3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Pengukuran Listrik Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.
3.2 Teknik Penelitian
Adapun teknik/metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yaitu dengan melakukan pengujian dan pengukuran besarnya arus, yang mengalir pada beberapa beban non linear seperti : lampu hemat energi, komputer, AC, TV, lampu pijar (beban linear) dengan menggunakan alat ukur True RMS (Power System Multimeter) dan alat ukur RMS, kemudian menentukan suatu faktor perbandingan antara arus yang mengalir sebenarnya/true RMS (Power System Multimeter) dengan arus yang terbaca pada alat ukur RMS, dimana pengukuran ini akan dilakukan sebanyak tiga kali untuk beban yang sama pada waktu yang berbeda.
Faktor ini nantinya dapat dipergunakan sebagai faktor pengali apabila kita melakukan pengukuran dengan mempergunakan alat ukur RMS/Analog (yang umum dipergunakan). Pengukuran dilakukan untuk beberapa jenis beban non linear yang sama.
Hasil penelitian ini juga memperlihatkan bentuk gelombang tegangan dan arus yang terdistorsi harmonisa, spektrum distorsi harmonisa tegangan (THD tegangan)
42 dan spektrum distorsi harmonisa arus (THD arus) dari beban-beban tersebut. Beban non linear yang akan diukur adalah beban-beban yang umum dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari di masyarakat.
3.3 Metode Pengukuran
Untuk mendapatkan data pengaruh harmonisa terhadap kesalahan pembacaan alat ukur analog/rms diperlukan pengujian yang bersifat pengukuran langsung di laboratorium, yaitu dengan melakukan pengukuran terhadap beban-beban nonlinear pada berbagai THD arus. Arus harmonisa diperoleh dengan cara membebani rangkaian dengan beban-beban yang umumnya banyak digunakan oleh masyarakat pengguna listrik seperti : lampu hemat energi, komputer/laptop, lampu pijar/strika listrik, dan kombinasi lampu pijar dan lampu hemat energi.
3.4 Alat Pengukuran dan Beban
Untuk melakukan pengukuran, alat ukur dan beban yang dipergunakan adalah sebagai berikut:
1. Power System Multimeter………....… 1 buah
2. kWh meter ……… 1 Buah 3. Yokogawa 2533 Digital Power Meter ……… 1 Buah 4. Autotrafo ………..….. 1 Buah
5. Stopwatch ………...….. 1 Buah
43 7. Lampu pijar masing-masing 25 w... 5 buah
8. Lampu XL masing-masing 26 w ... 5 buah 9. Laptop ………...…….. 1 buah 10.Kamera/Photo ………...………... 1 buah
3.5 Spesifikasi Peralatan
Fluke 434 / 435 Power Quality Analizer Model 435,230 V,50 Hz/60 Hz,L – N Udin Serial Number : DM 9561108
Class A
Voltage input accuracy :
48V – 600V : 0,1%Vnom 600V – 1000V : 0,1% of reading Ampere input accuracy :
For 9m) V/A output clams : ±(0,5% of reading + 5 counts) Made in Holland
U.S Patents, 5, 8834, 973 AND OR D 410, 204
PORTABLE THREE PHASE Standard meter
SM 3050 10/100A
44 Frequency : 50 Hz
Serial Number : 04B477301
Battery Life : 80 hours typical (alkalin) Battery Type : NEDA 160A,9V or 6LF22 9V ACTARIS METERING SYSTEM
TRUE RMS
Digital Power Meter Model 170
Max Vout to Ground : 600 V RMS Max Current : 700 A RMS Finest
Maximum Conductore Size : Ø 51 mm(2,00”
Maximum Conductore Voltage : 600 V RMS
DIGITAL AC CLAMP METER Kew Snap Series
Model 2007 A
Kyoritsu Electrical Instrument Works Ltd
Power System Multimeter
Model 928A, 660 V, 1.2 A, 50Hz/60Hz
Battery Type : 4 Type AA/LRG/AM3, Alkaline/NiCd/NiMH Arbiter System, Inc Paso Robles, CA 93446 USA
45
3.6 Rangkaian Pengujian
Gambar 3.1.(a) di bawah ini menunjukkan rangkaian pengujian pada saat pengukuran. Gambar 3.1.(b), dan (c) adalah keadaan diwaktu pengukuran berlangsung. L O A D kWh 220 Volt 50 Hz PSM CHANNEL A CHANNEL B
Gambar 3.1.(a) Rangkaian pengujian
46 (c)
Gambar 3.1.(b), (c) keadaan diwaktu pengukuran berlangsung
3.7 Prosedur Pengujian
Langkah pengujian untuk mendapatkan data pada penelitian ini adalah dengan melakukan pengujian-pengujian untuk beban-baban arus dengan beban lampu hemat energi, lampu pijar, komputer dan kombinasi LHE/pijar (untuk mendapatkan THD yang berbeda) dan melakukan pengukuran arus dengan menggunakan alat ukur analog dan alat ukur true rms/power system multimeter untuk mendapatkan Arus fundamental, arus harmonisa, IHD, THD, selisih perbedaan antara arus yang mengalir sebenarnya (terbaca pada Power System Multimeter) dengan arus yang mengalir pada alat ukur RMS/Analog, kemudian dari alat ukur kWh meter dicatat waktu yang
47 diperlukan untuk mendapatkan putaran yang ditentukan. Percobaan ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:
a) Rangkaian pengujian disusun seperti gambar 4.1.a.
