Studi analisis..., Muhammad Marudheni, FT UI, 2013

Studi Analisis Karakteristik Arus Awal Penyalaan Lampu CFL, LED, dan TL Muhammad Marudheni dan Amien Rahardjo Fakultas Teknik, Departemen Teknik Elektro, Universitas Indonesia Abstrak

Inrush Current adalah suatu kondisi transien arus sewaktu dilakukan starting dengan dihubungkan pada beban atau peralatan listrik. Dalam ilmu ketenagalistrikan, inrush current ini selalu diperhitungkan untuk beban – beban besar ataupun peralatan listrik yang mengkonsumsi daya listrik yang besar. Namun jarang sekali meneliti bagaimana inrush current terjadi pada beban dengan konsumsi daya yang kecil, seperti pada lampu. Pengujian terhadap karakteristik inrush current pada lampu CFL, lampu LED, dan Lampu TL pada saat starting yang dilakukan untuk melihat lonjakan arus sesaat. Karakteristik yang dimaksud adalah magnitude atau besar maksimum inrush current dan waktu yang didaptakan respons arus ini. Daya lampu yang diuji pada lampu CFL yaitu 11 Watt, 14 Watt, 18 Watt, lampu LED yaitu 6 Watt, 9 Watt, 9,5 Watt, dan Lampu TL yaitu 8 Watt, 10 Watt, 15 Watt. Dari hasil Pengujian didapatkan karakteristik inrush current pada lampu CFL, lampu LED, dan Lampu TL, dimana besar inrush current akan lebih besar jika masing – masing pada lampu memiliki daya yang lebih besar. Sedangkan untuk karakteristik waktu yaitu Time Rise (Tr) akan semakin bertambah dengan variasi beban daya pada tiga jenis lampu dan diberi tegangan yang semakin meningkat. Sedangkan nilai Time Rise Second (Tr’) dan nilai Time Settling (Ts) akan menurun jika diberi variasi beban daya dan diberi sumber tegangan yang semakin meningkat. Pendahuluan Gejala peralihan atau transien adalah periode peralihan selama arus cabang dan tegangan elemen berubah dari nilai semula menjadi nilai baru akibat dari perubahan sumber tegangan atau perubahan elemen-elemen rangkaian. Setelah transien berlalu, keadaan rangkaian disebut tunak (steady state). Pada saat terjadi transien, komponen-komponen dalam sistem tenaga listrik mengalami tekanan yang sangat besar berupa arus dan tegangan. Tegangan yang ditimbulkan berupa tegangan lebih transien dan magnitudenya dapat mengakibatkan kerusakan pada komponen sistem. Penyebabnya terdapat pada lingkungan atau faktor eksternal seperti petir, dan dapat diakibatkan dari perlakuan sistem itu sendiri atau faktor internal seperti pada pensklaran [1]. Transien banyak digunakan dalam istilah tenaga listrik sebagai sesuatu kejadian yang sebenarnya tidak diinginkan dan sifatnya sangat cepat, namun merupakan suatu kejadian yang alami sehingga tidak dapat dicegah. Kondisi transien ini dapat terjadi pada tegangan dan arus dan untuk transien arus lebih banyak dikenal sebagai arus inrush. Pada rangkaian listrik, transien adalah karakteristik dari respon tegangan dan arus dari sistem yang terdiri dari komponen resistif (R), induktif (L), dan kapasitif (C). Ada 3 respon yang dikenal yaitu kondisi kurang teredam (underdamped), teredam kritis (critically damped) dan sangat teredam (overdamped). pada saat ini yang dibicarakan adalah arus maka yang dimaksud respon arus, sehingga rangkaiannya adalah rangkaian RLC seri [2].

1

Studi analisis..., Muhammad Marudheni, FT UI, 2013.

