• Tidak ada hasil yang ditemukan

Analisa Pengaruh Harmonisa Terhadap Faktor-K Pada Transformator

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Analisa Pengaruh Harmonisa Terhadap Faktor-K Pada Transformator"

Copied!
65
0
0

Teks penuh

(1)

ANALISA PENGARUH HARMONISA TERHADAP FAKTOR-K PADA TRANSFORMATOR

O L E H

NAMA : EKA RAHMAT SURBAKTI NIM : 08 0402 021

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

ANALISA PENGARUH HARMONISA TERHADAP FAKTOR-K PADA TRANSFORMATOR

Oleh :

NAMA : EKA RAHMAT SURBAKTI NIM : 08 0402 021

Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Sidang pada tanggal 27 bulan Maret tahun 2013 di depan penguji

1) Ir. Eddy Warman : Ketua Penguji 2) Syiska Yana, ST, MT : Anggota Penguji

Diketahui oleh : Disetujui Oleh :

Ketua Departemen Teknik Elektro Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si

(3)

KATA PENGANTAR

Dengan Nama ALLAH Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang

Syukur Alhamdullilah penulis ucapkan kehadirat ALLAH SWT atas rahmat

dan karunia yang dilimpahkan sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini,

serta salawat beriring salam penulis hadiahkan ke junjungan Nabi Muhammad

SAW.

Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu

Ayahanda (Rehmuli Surbakti) dan Ibunda (Sumartin Pa) serta Adik-adikku (Ely

Ani Surbakti) dan (Efri Ayu Aginta Surbakti) tercinta yang merupakan bagian

hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendo’akan dari sejak penulis

lahir hingga sekarang.

Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

ANALISA PENGARUH HARMONISA TERHADAP FAKTOR-K PADA TRANSFORMATOR

Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian tugas akhir ini, penulis

banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu,

dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang

(4)

1. Bapak Ir. Masyukur Sj, MT, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si selaku dosen Wali penulis atas

bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si selaku Pelaksana Harian Ketua

Departemen Teknik Elektro FT-USU dan Bapak Rahmad Fauzy, ST, MT

selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.

4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh

Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU.

5. Teman-teman angkatan ’08, Aji (terimakasih atas bukunnya), Siska, Dina,

Teguh dan Fredrik (terimakasih atas masukan-masukannya), Edi, Rambo,

Muklis, Sukur, Rizal, Razi, Rifki, Rumi, Rasyid, Bibi, Lia, Parlin, Pindo,

Iqbal, Uky, Ari, Fahdi, Fahmi, Dian, Ihsan, Dedi, Sopian, Tamara, Elis dan

seluruh teman-teman Elektro ’08 lainnya, terimakasih atas dukungannya.

6. Abang senior dan adik junior yang telah mau berbagi pengalaman,

masukkan dan motivasi kepada penulis.

7. Pihak PT. PLN ( Persero ) Cabang Medan , Pak Sinaga, Pak Ferry, Pak

Heru dan Kak Wita yang membantu Penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

(5)

Akhir kata penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak

kekurangannya. Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan dan

mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Semoga Tugas

Akhir ini dapat memberi manfaat khususnya bagi penulis pribadi maupun bagi

semua pihak yang membutuhkannya. Dan hanya kepada Allah SWT-lah penulis

menyerahkan diri.

Medan, April 2013

(6)

ABSTRAK

Harmonisa adalah gelombang sinus arus dan tegangan yang mempunyai

frekuensi kelipatan integer (bilangan bulat) dari frekuensi dasarnya. Dalam sistem

distribusi tenaga listrik harmonisa ini akan menghasilkan nilai faktor-k pada

transformator. Nilai faktor-k ini sangat dipengaruhi oleh frekuensi sehingga akan

mengakibatkan bertambahnya rugi estimasi pada transformator distribusi. Dalam

Tugas Akhir ini pengukuran harmonisa dilakukan pada tiga buah transformator

distribusi milik PT PLN (Persero) Cabang Medan, rayon Medan Kota. Data hasil

pengukuran dibandingkan degan standar yang ditetapkan oleh IEEE std 519-1992.

THD arus dari masing-masing transformator telah melebihi standar yaitu diatas

15% untuk orde < 11 dan diatas 7% untuk orde 11 ≤ h < 17 sedangkan THD

tegangan dari masing-masing transformator tidak melebihi standar yaitu masih

dibawah 5%. Nilai faktor-k terbesar yang dihasilkan arus harmonisa terjadi pada

transformator MK609 yaitu pada phasa R sebesar 27.918, phasa S sebesar 36.461

dan phasa T sebesar 19.933.

