BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik sangat di

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi listrik sangat di butuhkan pada zaman modern ini, karena saat ini
kebutuhan manusia akan teknologi semakin meningkat. Oleh karena itu para
ilmuan berlomba-lomba menemukan alat-alat yang dapat mempermudah
pekerjaan manusia. Alat-alat tersebut sebagian besar menggunakan listrik. Baik
untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari maupun untuk memenuhi kebutuhan
industri.
Energi listrik sampai ke konsumen pertama - tama dibangkitkan pada pusat
pembangkit tenaga listrik, kemudian ditransmisikan ke pusat-pusat beban (gardu
distribusi) melalui saluran transmisi tegangan tinggi dan saluran transmisi
tegangan menegah. Penyaluran energi listrik dari gardu distribusi sampai pada
beban dilakukan melalui jaringan tegangan rendah.
Terdapat dua jenis beban yang terpasang pada suatu sistem tenaga listrik,
yaitu beban linier dan beban non linier. Beban non linier adalah beban yang
komponen arusnya tidak proporsional terhadap komponen tegangannya, sehingga
bentuk gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan
gelombang masukannya (mengalami distorsi). Contoh beban non linier berupa
aplikasi elektronika daya antara lain adalah penyearah (power supply), komputer,
pengaturan kecepatan motor, (lampu-lampu pelepasan), alat-alat ferromagnetik,
UPS (uniinterruptible power supply), motor arus searah (DC), tungku busur api,
dan sebagainya (Dugan ; Rizy, 2001). Meningkatnya pengoperasian beban-beban
non linier mengakibatkan terjadinya distorsi pada gelombang arus dan tegangan.
Gangguan akibat adanya distorsi gelombang disebut harmonisa.
Harmonisa merupakan gangguan pada sistem tenaga listrik yang
mengakibatkan terbentuknya gelombang dengan frekuensi yang menyimpang dari
frekuensi fundamentalnya yaitu berkisar antara 50Hz-60Hz. Sehingga bentuk
gelombang tegangan dan arus tidak sinusiodal murni lagi. Akibat dari harmonik
yang terjadi komponen-komponen peralatan dalam sistem akan mengalami
penurunan kinerja dan bahkan akan mengalami kerusakan. Salah satu dampak
1
2
yang umum dari gangguan harmonisa adalah panas berlebih pada kawat netral,
menimbulkan rugi-rugi pada sistem dan transformator serta dapat menghasilkan
arus netral yang lebih tinggi dari arus phase.
Besarnya harmonisa pada suatu sistem distribusi tenaga listrik disebut
dengan Total Harmonic Distortion (THD). Total Harmonic Distortion (THD)
merupakan nilai prosentase antara total komponen harmonisa dengan komponen
fundamentalnya. Semakin besar prosentase THD ini menyebabkan semakin
besarnya resiko kerusakan peralatan akibat harmonisa yang terjadi pada arus
maupun tegangan.
PLTS merupakan pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi
energi listrik. Sel surya atau sel photovoltaic adalah alat yang mengubah energi
matahari menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik, dimana proses
pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek
fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar
matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P di bagian atas terlepas,
sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian
bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik (Mansyur., 2012).
Penyulang Abang merupakan penyulang dengan konfigurasi sistem
distribusi tipe radial dan mendapatkan pasokan tenaga lisrik dari Gardu Induk (GI)
Amlapura dengan beban puncak sebesar 1989 kW (PT. PLN). Pada awal tahun
2013, tepatnya tanggal 25 Februari 2013 penyulang Abang memiliki 2 suplai
tenaga listrik yaitu dari GI Amlapura dan PLTS. PLTS yang sebagian besar
menggunakan peralatan yang merupakan beban-beban non linear, seperti inverter
yang menggunakan 50 buah.
Berdasarkan kondisi tersebut penulis ingin melakukan penelitian tentang
“Analisa Distorsi Harmonisa Pada Penyulang Abang Karangasem Setelah
Terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)”. Pada analisa tugas
akhir ini akan dibandingkan bagaimana distorsi harmonisa sebelum dan sesudah
terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada penyulang Abang
Karangasem.
3
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka didapat rumusan masalah, yaitu :
1. Bagaimanakah kondisi Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi
daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS) pada jaringan distribusi 20 kV penyulang Abang Kabupaten
Karangasem?
2. Bagaimana perbandingan Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi
daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS) pada jaringan distribusi 20 kV penyulang Abang Kabupaten
Karangasem?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk mengetahui kondisi Total Harmonic Distortion (THD) dan
rugi-rugi daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit
Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada jaringan distribusi 20 kV
penyulang Abang Kabupaten Karangasem.
2. Untuk mengetahui bagaimanakah perbandingan Total Harmonic
Distortion (THD) dan rugi-rugi daya sebelum dan sesudah
terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada
jaringan
distribusi
20
kV
penyulang
Abang
Kabupaten
Karangasem.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diberikan dari penulisan tugas akhir ini adalah dapat
digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk meningkatkan kualitas tenaga listrik
pada sistem distribusi 20 kV di PLN Bali Timur Rayon Karangasem serta dapat
memberikan pengetahuan kepada masyarakat pada umumnya dan mahasiswa
Teknik Elektro pada khususnya bagaimana kajian dan analisa Total Harmonic
Distortion (THD) dan rugi-rugi daya pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS) di Penyulang Abang Karangasem.
4
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian
Mengingat demikian luasnya ruang lingkup permasalahan, maka dibuat
pembatasan masalah serta asumsi-asumsi sebagai berikut, yaitu :
1. Analisis penelitian dilakukan dengan menggunakan simulink MATLAB.
2. Analisa Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya pada
Penyulang Abang setelah masuknya Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS) dilakukan dengan menentukan beban siang berdasarkan beban
puncak karena Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini tidak
menggunakan baterai.
3. Sistem distribusi yang dievaluasi adalah sistem distribusi tipe radial.
4. Data Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang digunakan hanya
daya yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS),
sehingga tidak dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai Pembangkit
Listrik Tenaga Surya (PLTS).
5. Data beban linear non Karena PLN tidak pernah mencatat data beban non
linier yang tersambung pada gardu distribusi, maka akan di asumsikan
50% dari total beban yang terpasang pada gardu distribusi adalah beban
non linier sedangkan 50% sisanya adalah beban linier.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan dalam penelitian ini terbagi menjadi
tiga bab, dengan uraian sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab pendahuluan dijelaskan mengenai latar belakang,
perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, ruang
lingkup dan batasan penelitian.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Meliputi: teori-teori tentang harmonisa, tingkat kandungan
harmonisa, THD, distorsi daya, kualitas daya sistem distribusi serta
lainnya yang dapat menunjang penelitian Tugas Akhir ini.
BAB III : METODELOGI PENELITIAN
5
Pada bab ini dijelaskan mengenai tempat dan waktu penelitian,
sumber data, teknik pengumpulan data dan langkah pelaksanaan
penelitian serta alur analisis yang digunakan.