B-5 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PROF. DR. HAZAIRIN, SH Jl

B-5
ol
e 6. Nomor 2 Juli 2011
ISSN 1907 - 3348
MA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PROF. DR. HAZAIRIN, SH
Jl. Jenderal Sudirman No. 185 Bengkulu
Telp. (0736) - 7008640
JURNAL TEKNIK SIMES
IS~.
Volume 6, Nomor 2, Juli 2011
1907 -3348
Pelindung:
Pakri Fahmi E._
Dewan Redaks' :
Dr. Ir. Riman Sipahutar, M .Eng. Dr. lr. K.ap:rav.i DEA
Ir. Chaidir, MT. Elly Tri Pujiastuti, MT. lr. Aminudin, S. ·SP. IPP
Ir. ElnadiSoa, Msi.IPM. Ir. Natsir, MT
Edito, ST. MT. Ir. Syahirman Suryadi, MT. IPP. Ir Lelawati, MT
Sekretaris Redaksi :
M.Halil, ST
Staf Redaksi :
Fenty Wisnuwardahani,ST,MT.
Antonius FAS. ST. lstiqomah, ST. Ir. Erizal
Staf AdmiDistra.si dan Distribusi :
Sri Hartati, SE. Rofiqoh, S.Sos.
Alamat Sekretariat I Redaksi :
Fakultas Teknik - Universitas Prof. Dr. Hazairin, SH
Jl. Jendral Sudirman No. 185 Bengkulu 38
Telp. (0736)-7008640 Fax. (0736)-20956
Penerbit:
Fakultas Teknik
Universitas Prof. Dr. Hazairin, SH
Bengkulu
JURNAL TEKNIK. SIMES Universitas Prof. Dr. Hazairin, SH diterbitkan 2 (dua) kali
dalam setahun pada bulan Januari dan bulan Juli.
Daftarlsi
Halaman
Karakteristik Pengamh Konsentntsi Pelarot Etanol Terbadap Rendemea Hasil Eks.mksi
Dedak: Padi
.................................. ... .......... .... ---· ·-··· ·-···. ..
1- 6
Oleh : Lelawati, Niharman.
Identifikasi Potensi Su.mber Energi Untuk Listrik Pedesaan
Oleh : Antonius Silaen
Faktor intensitas tegangan Kritis Pada R.etak Yang Terbentuk Dari Sambungan
··························································································
Cas
15 - 22
Sistem Pendukung Keputusan Calon Mahasiswa dalam Memilih Jurusan Berbasis
Aptitude Testing dan Nilai Rapor Menggunakan Metode IRT3 dan AHP
(Studi Kasus Universitas Bengkulu)
.......................... ;. . .. ... ...
23- 30
Oleh : Desi Andreswari
Waktu Penjejakan Pada Isolator Resin Epoksi Yang Dikomposisikan Dengan
Silicone Rubl>er
. . . . . . . . •. . . . . . . . . . •. . . . . •. . . . . . . . . •. . . . . . . . . . . . . . .• . . . . . . . ...
Oleh : Ika Novia Anggraini
31 - 36
Perancangan Summ Resapan Sebagai Altematif Penauggulangaii Kekeringan Di K.ota
37-42
Bengkulu(Studi Kasus: Air SebakW) ...........................................
Oleh : Meilani Belladona
Analisa K.orosi Galvanis Terjadi Pada Dua Logam Berbeda Jenis Antara Baja Dan
Tembaga
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
43 - 46
Oleh. M.Halil .
Studi penggunaan Rangkaian Filter Untuk Mengu:rangi Efek barmonika Pada lampu
Hemat Energi
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
47 - 52
Oleh : lmanda Priyadi
ISSN.l907- 3348
STUDI PENGGUNAAN RANGKAIAN FILTER
UNTUK MENGURANGI EFEK HARMONISA
PADA LAMPU HEMAT ENERGI
* Irnanda Priyadi
Abstract
is a phenomenon in po er system that the content of the signal whose frequency is an integer multiple of
fundamental system frequency. The presence of harmonics distorts the waveform shape _of the vol~age and
increase the cmrent leYet changes power level supply, which in turn can affect the lifetime of dev1ces. The
of harmonics in a po\Yer system are from highly nonlinear devices. Energy saving lamp (LHE) is one of rhe
or of harmonics causes in po ;ver systems. Nowadays, the using of energy saving lamp (LHE) in our society is
more increase day after day since energy crisis. Based on industrial departinent as mentioned in Republika
the need of LHE in Indonesia on 2009 will be increased until 60%. This paper focus on study of filter
using to minimize harm nics affect's in LHE.