b) Beban dipasang berupa lampu hemat energi (XL), laptop, dan kombinasi LHE dan lampu pijar.
c) Autotrafo diatur sehingga kelurannya sebagai catu tegangan 220 Volt.
d) Power System Multimeter di-On-kan sehingga dapat diukur besar tegangan (V), arus (I), cos φ, daya aktif (W), dan harmonisa.
e) kWh meter diamati putarannya dan dicatat waktu yang diperlukan untuk mendapatkan 3 putaran.
f) Prosedur yang sama dilakukan dengan mengubah-ubah beban berupa lampu pijar, lampu XL, laptop, dan kombinasinya.
g) Percobaan selesai.
3.8 Pengumpulan Data
1. Data-data diperoleh dari hasil pengukuran yang dilakukan di laboratorium dengan metode eksperimen, dimana pengukuran dilakukan berulang-ulang sebanyak tiga kali untuk beban yang sama pada waktu yang berbeda. Hasil yang akan diperoleh adalah:
Bentuk gelombang tegangan dan arus beberapa beban non linear.
48
Terhadap arus dan tegangan.
Nilai arus dari hasil pengukuran dengan true RMS dengan RMS untuk beban yang sama.
Menghitung/menganalisa hasil pengukuran untuk mendapatkan IHDI, IHDV, THDI, THDV, dan kemudian dihitung arus dan tegangan harmonisa.
Menetapkan faktor pengali untuk pengukuran arus terdistorsi dengan menggunakan alat ukur RMS.
Pengaruh harmonisa pada kWh meter induksi satu fasa.
2. Hasil pengukuran dibuat dalam bentuk tabel dan grafik (dengan program Excel), dimana hasil ini kita peroleh dari analisa data yang diperoleh dengan perhitungan dan program Matlab.
3. Beban yang dipergunakan, direncanakan
Lampu hemat energi.
Komputer.
Air Conditioner.
Televisi.
Lampu pijar / Setrika Listrik.
49
3.9 Diagram Block Penelitian / Diagram Alir Tahapan Penelitian
MULAI
PERSIAPAN (ALAT UKUR, KALIBRASI, RANGKAIAN PENGUKURAN, BEBAN
LINEAR DAN NON LINEAR)
MENGHITUNG IHD DAN THD ARUS DAN TEGANGAN MASING-MASING BEBAN LINEAR
DAN NONLINEAR
MEMBANDINGKAN HASIL PERHITUNGAN/PENGUKURAN
MASING-MASING BEBAN
MELAKUKAN PENGUKURAN DENGAN ALAT UKUR POWER QUALITY ANALYZER/POWER SYSTEM MULTIMETER/ALAT UKUR RMS/ALAT UKUR TRUE RMS UNTUK MASING-MASING
BEBAN LINEAR DAN NON LINEAR
MENGHITUNG BESAR ARUS HARMONISA MASING-MASING BEBAN SIMPAN DAN CATAT HASIL PENGUKURAN (GELOMBANG TEGANGAN DAN ARUS, SPEKTRUM,
KOMPONEN HARMONISA ARUS DAN TEGANGAN)
MENETAPKAN FAKTOR PENGALI DARI HASIL PENGUKURAN UNTUK MASING-MASING BEBAN
50
BAB IV