Gambar 2.1 Rangakain Seri RLC Secara matematis rangkaian listrik sederhana yang terdiri dari komponen aktif R, komponen pasif L dan C dirangkain secara seri seperti pada gambar 2.1. dari gambar diatas dengan mengunakan analisis mess dapat ditentukan persamaan tegangannya, yaitu[2]: + / = …………………………………………………………………….(2.1)

+

Dan dengan mengunakan persamaaan diferensial orde 2 dan pemisalan i = Aest, maka:

(

atau

,

=−

±

−

dengan ;

+

,

=

+

+

= − ;

+( )

+

+

=

/ )=

/ =

±

=

−

………………………………………............................................................................(2.2)



Untuk α > ω0, merupakan kondisi overdamped i(t) = A1es1t + A2es2t………………………………………………………………...(2.3)



Untuk α = ω0, merupakan kondisi critically damped i(t) = e-st(A1 t+ A2) …………………………………………………………………(2.4)



Untuk α < ω0, merupakan kondisi underdamped i(t) = e- αt(B1cos ωdt + B2 sinωdt)…………………………………………………...(2.5) =

−

Konstanta A1, A2, B1, dan B2 didapat dengan mengunakan kondisi awal (intial condition) Pada dasarnya, ada dua jenis transien yang dikenal dalam ilmu ketenagalistrik yaitu: 1. Oscillatory transient, memiliki respon transien sama seperti underdamped 2. Impulsive transient, yang merupakan perwakilan dari kondisi overdamped dan critically damped. 2


Transien Impulsif (Impulsive Transient) Transien impulsif adalah suatu respon kondisi lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan tanpa mengubah mengubah frekuensi dari kondisi tunak dengan bentuk gelombang yang memiliki polaritas searah. Bentuk gelombangnya sesuai dengan persamaan eksponensial murni. Salah satu penyebab transien impulsif adalah sambaran petir.

Gambar 2.2 Transien Impulsif Transien impulsif sering kali ditinjau dari beberapa karakteristik penting yang menunjukkan kondisi respon impulsif tersebut, seperti besar respon maksimum (Imaks atau Vmaks), waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan tunak. Karakteristik tersebut biasanya dinyatakan oleh notasi, contohnya 1,2 x 50µs 2000 V. ini artinya transien impulsif nilainya naik dari nol menuju nilai puncak 2000 V dalam 1,2 mikrodetik dan turun sampai setengahnya dalam 50 mikrodetik. Karena peralihan ini berada dalam frekuensi yang tinggi maka bentuk dari gelombang peralihan dapat berubah secara cepat oleh komponen rangkaian dan akan mempunyai bentuk gelombang yang berbeda bila dilihat pada komponen lain dari sistem daya [2]. Transien Osilasi (Oscillatory Transient) Transien osilasi adalah suatu respon lonjakan sesaat dari karakteristik arus atau tegangan tanpa mengubah frekuensi dari kondisi steady state dengan bentuk gelombang yang memiliki polaritas bolak – balik (positif atau negatif). Transien osilasi ini dapat terjadi karena adanya gangguan (fault) atau karena operasi pensaklaran (switching).

Gambar 2.3 Transien Osilasi 3


Bentuk gelombang transien osilasi sesuai dengan persamaan eksponensial dengan fungsi sinusoidal. Sama halnya dengan transien impulsif, transien osilasi juga ditinjau dari respon maksimum (Imaks atau Vmaks), waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi maksimum dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan tunak. Dalam bidang ilmu ketenagalistrikan, transien osilasi dibagi 3, yaitu: 1. Transien osilasi tinggi, dengan frekuensi lebih besar dari 500kHz dan durasi waktunya terukur dalam mikrodetik. Untuk beberapa siklus. Transien ini biasanya terjadi karena respon dari sistem terhadap transien impulsif. 2. Transien osilasi frekuensi menengah, dengan frekuensi komponen diantaranya 5 – 500kHz dan durasi waktunya terukur dalam puluhan mikrodetik. Transien ini terjadi karena penskalaran kapasitor ataupun pensklaran beban. Transien ini juga dapat terjadi karena respon dari sistem terhadap transien impulsif. 3. Transien osilasi frekuensi rendah, dengan frekuensi dibawah 5 kHz dan durasi waktunya 0,3 – 0,5 ms. Transien ini biasanya terjadi pada sistem substransmisi dan distribusi, dan dapat disebabkan oleh beberapa kejadian. Paling sering adalah karena pelepasan energi dari kapasitor bank yang menghasilkan transien dengan frekuensi 300 – 900Hz. Transien frekuensi rendah biasanya mempunyai frekuensi pokok kurang dari 300Hz dan terjadi dalam sistem distribusi. Hal ini terkait dengan ferrosenansi dan pelepasan energi transformator. Transien dikarenakan kapasitor terhubung seri juga masuk kategori ini [2]. Inrush Current Pada Operasi Pemutus Hubungan Lampu Berdasarkan suatu teori yang didapat tentang karakteristik inrush current suatu rangkaian listrik sederhana dapat dibuat beberapa persamaan matematis penting dalam menghitung karakteristik inrush current yang terjadi, seperti: 1. Perbandingan puncak inrush current dengan pundak kondisi tunak 2. Selang waktu puncak inrush current Inrush current adalah bentuk gelombang yang diukur dalam selang waktu yang cepat setelah sakelar menghubungkan beban dengan sumber tegangan. Inrush current yang terjadi pada operasi pemutus hubungan ini tergantung pada tegangan sumber input yang diberikan (Vin max), impedansi eksternal yaitu impedansi sumber tegangan atau saklar yang terdiri dari tahanan Rext dan Lext, dan impedansi internal yaitu impedansi dari beban itu sendiri, yaitu Rin an Lin. Namun besar puncaknya inrush current dapat diperkirakan [8]:

