Analisis Pengaruh Harmonisa terhadap Pengukuran KWh Meter

Analisis Pengaruh Harmonisa terhadap
Pengukuran KWh Meter Tiga Fasa
•
Agus R. Utomo
Mohamad Taufik
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Indonesia, Depok 16424
E-mail : [email protected]
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Indonesia, Depok 16424
E-mail : [email protected]
Abstrak— KWh Meter merupakan salah satu
juga meningkat. Dan seiring dengan kenaikan pemakaian
peralatan elektronika, distorsi harmonik yang timbulkan pun
akan semakin meningkat..
komponen penting dalam sistem tenaga listrik.
Dalam penggunaaannya banyak ditemui kasus
distorsi harmonik dalam pengukuran energi listrik.
Distorsi harmonik dihasilkan dari penjumlahan beberapa frekuensi yang berasal dari komponen non-­‐linear dengan frekuensi fundamental dari sistem listrik. Banyaknya penggunaan beban non-linier
inilah yang menyebabkan terjadinya fenomena ini. THD tegangan tidak ada yang melampaui ambang batas standar, sementara itu untuk TDH arus
terdapat data yang melebihi dan yang tidak
melebihi batas ambang THD yang ditentukan oleh
IEEE yakni sebesar 15%. Lalu perbedaan daya
normal dan terpengaruh harmonic sebesar 21,58% dan Adanya kenaikan tegangan dan arus harmonik
menyebabkan penurunan besar daya aktif dan
kenaikan besar daya reaktif secara transient pada
waktu tertentu sebesar 477.800 W ke 354.400 W
dan dari 138.500 VA ke 297.500 VA.
II. KWH METER
KWH Meter adalah alat yang digunakan oleh pihak
penyedia listrik untuk menghitung besar pemakaian daya
konsumen. Bagian utama dari sebuah KWH Meter adalah
kumparan tegangan, kumparan arus, piringan aluminium,
magnet tetap yang tugasnya menetralkan piringan
aluminium dari induksi medan magnet dan gear mekanik
yang mencatat jumlah perputaran piringan aluminium. Alat
ini bekerja menggunakan metode induksi medan magnet,
dimana medan magnet tersebut menggerakkan piringan
yang terbuat dari aluminium. Putaran piringan tersebut akan
menggerakkan counter digit sebagai tampilan jumlah KWH
Meter
Prinsip Kerja KWH Meter
Berikut diberikan gambar KWH Meter Analog beserta
gambar prinsip kerja dari KWH meter tersebut apabila
ditinjau dari segi fisika. Dari gambar 2.1 di bawah dapat
dijelaskan bahwa arus beban I menghasilkan fluks bolakbalik Φc, yang melewati piringan aluminium dan
menginduksinya sehingga menimbulkan tegangan dan eddy
current. Kumparan tegangan Bp juga mengasilkan fluks
bolak-balik Φp yang memintas arus If. Karena itu piringan
mendapat gaya, dan resultan dari torsi membuat piringan
berputar.
Kata kunci— KWh, Meter, 3 Fasa, Harmonik, THD, Daya
I. PENDAHULUAN
Pengukuran
transmisi
energi
listrik
dengan
menggunakan kWh meter selayaknya mempunyai tingkat
akurasi yang baik agar tidak ada satupun pihak yang
dirugikan akibat adanya kesalahan dalam proses
pengukuran. Di sisi lain, dengan semakin banyaknya
penggunaan beban non linier oleh konsumen dapat
menimbulkan salah satu masalah kualitas daya berupa
harmonisa yang dapat mempengaruhi tingkat keakurasian
hasil pengukuran energi listrik yang sebenarnya terpakai.
Dengan kemajuan teknologi saat ini memicu pesatnya
perkembangan perangkat elektronika. Didukung oleh
perkembangan
ekonomi
yang
sebanding
dengan
perkembangan teknologi ini, sehingga daya beli masyarakat
1
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
EC = E'C - EN
(2.4)
Substitusi dari persamaan diatas merupakan total daya
pada beban:
PLoad = (E'A + EN)IA + (E'B + EN)IB + (E'C +
(2.5)
EN)IC
PLoad = E'A IA + E'B IB + E'CIC + EN(IA + IB + IC)
(2.6)
Gambar 2.1 Prinsip Dasar KWH Meter
Torsi ini sebanding dengan fluks Φp dan arus IF
serta harga cosinus dari sudut antaranya. Karena Φp dan IF
sebanding dengan tegangan E dan arus beban I, maka torsi
motor sebanding dengan EI cos θ, yaitu daya aktif yang
diberikan ke beban. Karena itu kecepatan putaran piringan
sebanding dengan daya aktif yang terpakai. Semakin besar
daya yang terpakai, kecepatan piringan semakin besar,
demikian pula sebaliknya. Secara umum perhitungan untuk
daya listrik dapat di bedakan menjadi tiga macam, yaitu :
1. Daya kompleks S(VA) = V . I
2. Daya reaktif Q(VAR) = V . I sin φ
3. Daya aktif P(Watt) = V . I cos φ
Gambar 2.2 Rangkaian Listrik 3 Fasa untuk Teorema Blondel
Dengan Hukum Kirchhoff dimana IA + IB + IC = 0,
maka persamaan daya beban didapat:
PLoad = E'A IA + E'B IB + E'CIC = W1 + W2 + W3
(2.7)
KWh Meter 3 Fasa
KWh meter 3 Fasa pada dasarnya adalah KWh meter
1 Fasa yang disusun sedemikian rupa sehingga menjadi
KWh meter 3 Fasa dengan prinsip kerja seperti KWh meter
1 Fasa. Perbedaannya terdapat pada beberapa fungsi khusus
dan dalam aplikasi tertentu untuk rangkaian listrik 3 fasa.
Prinsip dasar dari pengukuran KWh Meter 3 fasa
menganut teorema yang ditetapkan oleh Andre E. Blondel
pada tahun 1893 yang mengaplikasikan pengukuran daya
aktif pada sistem listrik berfasa banyak. Teoremanya adalah
sebagai berikut:
“Jika energi disuplai ke sistem dengan beberapa
kondutor pada N kabel, total daya pada sistem yang
merupakan penjumlahan matematis dari pembacaan N
KWh Meter, maka setiap N kabel berisikan 1 kumparan
arus dan kumparan tegangan yang terhubung diantara
kawat dan beberapa titik yang sama. Jika titik yang sama
ini adalah pada salah satu kabel N, maka pengukuran dapat
dilakukandengan menggunakan N-1 kabel.”
Rangkaian pada gambar 2.2 dapat digunakan untuk
membuktikan teorema Blondel’s. Tiga KWh Meter dengan
sensor tegangan yang terhubung pada titik D, yang
mungkin berbeda-beda nilai tegangannya dari titik netral N
pada beban, dengan jumlah setara dengan EN. Daya aktif
instantaneous beban adalah sebagai berikut:
PLoad = EAIA + EBIB + ECIC (2.1)
Dimana pada tiap penghantar yakni:
EA = E'A - EN
(2.2)
EB = E'B - EN
(2.3)
Gambar 2.3 Diagram Fasor konfigurasi Wye 3 Stator
Gambar 2.4 Interkoneksi Sistem 3 Fasa konfigurasi Wye 3 Stator
2
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
Gambar 2.4 diatas menunjukan pemakaian 3 Stator
pada sistem 3 fasa konfigurasi wye. Total daya yang terukur
(Total Meter Power) dapat dituliskan berdasarkan inspeksi
pada diagram fasor Gambar 2.7, yakni:
!"#$% !"#"$ !"#$% = !!" !!" cos !! + !!" !!" cos !!
+!!" !!" cos !! (2.8)
Gambar 3.2 Representasi deret fourier dari gelombang terdistorsi [1]
Gelombang yang telah terdistorsi dapat diperoleh
dengan menjumlahkan secara aljabar gelombang dasar
dengan gelombang yang dihasilkan disetiap siklus dimana
memiliki frekuensi dan amplitudo yang berbeda-beda.
III. PENGARUH HARMONISA TERHADAP
PENGUKURAN ENERGI
!!!
! ! = !! +
Harmonisa
Seperti yang telah diketahui bahwa beban nonlinier
merupakan penyebab utama timbulnya harmonik. Beban
nonlinier mengakibatkan bentuk gelombang arus tidak
menyerupai bentuk gelombang tegangan yang diterima oleh
beban tersebut. Gelombang arus akan mengalami distorsi
sehingga tidak proporsional terhadap bentuk gelombang
tegangan karena arus yang mengalir menyesuaikan dengan
karakteristik beban yang tidak linier tersebut. Selain itu nilai
peak dari gelombang arus juga mengalami peningkatan jika
dibandingkan dengan arus yang mempunya gelombang yang
proporsional terhadap tegangannya. Gambar dibawah ini
dapat menggambarkan pengaruh beban linier terhadap
gelombang arus yang terbentuk.
!! 2 sin !2!"# − !! (3.1)
!!!
Y0
: Amplitudo dari komponen arus searah,
dalam jaringan distribusi bernilai nol
Yn
: Nilai rms dari komponen harmonik ke-n
f
: Frekuensi fundamental (50 Hz)
φn
: Sudut fasa dari komponen harmonik ke-n
Persamaan fourier ini dapat digunakan untuk
memecah gelombang yang telah terdistorsi menjadi
gelombang fundamental dan gelombang harmonik. Hal ini
menjadi dasar untuk menganalisa harmonik pada sistem
tenaga listrik.
IV. HASIL PENELITIAN
Terdapat beberapa parameter penelitian yang akan
dibahas pada studi kasus ini, yakni:
A. Pengujian data THD tegangan dan THD arus pada
pengukuran dengan standar IEEE
B. Perbandingan antara energi normal dengan energi yang
terpengaruhi oleh distorsi harmonik
C. Analisa pengaruh besarnya distorsi harmonik terhadap
energi yang terukur pada KWh Meter 3 fasa
Gambar 3.1 Distorsi gelombang arus [1]
Saat terdapat gelombang dengan bentuk identik di
setiap siklusnya, dapat disimpulkan bahwa gelombang
tersebut merupakan penjumlahan dari beberapa gelombang
sinusoidal murniyang mempunyai frekuensi dari hasil
perkalian bilangan bulat dari frekuensi fundamental yang
telah terdistorsi. Kelipatan interger pada frekuensi
fundamental ini yang disebut dengan harmonik. Untuk
memecahkan penjumlahan gelombang dari siklus ke siklus
dapat digunakan deret fourier. Berikut merupakan
representasi deret fourier dari gelombang terdistorsi.
Konsep deret fourier selanjutnya akan digunakan untuk
menganalisa harmonik. Dimana analisa dilakukan secara
terpisah untuk setiap orde frekuensinya dan diakhir akan
dijumlahkan hasil keluaran dari hasil analisa terpisah
tersebut sehingga diperoleh gelombang akhirnya.
D.
Perbandingan THD Tegangan dan Arus terhadap
THD Standar IEEE
Pengaruh harmonisa yang terjadi dapat diketahui
dengan merekam besarnya THD pada setiap fasa. Dengan
mengambil sampel pengukuran diketahui batas tingkat THD
arus maupun tegangan yang ditetapkan oleh IEEE sesuai
dengan IEEE standards 519-1992. Berikut adalah tabel
sampel dari THD tegangan dan perbandingannya dengan
IEEE standards.
Tabel 4.3 THD Tegangan terhadap Standar IEEE 519-1992
THD Tegangan (%)
Ukur
IEEE
Keterangan
1.673
5
Tidak Melebihi Standar
1.673
5
Tidak Melebihi Standar
1.640
5
Tidak Melebihi Standar
3
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
1.667
5
Tidak Melebihi Standar
7,487
15
Tidak Melebihi Standar
1.677
5
Tidak Melebihi Standar
8,077
15
Tidak Melebihi Standar
1.693
5
Tidak Melebihi Standar
7,793
15
Tidak Melebihi Standar
1,680
5
Tidak Melebihi Standar
7,490
15
Tidak Melebihi Standar
1,677
5
Tidak Melebihi Standar
7,347
15
Tidak Melebihi Standar
4,417
5
Tidak Melebihi Standar
2,083
5
Tidak Melebihi Standar
2,243
5
Tidak Melebihi Standar
2,300
5
Tidak Melebihi Standar
2,413
5
Tidak Melebihi Standar
2,423
5
Tidak Melebihi Standar
2,407
5
Tidak Melebihi Standar
2,320
5
Tidak Melebihi Standar
2,227
5
Tidak Melebihi Standar
2,173
5
Tidak Melebihi Standar
2,183
5
Tidak Melebihi Standar
2,157
5
Tidak Melebihi Standar
Dari tabel 4.3 diketahui THD tegangan tidak ada yang
melampaui ambang batas THD tegangan yang ditentukan
oleh IEEE. Sementara itu pada tabel 4.4 diketahui TDH arus
juga tidak ada data yang melampaui ambang batas THD
arus. Hal ini menunjukan bahwa sistem memiliki beban
non-linear namun tidak terlalu besar dan sistem masih
dalam keadaan layak pakai.
Pengaruh Harmonik terhadap Pengukuran Energi
Analisa ini ditujukan untuk melihat besarnya
perbedaan yang terjadi antara komponen energi pada
keadaan normal dan yang terukur (terpengaruh distorsi
harmonik). Komponen tersebut berupa tegangan dan arus
pada sistem, sehingga nantinya dapat diketahui pula
besarnya daya pada saat keadaan normal tanpa adanya
distorsi harmonik. Dengan mengetahui perbandingan daya
yg terjadi, dapat diketahui pengaruh harmonik terhadap
pengukuran energi pada jangka waktu tertentu.
Dengan metode pembalikan tegangan dan arus pada
frekuensi fundamental atau pada saat keadaan normar dari
tegangan dan arus yang terpengaruh distorsi harmonik,
yakni sebagai berikut:
!!"# ! = !! ! + !! !
Tabel 4.4 THD Arus terhadap Standar IEEE 519-1992
THD
Arus
(%)
Keterangan
Ukur
IEEE
3,577
15
Tidak Melebihi Standar
!! ! = !!"# ! − !! !
3,567
15
Tidak Melebihi Standar
!! =
3,690
15
Tidak Melebihi Standar
3,563
15
Tidak Melebihi Standar
3,570
15
Tidak Melebihi Standar
3,717
15
Tidak Melebihi Standar
Tegangan rms (Volt)
Arus rms (Ampere)
3,770
15
Tidak Melebihi Standar
R
S
T
R
S
T
3,700
15
Tidak Melebihi Standar
384,07
385,49
382,19
711,50
724,20
730,30
3,713
15
Tidak Melebihi Standar
383,97
385,54
382,24
727,80
704,70
720,10
6,290
15
Tidak Melebihi Standar
384,02
385,67
382,47
748,00
716,30
739,50
5,327
15
Tidak Melebihi Standar
384,12
385,77
382,69
719,20
720,60
724,70
5,953
15
Tidak Melebihi Standar
384,07
385,53
382,43
743,90
722,80
710,00
6,743
15
Tidak Melebihi Standar
384,08
385,47
382,39
713,10
707,10
701,00
8,067
15
Tidak Melebihi Standar
383,50
384,82
381,77
720,60
715,30
699,90
8,090
15
Tidak Melebihi Standar
383,45
384,83
381,81
700,20
695,50
693,00
383,92
385,36
382,21
699,60
693,60
707,10
!!"# ! − !! !
(4.1)
Tabel 4.5 Sampel Tegangan dan Arus RMS pada tiap Fasa
4
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
386,08
387,06
383,45
954,00
1141,80
1052,80
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
389,01
389,88
386,64
586,60
634,20
630,60
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
389,13
389,86
387,08
495,80
517,20
555,80
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
389,67
390,43
387,67
466,40
488,70
544,80
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
390,52
390,98
388,26
449,40
498,30
479,60
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
384,73
385,27
382,44
423,00
455,80
486,30
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
385,13
385,64
382,87
459,60
508,10
471,30
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
385,04
385,64
382,93
416,00
447,00
485,70
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
384,84
385,32
382,50
466,60
483,50
488,30
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
384,45
385,00
382,51
434,40
471,80
466,40
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
383,92
384,33
381,97
451,00
541,00
488,50
0,08
0,08
0,08
1,50
1,40
1,50
384,89
385,18
382,79
450,60
548,10
486,50
385,17
385,46
382,96
574,70
581,50
536,20
384,07
384,67
382,21
552,10
605,80
545,10
383,81
384,76
382,16
641,00
659,60
637,00
382,67
383,67
380,68
623,40
648,70
663,80
Tabel 4.8 Persentase perbandingan daya normal dan daya terpengaruh
harmonic
Daya total (VA)
Tabel 4.6 Sampel Tegangan dan Arus Harmonik pada tiap Fasa
Selisih daya
(VA)
(%)
Normal
Harmonik
480.095,16
476.700
3.395,16
0,71%
477.117,99
471.600
5.517,99
1,16%
488.632,99
487.900
732,99
0,15%
480.112,12
473.900
6.212,13
1,29%
482.603,77
478.900
3.703,77
0,77%
470.255,73
468.900
1.355,73
0,29%
472.740,66
469.600
3.140,66
0,66%
462.303,65
459.600
2.703,65
0,58%
465.422,23
464.500
922,23
0,20%
Tegangan Harmonik (Volt)
Arus Harmonik(Ampere)
R
S
T
R
S
T
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
700.851,92
549.600
151.251,92
21,58%
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
415.269,69
412.500
2.769,69
0,67%
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
352.006,80
342.600
9.406,80
2,67%
0,08
0,08
0,08
1,50
1,50
1,50
337.021,63
329.700
7.321,63
2,17%
4,27
2,49
2,05
5,40
6,20
1,80
321.311,77
318.400
2.911,77
0,91%
0,08
0,08
0,07
1,50
1,50
1,50
302.719,00
301.500
1.219,00
0,40%
1,31
1,13
1,66
3,00
2,10
2,70
319.501,86
315.700
3.801,86
1,19%
1,47
0,80
1,18
2,70
2,30
2,00
299.381,54
298.900
481,54
0,16%
1,14
0,70
0,74
2,10
2,10
1,70
319.067,26
302.900
16.167,26
5,07%
5
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
304.291,31
303.100
1.191,31
0,39%
327.738,74
326.200
1.538,74
0,47%
329.536,16
326.200
3.336,16
1,01%
500000.00
375.764,39
370.600
5.164,39
1,37%
377.251,40
374.500
2.751,40
0,73%
429.112,06
426.400
2.712,06
0,63%
Daya AkAf 427.318,10
422.000
5.318,10
1,24%
100000.00
Fluktuasi Daya Aktif
600000.00
400000.00
300000.00
200000.00
0.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Persentase Selisih Perbandingan Daya
Normal dan Daya terpengaruh Harmonik
Fluktuasi Tegangan Harmonik
Tegangan Harmonik Persentase 25.00%
20.00%
15.00%
10.00%
5.00%
0.00%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Gambar 4.1 Grafik Persentase Perbedaan Daya Normal dan Daya
Gambar 4.2 Diagram Fluktuasi Daya Aktif dan Tegangan Harmonik
Terpengaruh Harmonik
Dari data diatas terlihat fluktuasi daya aktif dan
tegangan harmonik pada waktu yang sama. Pada saat
tegangan harmonik naik hingga level 4,27 Volt daya aktif
yang terukur berangsur mengalami penurunan hingga
tegangan harmonik pada keadaan stabil kembali. Hal ini
menandakan adanya daya yg hilang akibat distorsi harmonik
dimana tegangan harmonik menjadi salah satu penyebabnya.
Seiring dengan semakin tingginya tegangan harmonik
menyebabkan semakin besar daya aktif yang hilang.
Dari data diatas terlihat lonjakan persentase perbedaan
daya yang cukup signifikan. Mayoritas perbedaan daya pada
kisaran 0,1 hingga 2 persen, namun ada beberapa data yang
perbedaannya sangat mencolok, yakni dengan perbedaan
21,58 persen dan 5,07 persen. Pada kedua data ini memang
menunjukkan adanya lonjakan arus dan tegangan harmonik
di tiap fasanya. Hal ini menunjukkan bahwa persentase
perbedaan daya normal dan daya terpengaruh harmonik
semakin besar seiring dengan besarnya arus dan tegangan
harmonik.
Pengaruh Tegangan Harmonik terhadap Daya Reaktif
Berikut ini adalah analisis pengaruh tegangan
harmonik terhadap pengukuran daya aktif pada KWh Meter
3 fasa. Dengan mengambil sampel dari data pengukuran
berupa tegangan harmonik dan daya aktif diketahui bahwa
fluktuasi daya reaktif pada data pengukuran merupakan
pengaruh dari perubahan tegangan harmonik yang terjadi
pada sistem.
Pengaruh Tegangan dan Arus Harmonik terhadap
Pengukuran Daya
Sesuai dengan maksud dan tujuan penelitian ini yakni
pengaruh harmonisa terhadap pengukuran KWh Meter 3
fasa. Kini akan ditinjau sejauh mana kontribusi tegangan
dan arus harmonik terhadap besarnya daya aktif yang
terukur.
A. Pengaruh Tegangan Harmonik terhadap Daya Aktif
Berikut ini adalah analisis pengaruh tegangan
harmonik terhadap pengukuran daya aktif pada KWh Meter
3 fasa. Dengan mengambil sampel dari data pengukuran
berupa tegangan harmonik dan daya aktif, dapat diketahui
bahwa fluktuasi daya aktif pada data pengukuran merupakan
pengaruh dari perubahan tegangan harmonik yang terjadi
pada sistem.
6
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
Fluktuasi Daya Aktif
350000.00 600000.00 300000.00 500000.00 250000.00 150000.00 Daya AkAf Fluktuasi Daya Reaktif
100000.00 100000.00 Daya AkAf 400000.00 200000.00 300000.00 200000.00 50000.00 0.00 0.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Fluktuasi Arus Harmonik
Tegangan Harmonik Tegangan Harmonik Fluktuasi Tegangan Harmonik
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Gambar 4.4 Diagram Fluktuasi Daya Aktif dan Arus Harmonik
Gambar 4.3 Diagram Fluktuasi Daya Reaktif dan Tegangan Harmonik
Dari data diatas terlihat fluktuasi daya aktif dan arus
harmonik pada waktu yang sama. Hal yang sama seperti
analisis daya aktif terhadap tegangan harmonik dimana saat
tegangan harmonik naik hingga level 5,40 Ampere daya
aktif yang terukur berangsur mengalami penurunan hingga
arus harmonik pada keadaan stabil kembali. Hal ini
menandakan adanya daya yg hilang akibat distorsi harmonik
dimana arus harmonik menjadi salah satu penyebabnya.
Seiring dengan semakin tingginya Arus harmonik
menyebabkan semakin besar daya aktif yang hilang.
Dari data diatas terlihat fluktuasi daya aktif dan
tegangan harmonik pada waktu yang sama. Berbeda dengan
analisis daya aktif, kali ini ketika tegangan harmonik naik
hingga level 4,27 Volt daya aktif yang terukur berangsur
mengalami kenaikan hingga tegangan harmonik pada
keadaan stabil kembali. Hal ini menandakan bahwa rugi
daya yang diserap oleh harmonik meningkatkan daya reaktif
pada sistem sehingga pemakaian daya aktif terbatasi dengan
besarnya daya reaktif itu sendiri. Seiring dengan semakin
tingginya tegangan harmonik menyebabkan semakin besar
daya reaktif yang dihasilkan.
Pengaruh Arus Harmonik terhadap Daya Reaktif
Berikut ini adalah analisis pengaruh arus harmonik
terhadap pengukuran daya reaktif pada KWh Meter 3 fasa.
Dengan mengambil sampel dari data pengukuran berupa
arus harmonik dan daya reaktif dapat diketahui bahwa
fluktuasi daya reaktif pada data pengukuran merupakan
pengaruh dari perubahan arus harmonik yang terjadi pada
sistem.
Pengaruh Arus Harmonik terhadap Daya Aktif
Berikut ini adalah analisis pengaruh arus harmonik
terhadap pengukuran daya aktif pada KWh Meter 3 fasa.
Dengan mengambil sampel dari data pengukuran berupa
arus harmonik dan daya aktif dapat diketahui bahwa
fluktuasi daya aktif pada data pengukuran merupakan
pengaruh dari perubahan arus harmonik yang terjadi pada
sistem.
7
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia
Fluktuasi Daya Reaktif
400000.00 •
Daya AkAf 300000.00 200000.00 100000.00 0.00 perbedaan daya normal dan terpengaruh harmonic
sebesar 21,58%. Hal ini menandakan bahwa hilangnya
daya akan semakin besar seiring besarnya harmonic
baik disisi arus ataupun tegangan. Adanya kenaikan tegangan dan arus harmonik
menyebabkan penurunan besar daya aktif dan kenaikan
besar daya reaktif secara transient pada waktu tertentu
hingga besarnya normal kembali. Saat tegangan dan
arus naik hingga 4,27 dan 5,4 A, penurunan daya aktif
dari 477.800 W ke 354.400 W dan kenaikan daya
reaktif dari 138.500 VA ke 297.500 VA.
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 VI. REFERENSI
Tegangan Harmonik Fluktuasi Arus Harmonik
[1]
6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 [2]
[3]
[4]
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 [5]
Gambar 4.5 Diagram Fluktuasi Daya Reaktif dan Arus Harmonik
Dari data diatas terlihat fluktuasi daya aktif dan arus
harmonik pada waktu yang sama. Hal serupa seperti pada
analisis daya reaktif terhadap tegangan harmonik dimana
ketika arus harmonik naik hingga level 5,40 Ampere daya
aktif yang terukur berangsur mengalami kenaikan hingga
tegangan harmonik pada keadaan stabil kembali. Hal ini
menandakan bahwa rugi daya yang diserap oleh harmonik
meningkatkan daya reaktif pada sistem sehingga pemakaian
daya aktif terbatasi dengan besarnya daya reaktif itu sendiri.
Seiring dengan semakin tingginya arus harmonik
menyebabkan semakin besar daya reaktif yang dihasilkan.
Roger C. Dugan, et al., Electrical Power System
Quality, McGraw Hill, New York, 2002
Edison Electric Institute., Handbook for Electricity
Metering.—Tenth Edition, Washington, D.C., 2002
Chapman, Stephen J., Electrical Machinery and Power
System Fundamental International Edition, McGraw
Hill, Singapore, 2002
IEEE Std. 519-1992 : Recommended Practices an
Requirements for Harmonic Control in Electrical
Power Systems
Awan Setiawan, “Kajian Pengaruh Harmonisa terhadap
Sistem Tenaga Listrik”,
Jurnal Eltek Vol. 5, No. 2,
2007
V. KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan sebagai berikut.
• THD tegangan tidak ada yang melampaui ambang
batas THD tegangan yang ditentukan oleh IEEE yakni
sebesar 5%. Sementara itu untuk TDH arus terdapat
data yang melebihi dan yang tidak melebihi batas
ambang THD yang ditentukan oleh IEEE yakni
sebesar 15%. Hal ini menunjukan bahwa sistem
memiliki komponen beban non-linear namun besarnya
tidak terlalu besar dapat masih dapat ditoleransi.
• Persentase perbedaan daya normal dan daya
terpengaruh harmonik semakin besar seiring dengan
besarnya arus dan tegangan harmonik. Kenaikan arus
mau pun tegangan harmonic yang signifikan
ditunjukkan pada saat 4.27 V dan 5,4 A. Akibatnya
8
Analisis pengaruh..., Mohamad Taufik, FT UI, 2014
Universitas Indonesia