.-
I. Latar Belakang
Harmonisa me pakan gejala pada pada
t~naga listrik yang ·sa menimbulkan bahaya
peralatan listrik.. Salah satu contoh peralatan
yang masih c
banyak digunaimn
saat ini dan isa menimbulkan efek
•u"'"•c•~ adalah peng,ounaan lampu hemat energi
Berdasarkan data etua Umum Asosiasi
Indone ia
A.spelindo) perkiraan
....,.. ,, ..... ,""" LHE talmn _ 0 biia mencapai 200-juta
atau naik dari tahun _
lalu yang hanya 160
unit. Dari 160 jura unit tersebut, sekitar 13 5 juta
merupakan LHE impor. dan sisanya domestik.
Dalain paper Ljem Ek Bien dan Sudarno,
Ll"'-•vu.......L... bahwa timbuln_ a hannonisa pada sistem
listrik salah satun_ ·a djsebabkan oleh adanya
...a •. -a••"-• yang mempunyai impedansi tidak linier dan
satu contoh peralatan dengan impedansi tidak
adalah LHE. Efek harmonisa yang timbul pada
listrik dapat memperpendek umur
Lampu Hemat Energi adalah jenis lampu
fluorescent yang menggunakan ballast elektronik.
Prinsip kerja lampu LHE berdasarkan p~lepasan
muatan listrik (emisi), pelepasan elektron dari kutub
negatif ke kutub positif. Elektron yang terlepas ini
akan bertabrakan dengan atom gas yang diisikan ke
dalam tabung tersebut. Tumbukan elektron dan atom
gas ini akan menghasilkan elektron yang akan
menabrak atom berikut, dan seterusnya. Perpindahan
elektron yang akan menabrak atom berikutnya inilah
yang akan menghasilkan energi listri.l,:.
11.2. Harmonisa
Harmonisa adalah sebuah fenomena pada
sistem
tenaga
listrik
yang
menimbulkan
permasalahan kualitas dimana bentuk gelombang
arus atau tegangan dari suplai akan menjad~
terdistorsi sehingga bisa menimbulkan bahaya pada
peralatan listrik. Dalam definisi lain harmonisa juga
diartikan sebagai gejala pembentukan gelombanggelombang dengan frekuensi berbeda yang
merupakan perkalian bilangan bulat dengan
Paper ini rnembahas studi penggunaan frekuensi dasarnya.
filter untuk mengurangi efek harmonisa
Frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik
adalah 50 Hz, maka harmonik keduanya adalah
gelombang dengan frekuensi sebesar 100 Hz,
II. Tinjauan Pustaka
harmonik ketiga adalah gelombang dengan frekuensi
sebesar 150 Hz dan seterusnya. Gelornbang. Lampu Hemat Energi (LHE)
gelombang 1m kemudian menumpang pada
*) Dosen FT.Unib .
. 1ajalah Teknik Simes Vol.6 No.2 Juli 2011
47
ISSN.l907- 3348
= om ang murni atau aslinya sehingga terbentuk harmonisa tegangan ditentukan oleh tegangan sistem
ge ombang cacat yang merupakan jumlah antara yang dipakai. [5]
gelombang mumi sesaat dengan gelombang
harmoniknya, seperti pada Gambar 2.1.
Tabell. Standard Hannonisa Arus
I
Fundamental
Gelombang terdistorsi
11-22
<211
.5
u
21J.-5G
Harmonisa
~-!00
t00..1COO
~·
\000
~·
a.e
0. ~
5.11
1.0
1.5
2.0
IJ.7
12.G
l.ll
l.4
:I!HJ
2.5
o.s
&(I
1;5.0
WhaNl's c.
Mclf\..
t
lilaiiiiiiUII .a...-
'1'00
Tabel2.
onisa Teg~gan
Gambar 2.1. Bentuk Gelombang Fundamental,
Gelombang Hannonik dan Gelombang Fundamental
yang Terdistorsi
u
1.0
II.3. Penyebab Timbulnya Harmonisa
a
t.s
Dalarn sistem tenaga listrik dikenal dua jenis
beban yaitu beban linier dan behan non tinier. Behan
--~-· linier adalah beban yang rnemberikan bentuk llA . .LDcJc•;.:,
onisa
gelombang keluara11 yang linier artinya arus yang
Harmonic Distortion (IHD)
mengalir sebanding dengan impedensi dan a.