Dimana

≤

……………………………(2.7)



I inrush max = besar magnitude puncak inrush current



Vin max = besar magnitud puncak tegangan input (sumber)



Rin = tahanan beban 4




Rext = Tahanan luar (diluar beban) seperti sakelar, kabel, rumah lampu dan power supply.

Gambar 2.8. Rangkaian listrik Sederhana

Gambar 2.9. Karakteristik Inrush Current operasi operasi Penyalaan rangkaian listrik sederhana Untuk karakteristik waktu dan energi yang dikonsumsi saat terjadi terjadi inrush current dapat dinyatakan dengan persamaan dibawah ini [8].



=

................................................................(2.8)

tinr r : waktu yang dibutuhkan dari 0.1 besar puncak arus inrush current sampai mencapai kondisi puncak magnitude inrush current.

Rangkaian Pengujian Pada pengujian arus inrush ini terdiri dari dua bagian, yaitu pengujian dengan menggunakan osiloskop dan pengujian parameter tiap lampu untuk digunakan pada perhitungan matematis arus inrush yang berdasarkan teori. Hasil dari pengujian dengan osiloskop dan perhitungan matematis nantinya akan dibandingkan. Dibawah ini adalah software yang menghubungkan osiloskop untuk mendapatkan hasil gelombang

Gambar 3.1. Software yang digunakan pada osiloskop 5


Untuk pengujian dengan menggunakan osiloskop, pengujian dilakukan untuk melihat karakteristik dan arus inrush pada operasi penskalaran lampu TL, lampu CFL, dan lampu LED. Selain itu juga dilakukan pengujian karakteristik arus steady state dari lampu TL, lampu CFL, dan lampu LED itu sendiri, sehingga didapat perbandingan antara keduanya. Adapun rangkaian pengujian dengan osiloskop ini dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.2. Gambar rangakaian pengujian.

Pengujian Karakteristik Arus Inrush Pengujian karakteristik arus inrush ini dilakukan untuk melihat besarnya arus inrush ketika dilakukan operasi penutupan saklar. Dalam pengaturan osiloskop kita menggunkan 2 Volt/div dalam 10 ms/div dengan arus 30 mA dibwah ini adalah tabel pengukurannya. Tabel 4.1. Pengaturan tegangan dan waktu yang digunakan pada osiloskop. Pengaturan Tegangan 2 Volt/div 2 Volt/div 2 Volt/div

Pengaturan Waktu 1 ms/ div 10 ms/ div 100 ms /div

Arus 0,3 mA 30 mA 3 mA

Untuk pengujian akan dilakukan variasi beban berdasarkan besarnya dayanya pada masing – masing jenis lampu yaitu lampu CFL, lampu LED, dan lampu TL. Selain melihat karakteristik nilai arus inrush, pada pengujian ini juga akan dilihat karakteristik waktunya. Karakteristik waktu pada arus inrush dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu: 1. Time Rise (Tr), yaitu selang waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai puncak. 2. Time Rise Second (Tr’), yaitu selang waktu yang dibutuhkan setelah nilai puncak kedua dari nilai puncak pertama. 3. Settling Time (Ts), yaitu selang waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi tunak.

