supplai dc terpisah untukmultilevel inverter

PERANCANGAN ALAT PENGANALISIS HARMONIK PADA BEBAN 1 FASA
Nella Yunita1, Agung Warsito2, Susatyo Handoko2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Soedarto SH Tembalang, Semarang 50275
email : [email protected]
ABSTRACT
Electronic equipment can cause the occurrence of harmonics. More and more electronic equipment is used, then the level of
harmonics (THD), which occurs even greater. Harmonic occur in non-linear load, ie computers, lights, inverters, and other. Level of
harmonics that pass a certain standard may cause an increase of heat on equipment. At worst possibility it could even cause
disturbance even permanent damage to some sensitive electronic equipment including computers. It also can lead to a certain reduced
life of equipment. In order to determine the level of the harmonic scale, we need a tool that can find out the amount of THD that
occurs in a system and equipment.
Then the design of this thesis is the design of the harmonic content of the measuring instrument (THD). By using the sound
card as the medium of reading the signal to be processed and analyzed by pemerograman Matlab language. To bridge the
measurement of the amount of current or voltage at the load and Matlab, we need a tool that is signal conditioning. Conditioning is
designed to use a voltage transformer and current transformer that can read the measured voltages and currents. To test the design,
the measured load is a load phase, the energy saving lamps (LHE). The measurement results of the design tool will be compared with
test results from the LEM Power Quality measurement tools.
The results of analysis of the design of this gauge can display waveforms and frequency spectrum of the same chart with the
LEM Power Quality measurement tools. Where the value of the measurement error for the measuring instrument designed to measure
the percentage LEM Power Quality is 0.86373% THD voltage and current THD is 0.17086064%.
Key words: Harmonic, Non-linear loads, Matlab, LEM Power Quality
Agar tidak menyimpang jauh dari permasalahan,
maka Tugas Akhir ini mempunyai batasan masalah
sebagai berikut:
1. Bahasa pemerograman yang digunakan untuk
menganalisa beban yang dipakai adalah Matlab
7.8.
2. Sistem pengambilan data yang digunakan pada
Matlab 7.8 yaitu dengan menggunakan sound
card.
3. Sound card dibahas tidak terlalu mendalam.
4. Menganalisa spektrum frekuensi harmonisa arus
dan tegangan serta basaran THD dan
membandingkan hasil yang didapat dari Power
Quality LEM.
5. Beban 1 fasa yang digunakan adalah Lampu
Hemat Energi.
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Banyaknya aplikasi beban non-linier pada sistem
tenaga listrik telah membuat arus sistem tenaga listrik
menjadi sangat terdistorsi dengan persontase kandungan
harmonisa arus/tegangan, THD (Total Harmonic
Distortion) yang sangat tinggi. Tingginya persentase
kandungan harmonisa arus/tegangan (THD) pada suatu
sistem tenaga listrik dapat menyebabkan timbulnya
beberapa masalah harmonisa yang serius pada sistem
tersebut dan lingkungannya, seperti terjadinya resonansi
pada sistem yang merusak kapasitor kompensasi faktor
daya, membuat faktor daya sistem manjadi lebih buruk,
menimbulkan
interferensi
terhadap
sistem
telekomunikasi, meningkatkan rugi-rugi sistem,
menimbulkan berbagai macam kerusakan pada peralatan
listrik yang sensitif, yang kesemuanya menyebabkan
penggunaan energi listrik menjadi tidak efektif.
Berdasarkan kebutuhan, maka kualitas daya yang
baik sangat dibutuhkan, untuk itu diperlukan
penganalisa terhadap kualitas daya yang dihasilkan,
yaitu penganalisa terhadap distorsi sistem tenaga listrik.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah:
1. Merancang alat penganalisis harmonik pada beban
1 fasa dan menganalisa spektrum frekuensi
harmonisa arus dan tegangan, serta besaran THD
(Total Harmonic Distortion) pada beban 1 fasa
dengan menggunakan bahasa pemerograman
Matlab 7.8.
