DAFTAR ISI JUDUL .........................................................

DAFTAR ISI
JUDUL ................................................................................................ i
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ................................... ii
LEMBAR PERSYARATAN GELAR SARJANA .............................. iii
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING ...................................... iv
KATA PENGANTAR ........................................................................ v
ABSTRAK ........................................................................................... vi
ABSTRACT ......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ........................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ............................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................... xii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ..................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................ xiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah................................................................ 2
1.3 Tujuan .................................................................................. 2
1.4 Manfaat ................................................................................ 2
1.5 Batasan Masalah .................................................................. 3
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir ............................................................... 4
2.2 Tinjauan Pustaka ................................................................. 5
2.2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ............................ 5
2.2.1.1 Sistem 3 Fasa 4 Kawat .............................. 5
2.2.1.2 Daya pada Sistem Tiga Phasa .................... 7
2.2.2 Asymetri .................................................................. 8
2.2.2.1 Penyebab Asymetri ................................... 9
2.2.2.2 Komponen simetris ................................... 9
2.2.3 Arus Netral .............................................................. 12
2.2.4 Karakteristik Beban ................................................ 15
i
2.2.4.1 Beban Linier ............................................... 14
2.2.4.2 Beban Non Linier......................................... 15
2.2.5 Harmonisa ............................................................... 16
2.2.5.1 Total Harmonic Distortion (THD) ............ 18
2.2.5.2 Fast Fourier Transform (FFT)
Sebagai Metode Analisis Sinyal ................ 20
2.2.6 Standar Harmonisa pada Sistem Tenaga Listrik ..... 22
2.2.6.1 Standar THD Tegangan ........................... 22
2.2.6.2 Standar THD Arus pada Tegangan
120 V sampai 69 kV ................................. 23
2.2.6.3 Perhitungan Rasio Hubung Singkat ........... 24
2.2.7 Dampak Harmonisa ................................................. 25
2.2.8 Pemodelan dan Simulasi .......................................... 27
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................. 33
3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian ...................................... 33
3.2.1 Sumber Data .............................................................. 33
3.2.2 Jenis Data ................................................................... 33
3.3 Tahapan Penelitian ............................................................. 34
3.4 Analisis Data ....................................................................... 34
3.5 Bahan Penelitian ................................................................. 35
3.6 Alur Analisis ....................................................................... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sistem Kelistrikan di RSUD Kabupaten Klungkung .......... 37
4.2 Pengelompokan Beban Non Linier...................................... 40
4.3 Pemodelan dan Simulasi THD dan Simulink Matlab .......... 41
4.3.1 Pemodelan Sistem....................................................... 41
4.3.1.1 Pemodelan Sumber Tiga phasa
(Three-phase Source) ..................................... 42
4.3.1.2 Pemodelan Beban Linier dalam kondisi
Seimbang ....................................................... 45
ii
4.3.1.3 Pemodelan Beban Linier dalam kondisi
Tak Seimbang ................................................. 47
4.3.1.4 Pemodelan Beban Non Linier dalam kondisi
Seimbang ....................................................... 52
4.3.1.5 Pemodelan Beban Non Linier dalam kondisi
Tak Seimbang ................................................. 54
4.3.2 Hasil Simulasi THD Arus dan THD Tegangan .......... 59
4.3.2.1 Hasil Simulasi kondisi seimbang dengan
Beban Linier ................................................... 59
4.3.2.2 Hasil Simulasi kondisi tak seimbang dengan
Beban Linier ................................................... 62
4.3.2.3 Hasil Simulasi kondisi seimbang dengan
Beban Non Linier ........................................... 68
4.3.2.4 Hasil Simulasi kondisi tak seimbang dengan
Beban Non Linier ........................................... 76
4.4 Analisis THD Berdasarkan IEEE Standard 519-2014 ......... 84
4.4.1 Analisis THD Tegangan Berdasarkan IEEE Standard
519-2014 .................................................................... 84
4.4.2 Analisis THD Arus Berdasarkan IEEE Standard
519-2014 .................................................................... 86
4.5 Analisis pengaruh Beban Seimbang dan Tak Seimbang
terhadap Total Harmonic Distortion dan Arus Netral ......... 89
4.5.1 Analisis pengaruh Beban Seimbang terhadap
Total Harmonic Distortion dan Arus Netral
Beban Linier .............................................................. 89
4.5.2 Analisis pengaruh Beban Tak Seimbang terhadap
Total Harmonic Distortion dan Arus Netral
Beban Non Linier ....................................................... 89
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan ............................................................................... 91
5.2 Saran ..................................................................................... 91
iii
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... 92
LAMPIRAN – LAMPIRAN ................................................................ 94
iv
Abstrak
Harmonisa mengakibatkan terjadinya distorsi pada gelombang arus dan
tegangan. Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem tiga fasa tak seimbang akan
mengakibatkan adanya harmonisa. Arus-arus harmonisa beban non linier pada sistem 3
fasa 4 kawat menyebabkan arus penghantral netral menjadi 3 kali lebih besar dari arus
fasanya
Penelitian ini melakukan pengukuran THD pada Transformator 1 yang terpasang
di RSUD Kabupaten Klungkung yang kemudian dibandingkan dengan hasil simulasi THD
pada simulink MATLAB. Dilakukannya simulasi pengaruh ketidakseimbangan beban
terhadap (THD) dan Arus Netral, dapat diketahui seberapa besar perubahan nilai yang
terjadi pada arus netral akibat adanya ketidakseimbangan beban dan harmonisa.
Hasil simulasi yang telah dilakukan pada kondisi seimbang dengan beban linier
nilai arus netral adalah 0. Pada kondisi tak seimbang dengan beban linier nilai arus netral
adalah 45,76 A. Pada kondisi seimbang dengan beban non linier nilai arus netral 61,62 A
dengan prosentase THDv pada fasa R 1,49%, S 1,47%, T 1,48% dan THDi pada fasa R
16,38%, S 16,31%, T 16,19%. Pada kondisi tak seimbang dengan beban non linier terjadi
peningkatan yaitu nilai arus netral 65,5 A dengan prosentase THDv pada fasa R 1,61%, S
1,49%, T 1,46% dan THDi pada fasa R 18,47%, S 16,57%, T 15,84%.
Kata Kunci : Harmonisa, Ketidakseimbangan beban, Arus netral
v
Abstract
Harmonics lead to distortion by waves, currents and voltages. Imbalance in an
unbalaced three phase system will result in harmonics. Harmonic currents of non-linear
load on the system 3 phase 4 wire causes a current to neutral penghantral to 3 times
greater than the current phase, in which the distribution of non-linear loads in hospitals
Klungkung not balanced on 3-phase 4-wire system.
In this study measured THD at 1 transformer installed in hospitals Klungkung
regency which is then compared with the results of the simulation THD on MATLAB
Simulink. By simulating the effect of the load imbalance (THD) and neutral currents, it can
be seen how much the value changes that occur in the neutral current due to load
imbalance and harmonics.
The simulation results that have been carried out under a linear load balanced
with neutral current value is 0. In the condition is not balanced by a linear load value of
neutral current is 45,76 A. In balanced condition with non-linier load current value with
the percentage of neutral 61,62 A THDv on phase R 1,49%, S 1,47%, T 1,48% and THDi in
the phase R 16,38%, S 16,31%, T 16,19%. The condition is not balanced by an increase in
non linier load value neutral current with the percentage 65,5 A THDv on phase R 1,61%,
S 1,49%, T 1,46% and THDi in the phase R 18,47%, S 16,57 %, T 15,84%.
Keywords: Harmonics, Load imbalance, Current neutral
vi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Peningkatan aktivitas kehidupan manusia secara langsung mengakibatkan
semakin tinggi permintaan akan penggunaan energi listrik. Energi listrik
merupakan kebutuhan primer yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan
masyarakat, sehingga didalam pendistribusiannya harus memiliki keandalan
dengan kontinuitas pelayanan yang baik, dan sangat perlu diperhatikan kualitas
daya yang disalurkan.
Pengoperasian sistem tenaga listrik tidak luput dari permasalahan ketidakseimbangan beban. Keadaan tak seimbang merupakan keadaan dimana salah satu
syarat dari keadaan seimbang tidak terpenuhi yaitu : ketiga vektor sama besar tetapi
tidak membentuk sudut 120°, ketiga vektor tidak sama besar tetapi membentuk
sudut 120° atau ketiga vektor tidak sama besar dan tidak membentuk sudut 120°.
Ketidakseimbangan beban pada sistem dapat mengakibatkan adanya arus yang
mengalir pada kawat netral.
Sistem kelistrikan RSUD Kabupaten Klungkung mengoperasikan 2 buah
transformator distribusi 20kV/400V dengan kapasitas masing-masing sebesar 197
kVA. Kedua transformator tersebut masing-masing memiliki 1 buah MDP (Main
Distribution Panel) yang kemudian dibagi dalam 18 buah SDP (Sub-Distribution
Panel). Penelitian ini hanya membahas pada transformator 1, penelitian ini
melakukan pengukuran THD tegangan dan THD arus saat beban puncak pada tiaptiap MDP yang terpasang. Hasil pengukuran yang diperoleh akan dibandingkan
dengan standar IEEE 519 tahun 2014 yang dijadikan sebagai acuan analisis. Setelah
dilakukan pengukuran awal diketahui bahwa THD tegangan pada transformator 1
yaitu pada fasa R = 1,52  fasa S = 1,52  fasa T = 1,49 . Sedangkan THD arus
pada transformator 1 yaitu pada fasa R = 17,19  fasa S = 15,28  fasa T = 17,71
. Berdasarkan standar IEEE 519 tahun 2014 bahwa batasan THD tegangan yang
diperbolehkan pada sistem dengan tegangan nominal dibawah 1kV yaitu sebesar
vii
8% sehingga diketahui bahwa THD tegangan pada transformator 1 yang terukur
masih sesuai dengan standar yang ditetapkan. Sedangkan untuk menentukan
batasan THD arus harus dilakukan perhitungan rasio hubung singkatnya (SCratio)
terlebih dahulu. Hasil perhitungan rasio hubung singkat yang telah dilakukan
diketahui bahwa rata-rata SCratio-nya yaitu sebesar 25.07. SCratio sebesar 25.07
maka batasan THD arus yang diperbolehkan pada sistem berdasarkan standar IEEE
519 tahun 2014 yaitu sebesar 8% sehingga diketahui bahwa THD arus pada
transformator 1 yang terukur tidak sesuai dengan standar.
Dari latar belakang tersebut penulis akan melakukan penelitian dengan
judul “Analisis THD dan peningkatan arus pada kawat netral akibat pengoperasian
beban non linier yang tak seimbang pada sistem tenaga listrik di RSUD Kabupaten
Klungkung.”.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan harmonisa yang dimuat dalam latar belakang
di atas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
Bagaimanakah pengaruh pengoperasian beban non linier yang tak seimbang
terhadap Total Harmonic Distortion (THD) dan perubahan nilai arus pada kawat
netral transformator di RSUD Kabupaten Klungkung?
1.3
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh beban
terhadap distorsi harmonisa dan pengaruh peningkatan arus netral pada sistem
tenaga listrik di Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Kabupaten Klungkung.
1.4
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah dapat memberikan
pengetahuan kepada masyarakat pada umumnya dan mahasiswa teknik elektro pada
khusunya mengenai pengaruh beban tak seimbang terhadap distorsi harmonisa dan
peningkatan arus netral pada sistem tenaga listrik di Rumah Sakit Umum Daerah
(RSUD) Kabupaten Klungkung.
viii
1.5
Batasan Masalah
Adapun beberapa batasan analisis yang digunakan untuk menyelesaikan
masalah dalam penelitian ini, antara lain :
1.
Dalam penelitian ini analisis yang dilakukan sebatas pada data hasil
pengukuran dan data beban di Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD)
Kabupaten Klungkung.
2.
Data yang diukur lebih dikhususkan pada tegangan, arus netral, daya nyata,
daya aktif, cos φ, serta tingkat kandungan THD tegangan dan THD arus pada
tiap-tiap MDP yang terpasang.
3.
Simulasi pengaruh beban seimbang dan tak seimbang tehadap total harmonic
distortion, arus netral menggunakan menggunakan perangkat lunak Simulink
MATLAB dengan menggunakan Fast Fourier Transform (FFT) Tools.
4.
Standar yang digunakan sebagai acuan analisis yaitu standar IEEE 519 tahun
2014.
5.
Dalam penelitian ini hanya membahas pada transformator I di Rumah Sakit
Umum Daerah (RSUD) Kabupaten Klungkung.
ix