6


Lampu CFL Dibawah ini adalah bentuk gelombang saat kondisi inrush yang terlihat pada layar osiloskop, saat dilakukan penutupan saklar dengan beban yang digunakan adalah lampu CFL 11 Watt, 14 Watt, dan 18 Watt. 1. 11 Watt

Gambar 4.1. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu CFL 11 Watt. Plampu = V. I cos θ 11 watt = 220 volt . I. 0,989 I = 11watt / (220 volt. 0,989) = 50 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 10,16 V * (30 mA / 2 V) = 152,4 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 3,3 V * (30 mA / 2 V) = 49,5 mA Tr = 0,5 ms, Tr’= 4 ms, dan Ts =14 ms. 2. 14 Watt

Gambar 4.2. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu CFL 14 Watt. Plampu = V. I cos θ 14 watt = 220 volt . I. 0,991 I = 14watt / (220 volt. 0,991) = 64 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 23,6 V * (30 mA / 2 V) = 354 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 4,2 V * (30 mA / 2 V) = 63 mA Tr = 0,8 ms, Tr’= 2,5 ms, dan Ts =14,5 ms. 7


3. 18 Watt

Gambar 4.3. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu CFL 18 Watt. Plampu = V. I cos θ 18 watt = 220 volt . I. 0,994 I = 18watt / (220 volt. 0,994) = 82 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 23,6 V * (30 mA / 2 V) = 354 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 5.4 V * (30 mA / 2 V) = 81 mA Tr = 1 ms, Tr’= 4 ms, dan Ts =16 ms. Tabel 4.2. Data hasil pengujian karakteristik arus inrush pada variasi beban daya pada lampu CFL. Daya Lampu CFL

Arus Inrush

Arus Steady – state

Time Rise (Tr)

Time Rise Second (Tr’)

Time Settling (Ts)

11 Watt

152,4 mA

49,5 mA

0,5 ms

4 ms

14 ms

14 Watt

354 mA

63 mA

0,8 ms

2,5 ms

14,5 ms

18 Watt

354 mA

81 mA

1 ms

4 ms

16 ms

8


Lampu LED Dibawah ini adalah bentuk gelombang saat kondisi inrush yang terlihat pada layar osiloskop, saat dilakukan penutupan saklar dengan beban yang digunakan adalah lampu LED 6 Watt, 9 Watt, dan 9,5 Watt. 1. 6 Watt

Gambar 4.4. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu LED 6 Watt. Plampu = V. I cos θ 6 watt = 220 volt . I. 0,997 I = 6 watt / (220 volt. 0,997) = 27 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 10,16 V * (30 mA / 2 V) = 152,4 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 1,8 V * (30 mA / 2 V) = 27 mA Tr = 0,3 ms, Tr’= 4,1 ms, Ts = 16 ms. 2. 9 Watt

Gambar 4.5. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu LED 9 Watt. Plampu = V. I cos θ 9 watt = 220 volt . I. 0,998 I = 9 watt / (220 volt. 0,998) = 40 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 10,16 V * (30 mA / 2 V) = 152,4 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 2,6 V * (30 mA / 2 V) = 39 mA Tr = 0,3 ms, Tr’= 4 ms, dan Ts = 18 ms.

9


3. 9,5 Watt

Gambar 4.6. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu LED 9,5 Watt. Plampu = V. I cos θ 9,5 watt = 220 volt . I. 0,998 I = 9,5 watt / (220 volt. 0,998) = 40 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 10,16 V * (30 mA / 2 V) = 152,4 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 2,6 V * (30 mA / 2 V) = 39 mA Tr = 0,35 ms, Tr’= 3 ms, dan Ts = 16 ms. Tabel 4.3. Data hasil pengujian karakteristik arus inrush pada variasi beban daya pada lampu LED. Daya Lampu LED

Arus Inrush

Arus Steady – state

Time Rise (Tr)


Time Settling (Ts)

6 Watt

152,4 mA

27 mA

0,3 ms

4,1 ms

16 ms

9 Watt

152,4 mA

39 mA

0,3 ms

4 ms

18 ms

9,5 Watt

152,4 mA

39 mA

0,35 ms

3ms

10


16 ms

Lampu TL Dibawah ini adalah bentuk gelombang saat kondisi inrush yang terlihat pada layar osiloskop, saat dilakukan penutupan saklar dengan beban yang digunakan adalah lampu TL 8 Watt, 10 Watt, dan 15 Watt. 1. 8 Watt

