BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dalam sistem tenaga

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam sistem tenaga listrik kualitas daya merupakan salah satu faktor
penting yang harus diperhatikan. Kualitas daya mencakup, kontinuitas dalam
penyediaan energi listrik, kestabilan frekuensi dan tegangan serta kualitas
faktor daya. Keempat hal ini merupakan fokus utama dari kualitas daya,
sehingga
keempat hal
ini
harus dijaga kehandalan.
Akan
tetapi,
perkembangan teknologi di sisi beban yang mengarah pada peningkatan
efisiensi
peralatan
kehandalan
kualitas
dalam
daya.
penggunaan
Berbagai
energi
jenis
listrik
peralatan
mempengaruhi
yang
dapat
mempengaruhi kehandalan dari kualitas daya diantaranya, air conditioner,
refrigerator, lampu-lampu hemat energi, komputer, laptop, serta penggunaan
converter, baik itu rectifier maupun inverter. Peralatan seperti ini semakin
banyak digunakan baik di rumah tangga maupun di industri .
Peralatan elektronik di atas pada umumnya memerlukan arus searah
sehingga dalam penyediannya diperlukan penyearahan arus. Pembebananpembebanan jenis ini membuat arus pada jaringan listrik tidak lagi berbentuk
gelombang sinusoidal murni. Gelombang seperti ini bukan hanya tersusun
dari frekuensi fundamental saja tetapi juga ditumpangi oleh frekuensi
kelipatan bilangan integer dari frekuensi fundamental yang didefinisikan
sebagai harmonisa.
Dengan adanya harmonisa, gelombang arus maupun tegangan yang
harusnya berbentuk sinusoidal berubah menjadi gelombang sinusoidal
terdistorsi. Ketika terjadi distorsi gelombang maka kualitas tegangan dan
frekuensi mengalami perubahan, sehingga tidak sesuai dengan regulasi.
Harmonisa bukan saja menggangu kualitas tegangan dan kestabilan frekuensi
tetapi juga mengakibatkan masalah lain. Diantaranya, meningkatnya rugi-rugi
pada penghantar, timbulnya arus pada kabel netral, terjadinya error
Adha Rizky Juniawan, 2015
PERANCANGAN SIMULASI FILTER AKTIF 3 FASA UNTUK MEREDUKSI HARMONISA AKIBAT
PENGGUNAAN BEBAN NON LINIER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2
pembacaan pada kWh meter, tidak bekerjanya peralatan proteksi pada sistem
tenaga serta membuat faktor daya menjadi rendah.
Karena merugikannya dampak yang diakibatkan oleh harmonisa maka
diperlukan suatu metode untuk meredam harmonisa tersebut. Salah satu
metode yang digunakan dalam mereduksi harmonisa adalah pemasangan
filter. Dengan adanya filter kita dapat mereduksi harmonisa yang terjadi.
Filter sendiri terdiri atas dua jenis yaitu filter pasif dan filter aktif. Filter
pasif terdiri dari komponen linear R, L dan C sedangkan filter aktif terdiri
dari komponen non-linear seperti IGBT, Thyristor, GTO, Transistor Power,
MOSFET yang dirangkai menjadi inverter.
Filter pasif dan aktif sendiri mempunyai beberapa kekurangan dan
kelebihan. Kekurangan dari filter pasif adalah hanya mampu mereduksi
harmonisa tertentu sesuai dengan desain awal sehingga apabila terjadi
perubahan maka filter tersebut tidak dapat menyesuaikan dengan keadaan
baru tersebut. Untuk kelebihan dari filter pasif adalah dari sisi ekonomi. Filter
pasif lebih murah dibanding dengan filter lainnya dalam hal desain dan
pembuatan.
Sedangkan untuk filter aktif kelebihannya adalah dimensinya relatif kecil
serta mampu mereduksi pita frekuensi harmonisa yang lebih lebar. Kelebihan
yang selanjutnya adalah filter ini mampu bekerja pada kondisi beban yang
berubah-ubah dengan cara mengatur ulang sistem kontrol yang mengatur
pensaklaran komponen pada inveter sedangkan untuk kekurangan dari filter
aktif sendiri diantaranya tidak bisa digunakan atau dipasang pada sistem
tenaga yang berkapasitas besar karena kemampuan filter aktif ini dibatasi
oleh kemampuan dari komponen penyusun inveter (GTO dan IGBT).
Kekurangan yang selanjutnaya adalah biaya desain dan pembuatannya relatif
lebih mahal.
Adha Rizky Juniawan, 2015
PERANCANGAN SIMULASI FILTER AKTIF 3 FASA UNTUK MEREDUKSI HARMONISA AKIBAT
PENGGUNAAN BEBAN NON LINIER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3
1.2. Rumusan Masalah
Pada Tugas Skripsi ini penulis ditunjukan terhadap masalah-masalah sebagai
berikut ;
1. Bagaimanakah karakteristik harmonisa (orde harmonisa dominan dan
THD I) akibat beban non-linear di Gedung Direktorat TIK UPI ?
2. Bagaimanakah desain kontrol filter aktif yang efektif untuk mereduksi
harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI ?