2. Membandingkan hasil analisa Matlab 7.8 dengan
hasil pengujian Power Quality LEM.
1.3 Batasan Masalah
1.1
II. DASAR TEORI
Sinyal Jala-Jala [10]
Sinyal jala-jala adalah sinyal sinus yang
memiliki frekuensi 50 Hz dan 60 Hz, yang memiliki
nilai 220 Volt. Sinyal jala ini atau yang biasa disebut
dengan Sinyal AC (Alternate Current) atau arus bolakbalik yang mempunyai dua polaritas yang selalu
berubah-ubah dari negatif ke positif dan sebaliknya
diukur dari titik neutral (N).
2.1
2.2
2.2.1
Harmonisa
Pengertian
Menurut
Arrillaga[1],
sebuah
harmonisa
didefinisikan sebagai komponen dari suatu fungsi yang
frekuensinya adalah kelipatan bulat dari frekuensi
fundamental sistem. Menurut Endi Sopyandi[6],
[1]
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Undip
Dosen Jurusan Teknik Elektro Undip
[2]
1
harmonisa adalah deretan gelombang arus atau tegangan
yang frekuensinya merupakan kelipatan bilangan bulat
dari frekuensi dasar tegangan atau arus itu sendiri.
Bilangan bulat pengali pada frekuensi harmonisa adalah
orde (n) dari harmonisa tersebut.
bn 
2 T
f (t ) sin ntdt
T 0
cn  a n2  bn2
, n 1
(2.4)
(2.5)
2.2.4.2 Spektrum Frekuensi
Untuk
memperlihatkan
masing-masing
amplitudo harmonisa di dalam gelombang biasanya
dibuat sebuah kurva yang biasanya disebut spektrum
frekuensi atau spektrum linier dengan menggunakan
nilai-nilai c sebagai fungsi n.
2.2.2 Penyebab Timbulnya Harmonisa
Beban non-linier umumnya merupakan
komponen semikonduktor yang pada proses
kerjanya berlaku sebagai saklar yang berkerja pada
setiap setengah siklus gelombang atau beban yang
membutuhkan arus yang tidak tetap pada setiap
periode waktunya. Proses kerja ini akan
menghasilkan gangguan/distorsi gelombang arus
yang non-sinusoidal.
V
Gambar 2.2 Spektrum frekuensi
Impedansi beban nonlinier
2.2.5
Pengaruh Harmonisa
Distorsi harmonisa akibat beban tak linear
menimbulkan berbagai efek. Berikut pengaruh-pengaruh
harmonisa pada sistem tenaga listrik.
a. Capacitor Bank
Adanya harmonisa pada tegangan ataupun arus
listrik pada sistem dapat menyebabkan resonansi
yang terjadi antara kapasitor dengan sistem.
b. Sistem Transmisi
Aliran arus harmonisa pada jaringan transmisi
menghasilkan rugi daya tambahan yang disebabkan
oleh meningkatnya nilai RMS dari bentuk
gelombang arus.
c. Trafo
Pengaruh utama harmonisa pada trafo adalah
panas tambahan yang dihasilkan oleh rugi-rugi
yang disebabkan oleh kandungan harmonisa arus
beban.
d. Alat Ukur
Adanya harmonisa menyebabkan kesalahan
pengukuran alat ukur listrik seperti KWHmeter
karena alat ukur semacam itu dikalibrasi untuk arus
bolak-balik sinusoidal murni.
e. Peralatan Rumah Tangga dan Telekomunikasi
Harmonisa juga dapat mengganggu kerja
peralatan elektronik rumah tangga, seperti televisi,
lampu fluorescent, komputer, dan juga dapat
menginterferensi peralatan telekomunikasi.