Gambar 4.7. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu TL 8 Watt. Plampu = V. I cos θ 8 watt = 220 volt . I. 0,983 I = 8 watt / (220 volt. 0,983) = 37 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 23,6 V * (30 mA / 2 V) = 354 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 2,4 V * (30 mA / 2 V) = 36 mA Tr = 0,4 ms, Tr’= 4 ms, dan Ts = 16 ms. 2. 10 Watt

Gambar 4.8. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu TL 10 Watt. Plampu = V. I cos θ 10 watt = 220 volt . I. 0,987 I = 10 watt / (220 volt. 0,987) = 46 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 23,6 V * (30 mA / 2 V) = 354 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 3 V * (30 mA / 2 V) = 45 mA Tr = 0,45 ms, Tr’= 4 ms, dan Ts =16 ms. 11


3. 15 Watt

Gambar 4.9. Bentuk gelombang kondisi inrush pada lampu TL 15 Watt. Plampu = V. I cos θ 15 watt = 220 volt . I. 0,987 I = 15 watt / (220 volt. 0,987) = 69 mA Iinrush = Vpuncak osiloskop * ( 30 mA / 2 V) = 10,16 V * (30 mA / 2 V) = 152,4 mA Isteady-state = Vsteady-state * ( 30 mA / 2 V) = 4,5 V * (30 mA / 2 V) = 67,5 mA Tr = 0,45 ms, Tr’= 2,5 ms, dan Ts = 14 ms. Tabel 4.4. Data hasil pengujian karakteristik arus inrush pada variasi beban daya pada lampu TL. Daya Lampu TL

Arus Inrush

Arus Steady – Time Rise state (Tr)


Time Settling (Ts)

8 Watt

354 mA

36 mA

0,4 ms

4 ms

16 ms

10 Watt

354 mA

45 mA

0,45 ms

4 ms

16 ms

15 Watt

152,4 mA

67,5 mA

0,45 ms

2,5 ms

14 ms

PENGUJIAN KARAKTERISTIK ARUS INRUSH DENGAN VARIASI SUMBER TEGANGAN Pengujian karakteristik arus inrush dengan variasi sumber tegangan bertujuan untuk melihat karakteristik arus inrush pada tiga jenis lampu yang berbeda. Dimana variasi yang diberikan tegangan dari 180 Volt, 185 Volt, 190Volt, 195 Volt, 200 Volt, 205 Volt, 210 Volt, 215 Volt, 220 Volt, 225 Volt, 230 Volt, 235 Volt, 240 Volt, 245 Volt, dan 250 Volt karena pada pengujian sebelumnya diberikan tegangan sebesar 220 Volt. Dengan begitu dapat dilihat karakteristik arus inrush. Lampu CFL 18 Watt Tabel 4.5. Data hasil pengujian karakteristik arus inrush pada variasi sumber tegangan pada lampu CFL. 12


Tegangan Arus Inrush 180 V 152,4 mA 185 V 152,4 mA 190 V 152,4 mA 195 V 354 mA 200 V 354 mA 205 V 354 mA 210 V 354 mA 215 V 354 mA 220 V 354 mA 225 V 354 mA 230 V 354 mA 235 V 354 mA 240 V 152,4 mA 245 V 152,4 mA 250 V 152,4 mA

Arus Steadystate 72 mA 72,7 mA 75 mA 75 mA 78 mA 78 mA 79,5 mA 79,5 mA 81 mA 84 mA 84 mA 87 mA 88,5 mA 90 mA 90 mA

Time Rise (Tr) 0,8 ms 0,8 ms 0,8 ms 0,9 ms 0,9 ms 0,9 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1.