3. Bagaimanakah hasil filterisasi harmonisa dari filter aktif ?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah pada Tugas Skripsi ini adalah sebagai berikut ;
1. Harmonisa yang dianalisis hanya berasal dari beban non-linear terutama
personal computer serta laptop.
2. Sumber harmonisa pada simulasi diwakili oleh penyearah tipe jembatan.
3. Filterisasi pada simulasi hanya ditujukan untuk mereduksi nilai dari THD
I, sedangkan data hasil pengukuran di Gedung Direktorat TIK UPI
mengenai faktor kerja dan amplitudo arus diabaikan.
4. Perencanaan
dan
penggunaan
inverter
yang
terkontrol
dengan
menggunakan kendali PWM.
5. Sistem 3 phasa dianggap setimbang.
6. Software yang digunakan untuk mensimulasikan hasil sebelum dan
sesudah pemasangan filter menggunakan Power Simulator versi. 9.0.3
1.4. Tujuan Skripsi
Tujuan penulisan Tugas Skripsi ini adalah sebagai berikut ;
1. Mengetahui karakteristik harmonisa (orde harmonisa dominan dan THD
I) akibat beban non linear di Gedung Direktorat TIK UPI.
2. Mengetahui desain
kontrol filter aktif
yang efektif untuk mereduksi
harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI.
3. Mengetahui hasil filterisasi harmonisa yang dilakukan oleh filter aktif serta
membandingkan gelombang arus hasil perbaikan terhadap standar IEEE
519-1992.
Adha Rizky Juniawan, 2015
PERANCANGAN SIMULASI FILTER AKTIF 3 FASA UNTUK MEREDUKSI HARMONISA AKIBAT
PENGGUNAAN BEBAN NON LINIER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
4
1.5. Manfaat Skripsi
Manfaat yang diharapakan dari skripsi ini diantaranya adalah sebagai berikut ;
1. Bagi penulis : dapat menambah ilmu pengetahuan, pemahaman, dan
keterampilan di dalam dunia kelistrikan, khususnya dalam
perancang
filter aktif
2. Bagi Industri : diharapkan sebagai salah satu kontribusi positif, dengan
adanya perancangan filter dan pengujiannya bisa turut membantu Industri
dalam mereduski harmonisa yang dihasilkan oleh beban non linier berupa
penyearah sehingga dapat menurunkan resiko kerugian akibat harmonisa
tersebut.
3. Bagi dunia pendidikan : diharapkan dapat meningkatkan ilmu pengetahuan
di dalam dunia kelistrikan khususnya desain filter aktif dan diharapkan
untuk kedepannya bermunculan jenis filter yang baru yang mungkin saja
lebih efektif dalam mereduksi harmonisa dibandingkan filter aktif.
1.6. Metode Pengumpulan Data
Penulis menggunakan tiga metode pada proses pengumpulan data, yaitu ;
1.
Metode Observasi Langsung
Penulis dapat melihat langsung harmonisa yang terjadi di Gedung TIK
UPI dengan cara melakukan beberapa pengukuran terhadap panel listrik.
2.
Metode Wawancara
Penulis mendiskusikan dan menanyakan masalah-masalah yang tejadi
akibat harmonisa dan usaha untuk mereduksi harmonisa tersebut.
3.
Metode Studi Pustaka
Penulis melakukan pembelajaran terhadap beberapa litelatur baik dari
penulis luar negeri maupun dalam negeri yang berhubungan dengan
harmonisa dan filter aktif.
1.7 Sistematika Penulisan Tugas Skripsi
Untuk memudahkan dalam membaca dan memahami tugas skripsi ini,
maka disusun sistematika penulisan sebagai berikut ;
Adha Rizky Juniawan, 2015
PERANCANGAN SIMULASI FILTER AKTIF 3 FASA UNTUK MEREDUKSI HARMONISA AKIBAT
PENGGUNAAN BEBAN NON LINIER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
BAB I PENDAHULUAN
Memaparkan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah,
pembatasan masalah, tujuan penulisan, manfaat tugas skripsi, dan sistematika
penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Memaparkan tentang teori dan perkembangan penelitian harmonisa serta
upaya mereduksi dengan pemasangan berbagai tipe filter khususnya filter
aktif.
BAB III METODE PENELITIAN
Melakukan pengukuran langsung terhadap fenomena harmonisa yang
terjadi di Gedung Direktorat TIK UPI serta membuatkan model matematika
harmonisa tersebut. Membuat pemodelan sumber harmonisa dari hasil
pengukuran dengan menggunakan software PSIM 9.0.3. Melakukan
perancang filter aktif sebagai salah satu cara mereduksi harmonisa di Gedung
Direktorat TIK UPI.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Melakukan pengujian model sumber harmonisa pada simulasi. Melakukan
Pengujian model dengan simulasi sebelum dan sesudah pemasangan filter
aktif dalam mereduksi harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI. Serta
membandingkan hasil pengujian THD I yang terjadi dengan standar IEEE
519-1992.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Memaparkan tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran
yang didasarkan pada hasil penelitian yang diperoleh.
Adha Rizky Juniawan, 2015
PERANCANGAN SIMULASI FILTER AKTIF 3 FASA UNTUK MEREDUKSI HARMONISA AKIBAT
PENGGUNAAN BEBAN NON LINIER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu