BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam perkembangan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perkembangan teknologi seperti saat ini, peralatan listrik yang berbasis
elektronika daya berkembang pesat, karena mempunyai efisiensi yang tinggi dan
perancangannya lebih kritis atau sesuai kebutuhan.
Beberapa peralatan
tersebut
membutuhkan arus searah yang terkontrol agar lebih efisien, sementara yang tersedia
merupakan sumber arus bolak-balik, sehingga dibutuhkan konverter ac-dc yang terkontrol.
Salah satu konverter ac-dc yang terkontrol yang memiliki efisiensi tinggi adalah penyearah
terkendali satu fasa full converter. Pemakaian konverter ac-dc yang di dalamnya mengandung
komponen semiconductor switch seperti thyristor yang disebut dengan beban non-linear.
Penggunaan beban non-linear akan menginterferensi gelombang fundamental dan amplitudo
dari arus maupun tegangan sehingga menjadi tidak sinusoidal lagi dan hal ini biasa disebut
harmonisa.
Gangguan harmonisa ini merupakan salah satu permasalahan electromagnetic
compability (EMC),elektromagnetik dapat terjadi secara internal maupun eksternal.Gangguan
tersebut dapat mengancam keselamatan operator,komponen-komponen elektronik yag
lain,bahkan dapat memicu ledakan pada peralatan.
Oleh karena pemakaian beban non-linear pada sistem kelistrikan saat ini, maka dapat
diperkirakan akan terdapat kandungan harmonisa pada sistem kelistrikan. Jika harmonisa
terjadi pada suatu sitem melebihi batas yang diijinkan akan menyebabkan beberapa masalah,
antara lain terganggu kerja peralatan listrik lainnya yang terpasang pada sumber tegangan
yang sama, pemanasan pada kawat netral dan transformator, faktor daya sistem rendah,
kerusakan sejak dini pada peralatan elektronik, interferensi pada sistem telekomunikasi,
kesalahan pada sistem proteksi, kerusakan pada capasitor bank, menimbulkan rugi-rugi pada
sistem meningkat, dan penggunaan energi listrik menjadi tidak efisien. Jadi, harus
diupayakan agar % THD (Total Harmonic Distortion) arus dan tegangan yang dibangkitkan
oleh konverter ac-dc ini sesuai acuan standar IEEE 519-1992.
Untuk mengatasi berbagai persoalan yang ditimbulkan oleh adanya harmonisa pada
sistem kelistrikan, dapat dilakukan dengan menggunakan emi filter pada suatu sistem tenaga
listrik yang mengandung sumber-sumber harmonisa agar mengurangi kandungan harmonisa
pada sistem tersebut sampai memenuhi suatu standarisasi batasan harmonisa yang diijinkan.
Penggunaan emi filter tersebut merupakan salah satu solusi yang tepat untuk mengurangi
harmonisa karena filter pasif memiliki kinerja yang sensitive terhadap impedansi sistem.
Selain itu, filter pasif pada frekuensi fundamental dapat mengkompensasi daya reaktif dan
dipergunakan untuk memperbaiki faktor daya sistem.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah :
a.
Merancang penyearah terkendali satu fasa penuh.
b.
Mengetahui nilai %THDi dan THDv
arus dan tegangan pada penyearah
terkendali satu fasa.
c.
Mendapatkan nilai emi filter untuk mengurangi harmonisa yang diakibatkan
beban non-linear berdasarkan monitoring % THD arus dan tegangan.
d.
Implementasi emi filter untuk meningkatkan efisiensi dan mereduksi harmonisa
1.3 Manfaat
Kegiatan penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :
a.
Memberikan ilmu pengetahuan, pemahaman, dan keterampilan bagi peneliti
dalam mengatasi pengaruh harmonisa tegangan dan arus listrik terhadap kualitas
daya listrik.
b.
Memberikan kontribusi terhadap perkembangan sistem distribusi tenaga listrik
khususnya permasalahan harmonisa yang terdapat pada sistem kelistrikan.
Pada penelitian ini akan diperoleh suatu model filter interferensi elektromagnetik
untuk mengurangi harmonisa pada sistem kelistrikan
1.4 Rumusan masalah
Rumusan masalah yang menjadi acuan dalam penelitian ini, yaitu :
a.
