Hasil pengukuran menggunakan filter LCL dan Pemodelan dengan memanfaatkan program matlab/simulink diperlihatkan bahwa untuk Total Harmonic Distortion (THD) tegangan dari 5,4% telah dikurangi menjadi 1,72% dengan pengukuran dan 1,63% dengan menggunakan simulasi matlab, dan THD arus dari 11,2% mampu dikurangi menjadi 3,12% dengan pengukuran dan 2,9% dengan menggunakan simulasi matlab. Hasil pengukuran dan simulasi menunjukan THD sistem sudah dibawah ketentuan standar yang ada yaitu IEEE 5191992. Filter LCL dirancang untuk meredam harmonisa tertinggi yaitu orde harmonisa ke 3, tapi mampu juga meredam orde harmonisa lainnya terutama harmonisa ke 5 dan 7 yang merupakan amplitudo arus atau tegangan terbesar menjadi lebih rendah, dan ini dapat dilihat pada Tabel 7. Filter LCL juga mampu memperbaiki faktor daya dari 0,8 menjadi 0,99, dimana dalam perencanaan yang seharusnya 0,98, hal ini terjadi karena penyesuaian nilai kapasitor yang ada dipasaran, seharusnya menggunakan kapasitor sebesar 34,11 μF menjadi 35 μF.

9

0.80%

2.53

1.35%

0.05

11

0.25%

0.79

0.35%

0.01

13

0.75%

2.37

0.89%

0.04

15

0.53%

1.67

0.55%

0.02

17

0.03%

0.10

0.03%

0.00

19

0.19%

0.61

0.16%

0.01

21

0.26%

0.82

0.20%

0.01

23

0.17%

0.55

0.12%

0.00

25

0.30

0.95

0.20%

1,63%

THD Cos φ

0.01 2,9%

0,99

KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA [1]. Sergio Manuel Rivera Sanhueza, Fernando Lessa Tofoli, Fabio Lima de Albuquerque, José Carlos de Oliveira, and Geraldo Caixeta Guimarães, Analysis and Evaluation of Residential Air Conditioners for Power System Studies IEEE Transactions on Power Systems, vol. 22, no. 2, May 2007.

Gambar 13. Faktor daya setelah menggunakan filter LCL Hasil simulasi yang dilakukan dengan menggunakan matlab/simulink pada sistem beban peralatan rumah tangga dapat dilihat bentuk gelombang dan spektrum arus dan tegangan terhadap Total Harmonic Distortion (THD) sesudah

41

Jurnal Litek (ISSN: 1693-8097) Volume 10 Nomor 1, Maret 2013: hal. 35 - 42 [2]. Arrillaga.J, N.R. Watson , 2003 Power System Harmonics, Second Edition John Wiley & Sons, Ltd ISBN: 0-470-85129-5

[16]. www.mtecorp.com, tgl unduh 11/30/2010, ”Solution economic for Meet Harmonic Distortion Limits”.

[3]. Angelo Baggini, 2008, “Handbook of Power Quality”, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England.

[17]. Pekik Argo Dahono,”Harmonics in Power System”, School of Electrical Engineering and Informatics, Institute of Technology Bandung. [18]. Grady Mack, 2005, Understanding Power System Harmonics University of Texas at Austin

[4]. Das Amec J. C., 2002, Power System Analysis Short-Circuit Load Flow and Harmonics Inc.Atlanta, Georgia Copyright @ 2002 by Marcel Dekker, Inc. All Rights Reserved. ISBN: 0-8247-0737-0

[19]. Dugan Roger C./ Mark F. MC Granaghan, Surya Santoso/ H. Wayne Beaty, 2004, electrical power sistem quality, McGraw-Hill Companies

[5]. Supri Hardi, 2011, Filter Matrix Sebagai Filter Harmonisa Dan Perbaikan Faktor Daya (Studi Kasus Pada Tranformator 400 Kva, 20kv/400v - Bengkel Listrik Politeknik Negeri Lhokseumawe) [6]. Timothy Browne.J, and T.Gerald Heydt, Power Quality as an Educational Opportunity IEEE, vol. 23, no. 2, May 2008, hal 814 [7]. Karl M. Hink, www.mtecorp.com, 11/30/2010, “Performance of Harmonic Mitigation Alternatives”. [8].

Karl M. Hink www.mtecorp.com, 11/30/2010,”18-pulse drive and voltage unbalance”.

[9]. Messikh T. dkk.. Adaptive Notch Filter for Harmonic current Mitigation, International Journal of Electrical and Information Engineering 2:8 2008 [10]. Darwin Rivas dkk, Improving Passive Filter Compensation Performance With Active techniques, IEEE, vol. 50, no. 1, february 2003 [11]. AKAGI H. Modern active filters and traditional passive filters, Bulletin of the polish academy of sciences technical sciences,vol. 54, no. 3, 2006 [12]. Pinto .J.G dkk, A combination series active and passive filter for harmonics, aubalances, and fliker compensation, International comperence on power engineering energy, and electrical drives setubal protugal, april 2007 [13]. Alex McEachern, 2007, A Free Simulator Program For Teaching Power Quality Consepts, Power Standard Lab. Alameda, California, USA [14]. Arrillaga.J, N.R. Watson , 2003 Power System Harmonics, Second Edition John Wiley & Sons, Ltd ISBN: 0-470-85129-5 [15]. Grady Mack, 2005, Understanding Power System Harmonics University of Texas at Austin

42