(7)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...i

ABSTRAK………...………...iv

DAFTAR ISI …………...v

DAFTAR GAMBAR………...vii

DAFTAR TABEL...viii

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan Masalah……….………...1

1.3 Tujuan Penulisan...2

1.4 Manfaat Penulisan...2

1.5 Batasan Masalah...2

BAB II DASAR TEORI ...……....……….……...…...3

2.1 Transformator Distribusi ...3

2.1.1 Spesifikasi Umum Rugi-Rugi Transformator Distribusi...5

2.1.2 Klasifikasi Beban Transformator Distribusi ... ...6

2.1.3 Rugi-Rugi Transformator …....……...…...………....…. ...9

2.1.3.1 Rugi Tembaga

2.3.1 Karakteristik Beban ... ...16

(8)

3.3.3 Sumber Harmonisa ...20

2.3.4 Indeks Harmonisa ...21

2.3.4.1 Total Harmonic Distortion...22

2.3.4.1 Individual Harmonic Distortion (IHD)...23

2.3.5 Standart Harmonisa………..………...23

BAB III METODE PENELITIAN ...26

3.1 Peralatan Yang Digunakan ……….…...…...27

3.2 Rangkaian Pengambilan Data ...…...27

3.3 Prosedur Pengambilan Data….…...29

3.4 Persamaan Yang Digunakan Dalam Perhitungan...30

BAB IV HASIL DAN ANALIS....………...………...32

4.1 Data Pengukuran Kandungan Harmonisa Pada Transformator ...32

4.2 Analisa Data ………...40

4.2.1 Menghitung Arus Beban Penuh (IFL (I ) dan Arus Hubung Singkat SC 4.2.3 Perhitungan Factor-k dan Deraing factor (D) Transformator ....43

) ...40

4.2.2 Analisa THD pada Transformator Distribusi ...41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...52

4.1 Kesimpulan ………....…...52

4.2 Saran ………...53

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik...5

Gambar 2.2 Blok Diagram Rugi-Rugi Pada Transformator ...9

Gambar 2.3 Gelombang Fundamental, Harmonisa kedua dan Harmonisa ketiga ... 15

Gambar 2.4 Gelombang Fundamental yang Terdistorsi Harmonik ke 3...15

Gambar 2.5 Fundamental Fasor ………..………...18

Gambar 2.6 Fasor Harmonik Urutan Negatif …………..……...19

Gambar 2.7 Fasor Harmonik Urutan Nol …...19

Gambar 3.1 Blok Diagram Langkah Kerja ...26

Gambar 3.2 Power Quality analyzer Fluke 435...27

Gambar 3.3 Blok Diagram Pengukuran Secara Umum ...28

Gambar 3.4 Trafo Tiang ...28

Gambar 3.5 Pengukuran Kandungan Harmonisa Pada Sisi Sekunder Transformator ...29

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Rugi-Rugi Transformator Distribusi………... ....6

Tabel 2.2 Klasifikasi Beban Pelanggan Listrik PLN...7

Tabel 2.3K-Faktor For Various Types Of Loads...13

Tabel 2.4 Urutan Polaritas Harmonisa Pada Sistem Tiga Phasa...20

Tabel 2.5 Standar Distorsi Arus untuk Sistem Distribusi...24

Tabel 2.6 Standar Distorsi Tegangan untuk Sistem Distribusi...25

Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Pada Transformator MK609...33

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Harmonisa Arus Pada Transformator MK609...34

Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Pada Transformator MK676 ...36

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Harmonisa Arus Pada Transformator MK676...36

Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran Pada Transformator MK705 ...38

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Harmonisa Arus Pada Transformator MK676 ...39

Tabel 4.7 Perhitungan Arus Beban Penuh dan Arus Hubung singkat ...41

Tabel 4.8 THD Arus pada transformator Distribusi ...41

Tabel 4.9 THD Tegangan pada Transformator distribusi ... ..42

Tabel 4.10 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa R ...43

Tabel 4.11 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa S ...44

Tabel 4.12 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa T ...44

Tabel 4.13 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa R ...46

(11)

Tabel 4.15 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa T ...47

Tabel 4.16 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa R ...48

Tabel 4.17 Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D) pada phasa S ...49

(12)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemakaian peralatan listrik seperti komputer, mesin las ,televisi, mesin

fotocopi dan sebagainya yang merupakan beban non-linear sudah menjadi hal

yang biasa dewasa ini. Beban non-linear ini merupakan sumber harmonisa yang

bersifat merugikan pada sistem tenaga listrik.

Salah satu komponen dalam sistem distribusi ketenagalistrikan adalah

transformator distribusi. Transformator distribusi merupakan alat yang memegang

peranan penting sehingga sangat penting untuk dilakukan penelitian untuk

menjaga kualitas kerja dari transformator distribusi. Oleh karna itu perlu

dilakukan analisa yang memberikan hasil seberapa besar pengaruh harmonisa

terhadap faktor-k pada transformator distribusi.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan dalam

Tugas Akhir ini yaitu bagaimana hasil analisa pengaruh harmonisa terhadap

faktor-k pada transformator distribusi tersebut dan pengaruhnya terhadap

(13)

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan utama penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui

pengaruh harmonisa dan menganalisanya terhadap faktor-k pada transformator

sehingga dapat diketahui perlu tidaknya untuk dilakukan derating terhadap

transformator tersebut.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat yang diperoleh dari tugas akhir ini adalah dapat memberikan

informasi kepada penulis maupun pembaca mengenai penyebab-penyebab

terjadinya harmonisa dan dampak-dampak harmonisa pada transformator.