Bagaimana menentukan nilai komponen filter yang akan di rancang.
b.
Bagaimana tingkat % THD (Total Harmonic Distortion) arus dan tegangan sesuai
acuan standar IEEE 519-1992.
c.
Bagaimana merancang emi filter yang meningkatkan efisiensi dan mereduksi
harmonisa
d.
Bagaimana perubahan harmonisa yang terjadi terhadap pemasangan EMI filter
pada penyearah terkendali satu fasa.
1.5 Batasan masalah
Pada penelitian ini, masalah-masalah yang akan dibahas akan dibatasi pada:
a.
Perancangan penyearah terkendali satu fasa penuh menggunakan SCR BT 151500R dengan input 64 volt AC dengan beban motor DC.
b.
Rangkaian kontrol SCR menggunakan kontrol analog dengan IC TCA 785.
c.
Beban non-liniear adalah beban yang terpasang pada sistem tenaga listrik pada
saat beroperasi.
d.
Penekanan penelitian ini yaitu pada perancangan EMI filter yang digunakan
untuk mereduksi harmonisa akibat pemakaian beban non-linear.
e.
Analisa perbaikan faktor daya dan desain EMI filter hanya dilakukan pada titik
penyearah terkendali menghasilkan tegangan tertinggi.
f.
Analisa dilakukan dengan menggunakan standar yang dikeluarkan oleh IEEE
dalam kaitannya dengan perbaikan faktor daya dan EMI filter.
g.
Orde filter yang digunakan yaitu orde 1
h.
Beban yang digunakan motor
i.
Frekuensi harmonisa yang akan di filter yaitu harmonisa ke 2 dengan besaran
150 Hz
1.6 Metodologi Penelitian
Metode penyelesaian masalah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1.
Studi literatur dan konsultasi dengan dosen pembimbing, yaitu studi yang
dilakukan dengan mengumpulkan dan mempelajari buku-buku teks, jurnal-jurnal
ilmiah, dan sumber-sumber lain yang dapat digunakan sebagai acuan dalam
penelitian ini serta berdiskusi dengan dosen pembimbing dan instansi yang
terkait.
2.
Analisis dan Perancangan Sistem, pada tahap ini akan dilakukan perancangan
perangkat keras yang digunakan pada sistem yang akan dibuat serta menganalisis
metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan. Perancangan
perangkat keras meliputi rangkaian emi filter.
3.
Tahap pengujian sistem, yaitu dengan melakukan serangkaian testing atau
pengujian terhadap sistem supaya aplikasi berfungsi sesuai dengan spesifikasi
yang telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan pengukuran harmonisa dan faktor
daya pada sistem.
4.
Tahap analisis hasil pengujian, dengan melakukan analisis terhadap performansi
sistem tersebut.
5.
Penyusunan laporan penelitian, meliputi penulisan dan penyusunan laporan
berdasarkan proses pembuatan alat dan evaluasi yang telah dilakukan pada
penelitian ini.
1.7 Sistematika Penulisan
Di dalam penulisan tugas akhir ini mengacu terhadap aturan sistematika penulisan
dalam kamus besar Bahasa Indonesia. Adapun sistematika penulisan yang digunakan di
dalam tugas akhir ini adalah :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini membahas latar belakang, tujuan, manfaat, rumusan masalah,
batasan masalah, metodologi penelitian, sistematika penulisan dan rencana
kerja.
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini menjelaskan tentang dasar teori yang digunakan untuk merancang
dan mengimplementasikan filter pasif pada sistem kelistrikan untuk
mereduksi harmonisa pada penyearah terkendali satu fasa full converter.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas proses desain dan realisasi sistem. Mulai dari penjabaran
diagram alir sistem, simulasi menggunakan perangkat lunak simulink
Matlab dengan PC /Laptop, perakitan rangkaian pada project board, dan
implementasi perangkat keras.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
Bab ini menjelaskan hasil pengujian dan analisis dari sistem yang telah
dirancang dan diimplementasikan.
BAB IV PENUTUP
Merupakan akhir dari seluruh penulisan tugas akhir yang berupa
kesimpulan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut dari perancanaan
sistem.