:tara
nilai rms dari harmonik
perubahan tegangan. Sedangkan behan non linier
'lai nns dari fundamental.
adalah bentuk gelombang keluarannya tidak
sebanding dengan tegangan dalam setiap setengan
.. . (TI-l)
sikius sehingga bentuk gelombang arus maupun
tegangan keluarannya tidak sam a .dengan gelombang
·. ·Harmonic Distrotion (%)
masukannya (mengalami distorsi). Fenomena ini
· pada orde ke~h (A)
disebut sebagai hannonisa. Timbulnya hannonisa
,.,...,., . ~ ........ e tal (A)
pada sistem tenaga listrik salah satunya disebabkan
.:c Distortion (THD)
oleh adanya alat-alat yang mempunyai impedansi
~
:rmonic
Distortion (THD) adalah
tidak tinier. Contoh peralatan dengan impedansi
rms
dari
komponen harmonik dan
tidak linier yang sekarang pemakaiannya sangat
· - damental.
berkembang adalah lampu hemat energi.
Standar harmonisa diukur berdasarkan
s \
standar IEEE 519. Ada dua kriteria yang digunakan
.. (Il-2)
~)
:::i
1 /
untuk mengevaluasi distorsi harmonisa. Yairu
batasan untuk harmonisa arus, dan batasan un
harmonisa tegangan. Untuk standard harmonisa arus.
- harmonik pada orde ke-h (A)
ditentukan oleh rasio lscllL. lsc adalah arus hubung
• 1
,
fundamental (A)
sing..i(at yang ada pada PCC (Point of Common THO : Toral Harmonic Distrotion (%)
Coupling), sedangkan IL adalah arus beban
fundamental nominaL Sedangkan untuk standard
*) Dosen FT.Unib.
Majalah Teknik Simes Vol.6 No.2 Juli 2011
48
ISSN.1907- 3348
•
Hubungan antara THD dengan IHD dapat
at dari persamaan berikut :
~:rD
=
HD/..:.. IHD;12 + lHD,w ~ ~ ... JHD::"J::
Filter pasif didesain untuk memperbaiki
faktor daya. Daya reaktif kompensasi dapat dihitung
dengan menggunakan, persamaan :
: ;: 1oown
Q=
. . (II-3)
.5. Filter Harmonisa
Tujuan utama dari filter harmonisa adalah
tuk mengurangi amplitudo frekuensi tertentu dari
~eb uah tegangan atau arus. Dengan penambahan
- ter harmonisa pada suatu sistem tenaga listrik
m g mengandung sumber-sumber harmonisa, maka
:-enyebaran arus harmonisa keseluruh jaringan dapat
"':tekan sekecil mungkin. Selain itu filter harmonisa
Dada frekuensi fundamental dapat mengkompensasi
i!:lya reaktif dan dipergunakan untuk memperbaiki
"':ilior daya sistem.
Filter harmonisa dipasang secara paralel
"'engan peralatan yang merupakan beb~m non linier
•
sumber harmonisa. Cara pemasangan filter
::sebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
I [P~]::
-P:c- /P\·12 -P 2 ... (1I-4)
.PF D·
l
.\J l.PFl
~
dimana:
Q
= daya reaktif (VAR)
P 1 = daya nyata (W)
PF 0 = faktor daya mula-mula
PF .. = faktor day a kompensasi .
' .
. .
. ;··
.
.
•
-~-..
i
.. _.: ~ . . :. '. .. ~·:~> ). '-~-- ':.,_,.::.' .;~ . ;· _)~-· ;:._:~ -~ :-.__:_~ ·. ~--- . _. -·':.-~; ..,. -,.:.......:
· ·· · ·· ' Keinud.iaii dapat dihitung hilai ·l<omiJonen R,
t
••
L dan C yang akan digunakan sebagai filter. Nilai
impedansi kapasitor dihitung dengan menggunakan
persamaan:
kv~-
:r
·\.
"··C = kVAR
.. .
(II- 5)
Nilai reaktansi filter dihitung
menggunakan persamaan :
X
"It = ~
""1.
~~
. . . (II
. - 6)
dengan
dimana n = orde harmonik tegangan yang akan
difilter (disetel se.dikit dibawah ordenya).
Sedangk~h kapasitansi kapasitor dihitung
I Jadng.an AC J dengan menggunakan
persamaan :
C: =: _ j._
.·
. . . (II-7)
:c"'f.Xc
dimana: f = frekuensi fundamental 50 Hz.
Gambar 2:2. Rangkaian Filter Harmonisa
Nilai induktansi induktor dihitung dengan
Komponen utama yang terdapat pada filter inenggunakan persamaan :
Xy
pasif adalah : Kapasitor, Induktor dan Resistor dan
L = ., -; ... (II-8)
~';!!
s.ecara umum filter pasif barmonik dapat dibedakan
Untuk nilai resistansi dihitung dengan
'Tienjadi 3 jenis yaitu:
a. Filter dengan penalaan tunggal (single tuned inenggunakan persamaan:
filter)
R = l)Xt . . . (Il-9)
q
I.J. Filter dengan penalaan ganda (double tuned
dimana:
n
=
orde
harmonik yang direduksi
filter)
=
faktor
kualitas (80)
q
~. Highpass filter
1
I
I
~ ~
L
~
1
=
'
/
I
?
T1
~<
r~r u=r
I
Glbar
2.3. DiL am Raogkaian
Beberapa Jenis Filter Pasif
:o~o· Dosen FT.Unib.
Majalah Teknik Simes Vol.6 No.2 Juli 2011
ill. Metode Penelitian
Peralatan ukur yang digunakan
muJtimeter digital dan KWH meter.
Peralatan lampu yang akan diuji :
Osiloskop,
•
LHE 15 watt merek X yang harganya Rp.
7.000,- sebagai LHE tanpa SNI
•
Lampu pijar 15 watt merek Y sebagai
pembanding
49
ISSN.l907- 3348
Rangkaian penelitian dirangkai seperti pada gambar
_)" l. berikut :
..
Gambar 4.1. Resistor Keramik Swart 5QJ
Setelah rangkaian pengujian disusun seperti
gambar 3.1, pengujian pertama dilakukan dengan
mengukur tegangan sumber sebelum LHE
dihidupkan. Pengujian selanjutnya dilakukan dengan
menghidupkan LHE. Lalu mengukur arus yang
mengalir. Lalu keluaran gelombang tegangan diukur
menggunakan osiloskop. Selanjutnya pengujian
ditakukan dengan menggunakan LHE 15 watt lampu
pijar 15 watt merek Y.
IV; Basil dan Pembahasan
Dengan menggunakan mul ·
er
didapat besar tegangan su:rnber berkisar
21 0 volt Dan arus
4-0 m...\.
mengasumsikan cos 6 = PF = 0,8 - dan PF · =
maka didapat :
P =VI cos e = 0,62 kW
Q = VI sine = 0,39 KVar
Dari hasil perhitungan menggunakan persamaan (ll4) diperoleh perhitungan kompensasi daya reaktif =
259,3 Var.
Dengan menggunakan model pengujian gambar 3.1
diperoleh output harmonisa dan besar nilai
komponen filter pada gambar 4.6, gambar 4.6 dam
gambar 4.7.
0
ISSN.l907- 3348 .
nilai induktor yang digunakan 120 mH, resistor 100
.0 dan kapasitor 2J.!F. Tegangan sumber 210 VAC,
osiloskop diatur pada 50 mV/div.
Gambar 4.4. Harmonisa yang dihasilkan LHE 15
watt sebelum men&,aunakan Rangkaian Filter
setelah menggunakan .Ra.!lgkaian Filter RLC
nmedfilter)
.1.
menunjukkan
gambar ·
r Keramik yang digunakan
menampilkan gambar output
skop. Dalam pemasangannya
bungkan secara seri ke beban
ubungkan secara paralel ke
4.2. menunjukkan output
lum dihubungkan ke beban
-il gambar output gelombang
setelah menggunakan Rangkaian Filter RLC
-- gelombang (harmonisa).
mempwm output gelombang arus dari
Pada gambar 4. 7 ., · besar nilai induktor yang
- \vatt. Output gelombang digunakan 120 mH, resistor 300 .0 dan kapasitor
erj adi distorsi gelombang 2}lF. Tegangan sumber 210 VAC, osiloskop diatur
pijar. Gambar 4.4. pada 50 mV/div.
~fi!OOJ.lbang lampu LHE 15 watt,
V. Kesimpulan dan Saran
Distorsi
Kesimpulan
diminimalkan dengan
1. Penggunaan beban lampu hemat energi (LHE)
- er pasif R, L dan C.
akan menimbulkan efek distorsi gelombang
baii'IDC~isa yang ditimbulkan
(harmonisa) dari gelombang fundamentalnya.
dengan menggunakan
Efek harmonisa yang ditimbulkan oleh beban
C dapat dilihat pada 2 ·
lampu LHE dapat diminimalkan dengan
menggunakan rangkaian filter pasif R, L dan C.
3 Efek harmonisa tidak ditimbulkan dari
Pada gambar .,. : _
ctor yang digunakan ·
penggunaan beban lampu pijar.
sebesar 12()
~JaSito1mya 2 }lf, dengan
tegangan sumber _
gambar 4.6., besar
*) Dosen IT. Majalah Tekn·
51
4.