Tegangan
I
Arus
Gambar 2.1 Karakteristik gelombang arus pada beban non-linier
2.2.3 Total Harmonic Distortion (THD)[2]
Total Harmoic Distortion (THD) didefinisikan
sebagai persentase total komponen harmonik terhadap
komponen fundamentalnya, dapat didefinisikan dengan
persamaan berikut :
Keterangan :
Un
U1
n
: komponen harmonik
: komponen fundamental
: komponen harmonik maksimum yang
diamati
2.2.4
Ananlisis Harmonisa
Analisa harmonisa adalah proses perhitungan
besar dan fase komponen fundamental dan orde
harmonisa yang lebih tinggi dari suatu gelombang
periodik. Deret yang dihasilkan dikenal sebagai deret
Fourier menyatakan hubungan antara sebuah fungsi pada
domain waktu dan fungsi pada domain frekuensi.
2.2.4.1 Deret dan Koefisien Fourier
Analisa harmonisa merupakan cara untuk
menganalisis bentuk gelombang terdistorsi, yang
merupakan penjumlahan dari besaran dan fasa
fundamental dengan harmonisa orde tertinggi pada
gelombang periodik. Hasil deretnya dikenal sebagai
deret Fourier dan memperlihatkan hubungan antara
fungsi waktu dengan fungsi frekuensi.
Lampu Hemat Energi (LHE)[5]
Pada prinsipnya lampu hemat energi merupakan
lampu fluorescent yang menggunakan ballast elektronik.
2.3
Transformator[8]
Transformator atau lebih dikenal dengan nama
“transformer” atau “trafo” sejatinya adalah suatu
peralatan listrik yang mengubah daya listrik AC pada
satu level tegangan yang satu ke level tegangan
berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik tanpa
merubah frekuensinya.
2.4.1 Current Transformer (CT)
Current Transformer (CT) adalah suatu
perangkat listrik yang berfungsi menurunkan arus yang
2.4

f (t )  a0    an cos nt  bn sin nt  (2.2)
n 1
dimana koefisien an dan bn adalah
an 
2 T
f (t ) cos ntdt
T 0
(2.3)
2
besar menjadi arus dengan ukuran yang lebih kecil. CT
digunakan karena dalam pengukuran arus tidak mungkin
dilakukan langsung pada arus beban atau arus gangguan,
hal ini disebabkan arus sangat besar dan bertegangan
sangat tinggi. Karakteristik CT ditandai oleh Current
Transformer
Ratio
(CTR)
yang
merupakan
perbandingan antara arus yang dilewatkan oleh sisi
primer dengan arus yang dilewatkan oleh sisi sekunder.
PC
220 :1,5
mic
1K ohm
220 Vac
2,7 V
speaker
10K ohm
1K ohm
Sound
Card
(Sc)
Line out
Ke input mic
2,7 V
Gambar 3.2 Rancangan Pengkondisi Sinyal dengan Potential
Transformer
Hasil keseluruhan rancangan hardware ini dapat dilihat
pada gambar 3.3 di bawah ini :
Beban 1
Fasa
1 Kohm
Gambar 2.3 Current Transformer (CT)
2.4.2
2,7 volt
1 ohm
500:5
10 Kohm
2,7 volt
Ke input mic
Potential Transformer (PT)
PC
220:1,5
Potential Transformer (PT) adalah suatu
peralatan listrik yang berfungsi menurunkan tegangan
yang tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah yang
sesuai dengan setting relay. Trafo ini juga memiliki
angka perbandingan lilitan/tegangan primer dan
sekunder yang menunjukkan kelasnya.
mic
1 Kohm
2,7 volt
speaker
Sound
Card
(Sc)
1 Kohm
10 Kohm
2,7 volt
Ke input mic
AC
Gambar 3.3 Keseluruhan Rangkaian Hardware
Gambar 2.4 Potential Transformer (PT)
III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Dalam perancangan penganalisaan harmonisa
arus dan tegangan 1 fasa ini, dilakukan dengan 2 tahap,
yaitu perancangan hardware (perangkat keras) dan
perancangan software (perangkat lunak).