Time Rise Second Time Settling (Tr') (Ts) 3 ms 8 ms 3ms 8 ms 3,5 ms 8 ms 4 ms 10 ms 4 ms 10 ms 4 ms 9 ms 4 ms 9 ms 4 ms 9 ms 4 ms 10 ms 4 ms 8 ms 4 ms 8 ms 4 ms 7 ms 2 ms 6 ms 2 ms 5 ms 2 ms 5 ms

Lampu CFL 18 Watt Tabel 4.6. Data hasil pengujian karakteristik arus inrush pada variasi sumber tegangan pada lampu LED. Tegangan 180 V 185 V 190 V 195 V 200 V 205 V 210 V 215 V 220 V 225 V 230 V 235 V 240 V 245 V 250 V

Arus Inrush 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 74,4 mA 74,4 mA 74,4 mA 74,4 mA 74,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 74,4 mA 74,4 mA 74,4 mA 74,4 mA

Arus Steadystate 18 mA 21 mA 24 mA 27 mA 27 mA 30 mA 33 mA 36 mA 39 mA 40,5 mA 43 mA 45 mA 48 mA 51 mA 52,5 mA

Time Rise (Tr) 0,2 ms 0,2 ms 0,2 ms 0,2 ms 0,2 ms 0,2 ms 0,2 ms 0,3 ms 0,3 ms 0,4 ms 0,4 ms 0,5 ms 0,5 ms 0,5 ms 0,5 ms

Time Rise Second (Tr') 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 4 ms 4 ms 4 ms 1 ms 1 ms 1 ms 1 ms

13


Time Settling (Ts) 30 ms 28 ms 25 ms 23 ms 22 ms 22 ms 20 ms 20 ms 18 ms 16 ms 16 ms 10 ms 9 ms 8 ms 8 ms

Lampu TL 15 Watt Tabel 4.7. Data hasil pengujian karakteristik arus inrush pada variasi sumber tegangan pada lampu TL. Tegangan 180 V 185 V 190 V 195 V 200 V 205 V 210 V 215 V 220 V 225 V 230 V 235 V 240 V 245 V 250 V

Arus Inrush 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 152,4 mA 354 mA 354 mA 354 mA 152,4 mA 152,4 mA

Arus Steadystate 46,5 mA 49,5 mA 52,5 mA 54 mA 57 mA 60 mA 63 mA 66 mA 67,5 mA 69 mA 72 mA 75 mA 76,5 mA 76,5 mA 78 mA

Time Rise (Tr) 0,3 ms 0,3 ms 0,3 ms 0,3 ms 0,4 ms 0,4 ms 0,4 ms 0,4 ms 0,45 ms 0,5 ms 0,5 ms 0,5 ms 0,5 ms 0,5 ms 0,5 ms

Time Rise Second (Tr') 4 ms 4 ms 4 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2,5 ms 2,5 ms 2,5 ms 2,5 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms

Time Settling (Ts) 8 ms 8 ms 8 ms 9 ms 10 ms 10 ms 12 ms 13 ms 14 ms 14 ms 8ms 8ms 8ms 8ms 8ms

ANALISA DATA HASIL PENGUJIAN Analisa Hasil Pengujian Pada Variasi Beban

Gambar 4.55. Diagram puncak arus inrush dan puncak arus steady state terhadap variasi beban daya lampu CFL.

14


Gambar 4.56. Diagram puncak arus inrush dan puncak arus steady state terhadap variasi beban daya lampu LED.

Gambar 4.57. Diagram puncak arus inrush dan puncak arus steady state terhadap variasi beban daya lampu TL.

Gambar 4.58. Diagram karaktersitik waktu inrush terhadap variasi beban daya lampu CFL.

15


Milisekon

Diagram Karakteristik Waktu Arus Inrush Terhadap Variasi Beban Daya Lampu LED 20 15 10 5 0

6 Watt 0.3

9 Watt 0.3

9.5 Watt 0.35

Time Rise Second (Tr')

4.1

4

3

Time Settling (Ts)

16

18

16

Time Rise (Tr)

Gambar 4.59. Diagram karaktersitik waktu inrush terhadap variasi beban daya lampu LED.

Diagram Karakteristik Waktu Arus Inrush Terhadap Variasi Beban Daya Lampu TL 20

Milisekon

15 10 5 0

8 Watt 0.4

Time Rise (Tr)

10 Watt 0.45

14 Watt 0.45


4

4

2.5

Time Settling (Ts)

16

16

14

Gambar 4.60. Diagram karaktersitik waktu inrush terhadap variasi beban daya lampu TL.