Dari studi literatur, penggunaan lampu LHE
mempunyai efisiensi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan lampu pijar yaitu dengan
besar daya yang sama, diperoleh kuat
penerangan yang lebih besar, selain itu pada
lampu jenis pijar, banyak energi listrik yang
diubah menjadi energi panas.
Saran
Untuk mengetahui seberapa besar penurunan
efek harmonisa yang ditimbulkan oleh LHE dengan
menggunakan rangkaian filter maka dilakukan
pengujian lanjutan mengikuti bentuk kombinasi
rangkaian filter yang diberikan dalam referensi.
Daftar Pustaka
1. Djiteng Marsudi, Ir., 2002, Pengaruh
Harmonisa Dalam Pasokan Tenaga Listrik.
Prosiding Seminar Kiat Menghadapi Krisis
Energi Listrik, Univers.itas Trisakti, Jakarta.
2. James
J.Burke,
Power
Distribution
Engineering
Fwulamentals
And
Applications, Nt:W York : Marcel Dek.~er
Inc., 1994.
3. Liem Ek Bien & Sudarno, Pengr4ian
Harmonisa Dan Upaya Pengurangan
Gangguan Harmonisa Pada Lampu Hemat
Energi, JETri, Volume 4, Nomor 1, Agustus
2004, Halaman 53-64, ISSN 1412-0372
4. I Nengah Suweden & I Wayan Rinas,
Analisa Penanggulangan THD Dengan
Filter Pasif Pada Sistem Kelistrikan Di
R5lUP Sanglah, Jurnal Teknologi Elektro
Vol. 8 No.2 Juli- Desember 2009
5. I Wayan Rinas dkk, Analisa Penggunaan
Filter Aktif Shunt Untuk Menanggulangi
THD Di RSUP Sanglah, Jurnal Teknologi
Elektro Vol. 8 No.2 Juli - Desember 2009
6. M. Dahlan, Desain Konfigurasi Paralel
Filter Hybrid Untuk Meminimalis Ukuran
Filter Aktif, jumal ISSN : 1979-6870
7. · Bambang
Purwahyudi,
Pembandingan
Kendali Arus Puncak dan Histerisis pada
Rangkaian Koreksi Faktor Daya ACIDC
Boost Converter, -hal 107-114
*) Dosen FT.Unib.
Majalah Teknik Simes Vol.6 No.2 Juli 2011
ISSN .1907 - 3348
8. Julius Sentosa Setiadji dkk, Penga.
Harmonisa Pada Gardu Trafo Tiang
100 KVA Di PLN APJ Surabaya Se
paper.
9. http://www.aperlindo.com
10. http://www .elektroindonesia.com/elektro _
er25.html·
PEDOMAN PENULISAN ARTIKEL
i u likasikan oleb majalah ini berbubungan dengan basil penelitian,
teknologi serta pengembangan teknologi.
a penyunting ditulis dalam bahasa Indonesia atau babasa inggris dan
."e
i-
computer menggunakan Microsoft Word, diatas kertas A4, 2
hurup Times New Roman dengan ukuran 11 point, naskah dapat
file. Banyaknya naskab minimal 5 halaman dan maksimal 10
erminkan dengan tepat masalah yang dibahas di artikel, dengan
tepat, jelas dan mengandung unsur-unsur yang akan dibabas.
adalah Times New Riman 14 point bold ( Huruf Besar Kecil:- ).
· bawah judul sebelum abstrak tanpa disertai gelar akademik
.tli.3ta-i~;a:a • :-ang
ringkasan memuat secara ringkas gambaran umum dari masahih
dalam penelitian, terutama pembahasan analisis tentang
pcr~csoL:Jt_.;:m • ang diangkat. Abstrak ditulis maksimal 200 kata yang disusun
paragraph dengan ukuran hurup 10 point Times New Roman.
· kata kunci.
· -i Latar Belakang, Permasalahan dan Tujuan.
,... - atau landasan teori yang berkaitan dengan maslaah yang
b.
peralatan metode yang digunakan dalam penelitian.
dan pembahasan
ta penelitian yang telah diolah dan dituangkan dalam bentuk
atau gambar. Pembahasan berisi basil analisis dan basil
, dikaitkan dengan struktur pengetahuan yang telab mapan
:::!:!Ja::i!ll:l f"'........-....a. ;ang diacu oleb penulis), dan memunculkan teori-teori baru
dap teori-teori yang telah ada.
ran
egasan penulis mengenai basil penelitian dan pembahasan.
.................~ praktis, pengembangan teori baru dan penelitian lanjutan.
c.
lebih dari satu sumber buku, majalah, makalah, internet