3.1 Perancangan Hardware (Perangkat Keras)
Dalam perancangan hardware ini, pembuatan
perangkat keras yang nantinya dipakai dalam proses
pengkondisian
sinyal.
Dalam
perancangan
pengkondisian sinyal ini dibagi menjadi dua rancangan.
Berikut rancangan pembuatan hardware :
3.1.1 Rangkaian Pengkondisi Sinyal dengan CT
Rangkain ini dipakai untuk mengkondisikan
sinyal yang akan masuk ke dalam soundcard. Berikut
hasil rancangan yang digunakan untuk pengkondisian
sinyal arus :
Gambar 3.4 Hasil Keselurahan Rangkaian Pengkondisian Sinyal
3.2
Perencangan software ini menggunakan bahasa
pemerograman Matlab 7.8
3.2.1 Perancangan Program (Flowchart).
MULAI
ANALISA
TEGANGAN
PC
1 Kohm
500:5
1 ohm
mic
2,7 volt
10 Kohm
2,7 volt
speaker
Perancangan Software (Perangkat Lunak)
tidak
ya
Sound
Card
(Sc)
tidak
ANALISA
ARUS
ya
MENGANALISA
TEGANGAN
MENGANALISA
ARUS
Ke input mic
Gambar 3.1 Rancangan Pengkondisi Sinyal dengan Current
Transformer
SELESAI
3.1.2
Rangkaian Pengkondisi Sinyal dengan PT
Rangkaian dibawah ini fungsinya hampir sama
dengan rangkaian pengkondisian sinyal dengan
menggunakan current transformer (CT).
Gambar 3.5 Flowchart Program Utama
3
3.2.2
index = xfft == 0;
xfft(index) = 1e-17;
mag = (xfft);
mag = mag(1:blockSize/2);
f = (0:length(mag)-1)*Fs/blockSize;
f = f(:);
Perancangan Program Analisa
MEMASUKKAN
CHANNEL
ANALOG INPUT
MENGATUR NILAI
PARAMETER
(SAMPLE RATE DAN TIME
PERIODE)
EKSEKUSI
DATA
ANALISA
DATA
MENAMPILKAN
DATA PADA
GRAFIK
Gambar 3.6 Diagram Blok Rancangan Program Pengolahan DAQ
FFT
3.2.2.6 Plot Data
Setelah data diolah, maka data dapat ditampilkan
pada grafik ;
3.2.2.1 Analog Input (AI)
Membuat obyek input analog dilakukan dengan
memanggil fungsi analoginput. analoginput menerima
nama adaptor dan ID devais hardware sebagai argumen
masukan.
hold off
grid on
xlabel('Frekuensi (Hz)');
ylabel('Arus (Ampere)');
data.handle.figure=handles.figure1;
AI = analoginput('winsound');
Berikut hasil rancangan keseluruhan :
3.2.2.2 Add Channel
Setelah membuat obyek input analog, harus
ditambahkan channel hardware pada obyek.
chan = addchannel(AI,1);
3.2.2.3 Configure Property Value
3.2.2.3.1
Sample Rate
Sample Rate adalah kecepatan dimana
sistem akuisi data dapat mengambil data.
set(ai, 'SampleRate',44100);
timePeriod = 0.08; %pada tegangan
timePeriod = 0.08; %pada arus
Untuk
penentuan
Gambar 3.7 Hasil rancangan hardware dan software
samplingnya,
berdasarkan sampling pada sound card.