Analisa Hasil Pengujian Pada Variasi Sumber Tegangan

Miliampere

Diagram Arus Inrush dan Arus Steady-state Terhadap Variasi Tegangan Pada Lampu CFL 18 Watt

Arus Inrush

400 350 300 250 200 150 100 50 0

180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt 152 152 152 354 354 354 354 354 354 354 354 354 152 152 152

Arus Steady-State 72

73

75

75

78

78

80

80

81

84

84

87

89

90

90

Gambar 4.61. Diagram puncak arus inrush dan puncak arus steady state terhadap variasi sumber tegangan pada lampu CFL 18 Watt. 16


Gambar 4.62. Diagram puncak arus inrush dan puncak arus steady state terhadap variasi sumber tegangan pada lampu LED 9 Watt.

Miliampere

Diagram Arus Inrush dan Arus Steady - state Terhadap Variasi Tegangan Pada Lampu TL 15 Watt 400

Arus Inrush

350 300 250 200 150 100 50 0

180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt 152 152 152 152 152 152 152 152 152 354 354 354 152 152 152

Arus Steady-state 47

50

53

54

57

60

63

66

68

69

72

75

77

77

78

Gambar 4.63. Diagram puncak arus inrush dan puncak arus steady state terhadap variasi sumber tegangan pada lampu TL 15 Watt.

Gambar 4.64. Diagram karaktersitik waktu inrush terhadap variasi sumber tegangan lampu CFL 18 Watt. 17


Diagram Karakteristik Waktu Arus Inrush Terhadap Variasi Tegangan Pada Lampu LED 9 Watt

Milisekon

30 25 20 15 10 5 0

Time Rise (Tr)

180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5


2

2

2

2

2

2

2

2

4

4

4

1

1

1

1

Time Settling (Ts)

30

28

25

23

22

22

20

20

18

16

16

10

9

8

8

Gambar 4.65. Diagram karaktersitik waktu inrush terhadap variasi sumber tegangan lampu LED 9 Watt. Diagram Karakteristik Waktu Arus Inrush Terhadap Variasi Tegangan Pada Lampu 15 Watt 14 MIlisekon

12 10

8 6 4 2 0

Time Rise (Tr)

180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt Volt 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.45 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5


4

4

4

2

2

2

2.5 2.5 2.5 2.5

2

2

2

2

2

Time Settling (Ts)

8

8

8

9

10

10

12

8

8

8

8

8

13

14

14

Gambar 4.66. Diagram karaktersitik waktu inrush terhadap variasi sumber tegangan lampu TL 15 Watt. KESIMPULAN Dari pengujian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Jika semakin besar daya pada lampu CFL, lampu LED, dan Lampu TL maka semakin besar nilai kapasitansi yang dibutuhkan untuk menyalakan lampu. Akibatnya semakin tinggi nilai arus inrush yang terjadi. 2. Dengan variasi beban daya lampu yang semakin besar pada lampu CFL, lampu LED, dan Lampu TL waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai arus inrush saat kondisi start lebih lama. 18


3. Pemberian variasi tegangan dari 180 V – 250 V dapat menyebabkan arus inrush yang tidak stabil atau nilai arus inrush yang lebih besar. Ini akibat adanya resonansi pada hambatan dalam lampu CFL, lampu LED, dan Lampu TL. 4. Pemberian variasi tegangan dari 180 V – 250 V akan memperlama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai arus inrush saat kondisi start. 5. Waktu yang sekian milidetik dengan lonjakan arus besar pada lampu CFL, lampu LED, dan lampu LED belum bisa membuktikan ketiga jenis lampu rusak. 6. Perbandingan rata – rata arus inrush dan arus steady – state pada lampu CFL adalah 4,35, lampu LED adalah 4,48, dan lampu TL adalah 6,64. DAFTAR ACUAN [1] Marhunadi A.R, 1990,Teori Rangkaian ( Dasar ± Dasar ), Penerbit Erlangga, Jakarta. [2] Van der Louis, Lou., "Transient in Power System", John Wiley & Sons Ltd, USA, 2001 [3] http://id.wikipedia.org/wiki/Lampu_pijar [4] http://www.ustr.net/electronics/fluorescent.shtml [5] http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_fluorescent_lamp [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode [7] Preve, Chrislope., "protection of Electrical Network", ISTE Ltd, USA, 2006 [8] Laporan skripsi Pengaruh operasi pemutus hubungan lampu pijar terhadap karakteristik inrush current

19


Studi analisis..., Muhammad Marudheni, FT UI, 2013

Recommend Documents