bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tersedianya tenaga listrik merupakan faktor yang sangat penting dalam
menunjang perkembangan sektor industri nasional. Kualitas daya yang baik pada
suatu sistem tenaga listrik adalah suatu keharusan. Kualitas daya dipengaruhi oleh
jenis beban dalam sistem. Dalam sistem tenaga listrik dikenal dua jenis
beban yaitu beban linear dan beban non linear.
Beban non linear adalah beban yang impedansinya tidak konstan dalam setiap
periode tegangan masukan. Dengan impedansinya yang tidak konstan, maka arus
yang dihasilkan tidaklah berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan. Contoh
beban non linear untuk keperluan industri adalah Electric Arc Furnace (EAF).
Electric Arc Furnace sebagai bagian utama dari pembuatan baja, yang digunakan
semakin berkembang di industri besi dan baja. Pada saat ini, pihak utilitas tenaga
listrik menghadapi masalah yang disebabkan oleh beban Electric Arc Furnace.
Electric Arc Furnace mengubah energi listrik ke energi panas dalam bentuk
busur listrik untuk meleburkan bahan baku yang ada pada furnace. Busur listrik yang
ada diantara elektroda dan bahan peleburan, dikarakteristikan sebagai tegangan
rendah dan arus tinggi. Selama proses peleburan, panjang dari busur listrik ini
mengalami perubahan yang acak. Banyak faktor yang menyebabkan perubahan pada
panjang atau pendeknya busur listrik. Salah satunya adalah jenis dan kerapatan bahan
peleburan yang digunakan. Besarnya jenis dan kerapatan bahan akan berpengaruh
1
2
pada nilai resistansi bahan tersebut, yang juga akan berpengaruh pada panjang dan
besarnya arus yang digunakan untuk meleburnya.
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya selama Electric Arc Furnace
beroperasi, perubahan busur secara acak dan juga konstribusi kontrol sistem terhadap
perubahan dinamis kelistrikan dan panas, yang menyebabkan permasalahan serius
pada sistem tenaga listrik. Beban Electric Arc Furnace juga dapat menyebabkan
permasalahan seperti ketidakseimbangan, harmonik, inter-harmonik, dan tegangan
flicker (Zheng, 2000).
Untuk mengetahui bagaimana karakteristik tegangan dan arus dari beban Electric
Arc Furnace terhadap berbagai jenis kerapatan bahan peleburan dibutuhkan
pemodelan. Dengan pemodelan yang akurat terhadap Electric Arc Furnace bisa
digunakan untuk menganalisa harmonik maupun kompensasi tegangan flicker.
Salah satu pemodelan Electric Arc Furnace adalah berdasarkan kurva Voltage
Current Characteristic. Metode dengan pemodelan V-I Characteristic (VIC)
merupakan pemodelan yang paling sederhana dan akurat, hasilnya dapat memenuhi
kondisi operasi dari Electric Arc Furnace, dan penyederhanaan pada VIC merupakan
faktor utama akurasi (Zheng, 1998).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah pada
penelitian ini antara lain :
1.
Diperlukan pemodelan beban EAF untuk mengetahui dan menganalisis
karakteristik tegangan dan arusnya.
3
2.
Perbedaan karakteristik kelistrikannya yang disebabkan oleh berbagai jenis
kerapatan bahan material peleburan (nilai resistansi bahan).
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini antara lain :
1. Pemodelan dari Electric Arc Furnace (EAF) berupa pemodelan yang berdasarkan
kurva
tegangan
–
arus
(Voltage
Current
Characteristic/VIC)
dengan
menggunakan software Matlab.
2. Karakteristik kelistrikan yang dimaksud adalah tegangan, arus, daya dan daya
serta harmonisa dari beban EAF dan juga bahan material yang dimaksud adalah
menggunakan bahan peleburan dengan kerapatan bahan rendah, sedang, dan
tinggi.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini antara lain :
1. Mengetahui pemodelan beban Electric Arc Furnace (EAF).
2. Mengetahui perubahan slope garis pada kurva VIC pada penggunaan berbagai
jenis kerapatan bahan peleburan.
3. Mengetahui perubahan bentuk gelombang tegangan dan arus busur listrik yang
dihasilkan pada penggunaan berbagai jenis kerapatan bahan peleburan.
4. Mengetahui perubahan harmonisa (THD) tegangan dan arus busur listrik pada
penggunaan berbagai jenis kerapatan bahan peleburan.
5. Mengetahui waktu yang diperlukan untuk melebur bahan berdasarkan pada
energi dan daya beban EAF pada penggunaan berbagai jenis kerapatan bahan
peleburan.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Setelah diketahui hasil penelitian mengenai “Karaktersitik Voltage Current
Beban Electric Arc Furnace (EAF) Dengan Berbagai Jenis Bahan Material”, maka
diharapkan akan diperoleh manfaat sebagai berikut :
1. Memberikan gambaran yang mudah dipahami dalam pemodelan beban non linear
berupa Electric Arc Furnace (EAF).
2. Memberikan informasi perubahan yang terjadi pada karakteristik kelistrikannya
(meliputi tegangan, arus, daya, energi dan harmonisa) dengan berbagai jenis
kerapatan bahan material yang digunakan.
1.6 Sistematika Penulisan Penelitian
Penelitian ini disusun berdasarkan sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan penelitian.
BAB II : DASAR TEORI
Bab ini berisi penjelasan mengenai konsep dan teori secara umum mengenai
beban Electric Arc Furnace (EAF), permasalahan yang disebabkan oleh beban
EAF, dan pemodelan dan karakteristik dari Electric Arc Furnace (EAF).
BAB III : METODE PENELITIAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai alat penelitian, pemodelan EAF, data
penelitian, diagram alir penelitian dan variabel yang diamati.
5
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi penjelasan hasil dan pembahasan dari hasil penelitian.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil dari penelitian.