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
Pengujian dan analisa yang dilakukan dalam
Tugas Akhir ini adalah pengujian terhadap hasil analisa
alat yang dirancang dan membandingkannya dengan
hasil pengujian Power Quality LEM. Berikut hasil
pengujian yang dilakukan :
3.2.2.3.2
Triggering
Triggering (pemicuan) adalah dimana
saat kita memanggil data acquisition hardware
untuk memulai data. Card dapat di trigger
secara manual (dengan kata lain kartu dapat kita
atur waktunya untuk mulai mengambil data).
set(ai, 'SamplesPerTrigger',
timePeriod*ai.sampleRate);
set(ai, 'TriggerRepeat', 1);
set(ai, 'TriggerType', 'manual');
4.1
Hasil
Matlab 7.8
Pengujian
dengan
Menggunakan
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tegangan dengan menggunakan Software
Matlab.
3.2.2.4 Eksekusi data
Setelah pemicuan dilakukan, maka kita dapat
langsung mengakuisisi data, tetapi sebelumnya
pemicuan dengan perintah start ( ). Setelah adanya
perintah tersebut maka sistem akan segera melakukan
akuisisi data setelah perintah tersebut diberikan.
Orde (n)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
start(ai);
3.2.2.5 Analisa Data
Untuk menganalisa data yang telah diperoleh,
maka kita perlu mengolahnya ke dalam bentuk spektrum
frekuensi dengan menggunakan FFT.
Fs = get(ai, 'SampleRate');
blockSize = get(ai,
'SamplesPerTrigger');
[f,mag] =
localDaqfft(d,Fs,blockSize);
Berikut untuk pengolahan data localDaqfft ;
xFFT = fft(data,blockSize);
xfft = abs(xFFT);
4
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
230,0449
100,00
3,01177
1,309
7,960667
3,460
0,301401
0,131
5,09905
2,217
0,194222
0,084
1,004942
0,437
0,404455
0,176
1,793441
0,780
0,269128
0,117
0,490814
0,213
0,166013
0,072
0,388031
0,169
0,103546
0,045
0,420889
0,183
0,153305
0,067
0,142283
0,062
0,079209
0,034
0,314659
0,137
Orde (n)
20
21
22
23
24
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
0,08956
0,039
0,252982
0,110
0,088592
0,039
0,230501
0,100
0,098841
0,043
Gambar 4.2 Tampilan Hasil Pengukuran Spektrum Arus pada
Lampu LHE denngan menggunakan Matlab.
Dari Gambar 4.24 dan Tabel 4.2, dapat
disimpulkan hasil pengujian yang dilakukan dengan
menggunakan Matlab, diperoleh Irms bernilai 0,36517
Ampere, dan Total Harmonic Distortion (THD) pada
Arus bernilai 117,747% yang terukur pada frekuensi 50
Hz.
4.2
Hasil Pengujian dengan Menggunakan Power
Quality LEM.
Gambar 4.1 Tampilan Hasil Pengukuran Spektrum Frekuensi
Tegangan pada Lampu LHE dengan MATLAB.
Tabel 4.3 Hasil pengujian perhitungan spektrum frekuensi harmonisa
tegangan.
Dari hasil data pengujian yang dilakukan
dengan menggunakan Matlab, maka didapatkan hasil
bahwa dimana tegangan Vrms pada beban bernilai
230,5759 Volt, dengan frekuensi dasar 50 Hz, dan beban
mengalami distrosi secara keseluruhan yaitu sebesar
4,42097%.
Orde (n)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Arus dengan menggunakan Software
Matlab.
Orde (n)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Harmonisa Arus
Arus (A)
(%)
0,236383
100,000
0,007217
3,053
0,199857
84,548
0,003162
1,337
0,112673
47,666
0,003991
1,688
0,098157
41,525
0,002704
1,144
0,089788
37,984
0,000655
0,277
0,059228
25,056
0,003868
1,636
0,039884
16,872
0,002297
0,972
0,033891
14,337
0,002199
0,930
0,019743
8,352
0,000458
0,194
0,014438
6,108
0,000829
0,351
0,012246
5,181
0,000486
0,206
0,00522
2,208
0,001147
0,485
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
230,8
100,000
0,1
0,000
3,3
1,400
0
0,000
4
1,700
0
0,000
1,1
0,500
0
0,000
1,5
0,700
0
0,000
0,1
0,000
0
0,000
0,2
0,100
0
0,000
0,1
0,000
0
0,000
0
0,000
0
0,000
0,1
0,100
0
0,000
0,2
0,100
0
0,000
0,1
0,000
0
0,000
Gambar 4.3 Tampilan Hasil Pengukuran Spektrum Tegangan
pada Lampu LHE denngan menggunakan PQ LEM.
Dari data yang didapatkan dimana pengukuran
dengan menggunakan Power Quality dengan Vrms yang
5
didapakan yaitu bernilai 230,8 Volt, dengan THD
Tegangan 2,3 % yang berfrekuensi pada 49,9 Hz.
Tabel 4.4 Hasil pengujian spektrum frekuensi harmonisa arus Lampu
LHE dengan menggunakan PQ LEM.
Orde (n)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(a)
(b)
Gambar 4.5 Tampilan Sinyal Tegangan; (a) Matlab, (b) PQ
LEM.
Harmonisa Arus
Arus (A)
(%)
0,272
100,0
0
0,1
0,203
74,7
0
0,0
0,111
40,7
0
0,1
0,098
36,0
0
0,0
0,09
33,0
0
0,0
0,055
20,2
0
0,1
0,041
14,9
0
0,0
0,036
13,3
0
0,0
0,021
7,5
0
0,0
0,014
5,2
0
0,0
0,012
4,3
0
0,1
0,008
3,0
0
0,1
(a)
(b)
Gambar 4.6 Tampilan Sinyal Arus; (a) Matlab, (b) PQ LEM.
Dari gambar 4.5 dan gambar 4.6 dapat kita
lihat terdapat perbandingan antara tampilan sinyal
yang dihasilkan Matlab dan PQ LEM. Untuk sinyal
tegangan terlihat bentuk sinyal yang sama antara dua
media pengukuran yang berbeda, sedangkan untuk
sinyal arus terdapat perbedaan yaitu pada pengukuran
dengan Matlab dimana sinyal arus yang dihasilkan
tidak sesuai dengan PQ LEM dikarenakan adanya
pengaruh noise yang terjadi pada pengolahan data
menggunkan sound card.
4.3.2
Perbandingan Hasil Penngukuran Spketrum
Frekuensi pada Matlabdan PQ LEM
Tabel 4.5 Perbandingan hasil pengujian perhitungan spektrum
frekuensi harmonisa tegangan dengan menggunakan Matlab dan PQ
LEM.
Orde (n)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Gambar 4.4 Tampilan Hasil Pengukuran Spektrum Arus pada
Lampu LHE dengan menggunakan PQ LEM.
Pada
hasil
pengukuran
Arus
dngan
menggunakan Power Quality diperoleh hasil
pengukuran dengan Irms yaitu 0,392 Ampere, dan total
distorsi yang terjadi pada lampu ballast elektromagnetik
yaitu 99,9% dengan frekuensi dasar 50,0 Hz.
4.3
Pengujian Analisa Perbandingan Data antara
Matlab 2009 dengan Power Quality LEM.
Setelah melakukan pengujian dengan menggunakan
Matlab dan Power Quality LEM maka dapat kita peroleh
perbandingan hasil pengukuran yang terjadi, yaitu :
4.3.1
Perbandinngan hasil tampilan pembacaan
sinyal Matlab dengan PQ LEM
6
MATLAB
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
230,0449
100,00
3,01177
1,309
7,960667
3,460
0,301401
0,131
5,09905
2,217
0,194222
0,084
1,004942
0,437
0,404455
0,176
1,793441
0,780
0,269128
0,117
0,490814
0,213
0,166013
0,072
0,388031
0,169
0,103546
0,045
0,420889
0,183
0,153305
0,067
0,142283
0,062
0,079209
0,034
0,314659
0,137
0,08956
0,039
0,252982
0,110
0,088592
0,039
0,230501
0,100
PQ LEM
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
230,8
100,000
0,1
0,000
3,3
1,400
0
0,000
4
1,700
0
0,000
1,1
0,500
0
0,000
1,5
0,700
0
0,000
0,1
0,000
0
0,000
0,2
0,100
0
0,000
0,1
0,000
0
0,000
0
0,000
0
0,000
0,1
0,100
0
0,000
0,2
0,100
0
0,000
0,1
0,000
Orde (n)
24
MATLAB
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
0,098841
0,043
PQ LEM
Harmonisa Tegangan
V (Volt)
(%)
0
0,000
Gambar 4.8 Perbandingan data Tegangan dengan
menggunakan Matlab dan PQ LEM.
Dari data tabel 4.6 dan tampilan gambar 4.33,
dimana nilai komponen pada tiap orde memiliki
perbedaan nilai yang besar, perbedaan nilai yang besar
ini dikarenakan data sinyal yang diolah pada Matlab
terdapat noise.
Gambar 4.7 Perbandingan data Tegangan dengan menggunakan
Matlab dan PQ LEM.
Dari data tabel 4.5 dan tampilan gambar 4.7,
dimanan pada orde ke-2, 3, 4, 5, 7, dan seterusnya
terlihat jelas ada perbandingan nilai yang cukup besar
pada data hasil olahan Matlab, terutama pada orde ke 3,
dimana perbandingan nilai magnitude antara data hasil
olahan Matlab dengan data hasil olahan PQ LEM sangat
besar. Perbandingan nilai magnitude yang begitu besar
dikarenakan konstruksi trafo tegangan yang digunakan
sebagai pengukuran tidak sesuai. Dan telah dibuktikan
pada pengujian ratio trafo tegangan.
5.1
1.
2.
3.
Tabel 4.6 Perbandingan hasil pengujian perhitungan spektrum
frekuensi harmonisa arus dengan menggunakan Matlab dan PQ
LEM.
Orde (n)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
MATLAB
Harmonisa Arus
Arus (A)
(%)
0,236383
100,000
0,007217
3,053
0,199857
84,548
0,003162
1,337
0,112673
47,666
0,003991
1,688
0,098157
41,525
0,002704
1,144
0,089788
37,984
0,000655
0,277
0,059228
25,056
0,003868
1,636
0,039884
16,872
0,002297
0,972
0,033891
14,337
0,002199
0,930
0,019743
8,352
0,000458
0,194
0,014438
6,108
0,000829
0,351
0,012246
5,181
0,000486
0,206
0,00522
2,208
0,001147
0,485
PQ LEM
Harmonisa Arus
Arus (A)
(%)
0,272
100,0
0
0,1
0,203
74,7
0
0,0
0,111
40,7
0
0,1
0,098
36,0
0
0,0
0,09
33,0
0
0,0
0,055
20,2
0
0,1
0,041
14,9
0
0,0
0,036
13,3
0
0,0
0,021
7,5
0
0,0
0,014
5,2
0
0,0
0,012
4,3
0
0,1
0,008
3,0
0
0,1
4.
5.
V. PENUTUP
Kesimpulan
Hasil analisis pengujian nilai Total Harmonic
Distortion tegangan dengan Matlab yaitu
4,42097% dengan nilai Vrms 230,5759 Volt
pada frekuensi 50 Hz.
Pengujian hasil analisis untuk nilai THD arus
yaitu 117,747%, dengan Matlab yaitu Irms
0,36517 Ampere pada frekuensi 50 Hz.
Hasil analisis untuk pengujian THD tegangan
dengan menggunakan PQ LEM yaitu 2,3%
dengan nilai Vrms 230,8 Volt pada frekuensi 50
Hz.
Pengujian dengan PQ LEM untuk THD arus
yaitu 99,9% dengan nilai Irms 0,392 Ampere
pada frekuensi 50Hz.
Prosentase nilai error analisis THD tegangan
yaitu 0,86373%, dan analisis THD arus yaitu
0,17086064%.
5.2
Saran
Saran yang dapat saya berikan dalam Tugas Akhir
ini adalah sebagai berikut:
1. Pemasangan filter pada hasil perancangan alat
dibutuhkan agar nilai hasil pengujian yanng
didapatkan lebih akurat dengan alat ukur yang
dibandingkan.
2. Perhitungan cos phi, daya, dan sudut fasa perlu
dtambahkan agar dapat menganalisa kualitas
daya pada beban 1 fasa.
[1]
[2]
[3]
7
DAFTAR PUSTAKA
Arrillaga. J. (1985). Power System Harmonik.
John Wiley & Sons. New York.
Johan, L. (2001). On Harmonic Distortion in
Power Systems. Chalmers University of
Technology, Sweden.
Murod, Hasan. Perancangan Sistem Akuisi Data
Menggunakan Masukan Sound Card, Skripsi
Teknik Fisika Universitas Gajah Mada,
Yogyakarta, 2005.
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
Hunka, G. Transformer Lab, ESE206-Electrical
Circuits and Systems II Laboratory Unversity of
Pennsylvania, Departemen of Electrical and
Systems Engineering, Pennsylvania, 2005.
Bien, Liem Ek dan Sudarno, Pengujian
Harmonisa dan Upaya Pengurangan Gangguan
Harmonisa pada Lampu Hemat Energi, JETri,
Volume 4, Nomor 1, Halaman 53-64, Universitas
Trisakti, Jakarta, 2004.
Sopyandi, Endi, Perancangan Single Tuned Filter
Untuk Mereduksi Harmonik Arus Dengan
Simulasi Program ETAP Power Station 5.0.3,
Skripsi S-1, Universitas Indonesia, Depok, 2009.
Surya, Wasimudin dan Dadang Lukman Hakim,
Analisis Harmonisa Tegangan dan Arus Listrik di
Gedunng Direktorat TIK Universitas Pendidikan
Indonesia, Jurusan Pendidikan Teknik Elektro,
Universitas Pendidikan Indonesia, Yogyakarta,
2008.
Hasan, Abu. Sistem Akuisi Data, Jaringan
Komputer Model Analysis, Institut Teknologi
Bandung, Bandung, 1999.
Zulkarnain,
Iskandar,
Analisis
Pengaruh
Harmonisa Terhadap Arus Netral, Rugi-rugi dan
Penurunan Kapasitas pada Transformator
Distribusi, Jurusan Teknik Elektro, Universitas
Diponegoro, Semarang, 2009.
Transformator; Tanoto Information Center
(http://tanotocentre.wordpress.com/2009/06/06/tra
nsformator/)
Bahan materi tentang Sinyal Jala-Jala;
http://www.linksukses.com/2011/11/ac-dandc.html
Bahan materi tentang Diode Zener; Simple
Electronic (http://www.simpleelectronics.com/2010/12/zener-diodetutorial.html)
Bahan materi tentang Matlab
(www.MathWorks.com)
Akuisi Data Matlab; Agfi
(http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/0
9/matlab-akuisisi-data-melalui-kartu-suara/)
Bahan materi tentang Sound Card
(http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_card)
Gelombang Sinus AC; Too Payz
(http://payztronics.blogspot.com/2011/10/kontroltegangan-ac-introduction.html)
Biodata Penulis
Nella
Yunita
(L2F006067),
Dilahirkan di Soroako, tanggal 12
Januari 1988. Sekarang sedang
menempuh pendidikan di Universitas
Diponegoro Fakultas Teknik Jurusan
Teknik
Elektro,
Konsentrasi
Ketenagaan.
8
Mengetahui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Agung Warsito, DHET
NIP. 195806171987031002
Susatyo Handoko, ST, MT
NIP. 197305262000121001