1.5 Batasan Masalah

Adapun masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini yaitu pengaruh

harmonisa terhadap faktor-k pada tiga buah transformator distribusi milik PT PLN

(Persero) Cabang Medan, rayon Medan Kota. Harmonisa yang dibahas meliputi

harmonisa arus dan tegangan dimana harmonisa arus yang digunakan adalah

(14)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 TransformatorDistribusi

Transformator merupakan suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik

yang lain (belitan primer ke belitan sekunder) melalui sebuah gandengan magnet.

Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun

elektronika. Penggunaannya dalam sistem tenaga memungkinkan dipilihnya

tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya,

kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh [1].

Dalam bidang tenaga listrik pada umumnya pemakain transformator dapat

dikelompokkan dalam :

1. Transformator Daya, transformator ini biasanya digunakan di pembangkit

tenaga listrik, untuk menaikkan tegangan pembangkit menjadi tegangan

transmisi.

2. Transformator distribusi, transformator ini pada umumnya digunakan pada

sub distribusi tenaga listrik, yaitu untuk menurunkan tegangan transmisi

(15)

3. Transformator Instrument, transformator ini gunanya digunakan sebagai

alat instrument pengukuran yang terdiri dari transformator arus (current

transformer) dan transformator tegangan (potential transformer).

Suatu sistem tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama yaitu pusat

pembangkit listrik, saluran transmisi dan sistem distribusi. Suatu sistem distribusi

yang menghubungkan semua beban terjadi pada stasiun pembantu atau substation,

dimana dilaksanakan transformasi tegangan.

Pada umumnya pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pengguna

tenaga listrik. Untuk mentransmisikan tenaga listrik dari pembangkit ini, maka

diperlukan penggunaan tegangan tinggi 150 kV atau tegangan ekstra tinggi 500

kV. Setelah saluran transmisi mendekati pusat pemakaian tenaga listrik, yang

dapat merupakan suatu daerah industri atau suatu kota, tegangan melalui gardu

induk diturunkan menjadi tegangan menengah 20 kV.

Tegangan menengah dari gardu induk ini melalui saluran distribusi primer

untuk disalurkan ke gardu-gardu distribusi atau pemakai tegangan menengah. Dari

saluran distribusi primer, tegangan menengah diturunkan menjadi tegangan

rendah 400/230 V melalui gardu distribusi. Tegangan rendah dari gardu distribusi

disalurkan melalui saluran tegangan rendah ke komsumen tegangan rendah.

Bentuk sederhana dari sistem distribusi tenaga listrik dapat ditunjukkan oleh

(16)

Pembangkit Listrik

Ke Pemakai TM Ke GD

GD

Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik

2.1.1 Spesifikasi Umum Rugi-rugi Transformator Distribusi

Berbagai nilai dari rugi-rugi transformator distribusi menurut SPLN 50

(17)

Tabel 2.1 Nilai Rugi-Rugi Transformator Distribusi

2.1.2 Klasifikasi Beban Transformator Distribusi

Tujuan utama dari adanya alat transformator distribusi dalam sistem

tenaga listrik adalah untuk mendistribusikan tenaga listrik dari gardu induk ke

sejumlah pelanggan atau konsumen. Pada Tabel 2.2 berikut ini adalah klasifikasi

(18)

Tabel 2.2 Klasifikasi Beban Pelanggan Listrik PLN

Beban Yang Dilayani No Golongan Tarif Batas Daya

(19)

TARIF I

R = Pelanggan Listrik Perumahan

B = Pelanggan Listrik Bisnis

(20)

P = Pelanggan Listrik Perkantoran

TR = Tegangan Rendah

TM = Tegangan Menengah

TT = Tegangan Tinggi

LPJU = Lampu Penerangan Jalan Umum

2.1.3 Rugi-Rugi Transformator [1]

Secara umum rugi-rugi ynag terjadi pada transformator dapat digambarkan

dalam sebuah blok diagram, seperti ditunjukkan Gambar 2.2 dibawah ini.

Rugi tembaga Rugi tembaga

Keluar an

Rugi fluks bocor Rugi besi: Histeresis dan Arus eddy

Gambar 2.2 Block Diagram Rugi-Rugi pada Transformator Kumparan ssekunder Fluks

bersama Kumparan

(21)

2.1.3.1 Rugi Tembaga (��)

Rugi tembaga adalah rugi yang disebabkan arus beban mengalir pada

kawat penghantar dapat ditulis sebagai berikut:

��� = ��R (watt) ... (2.1)

Formula ini merupakan perhitungan untuk pendekatan. Karena arus beban

berubah – ubah, rugi tembaga juga tidak konstan bergantung pada beban.

2.1.3.2 Rugi Besi ()

Rugi besi terdiri atas:

a. Rugi Histeresis (�), yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak – balik pada inti besi yang dinyatakan sebagai berikut:

�� = �������� (watt) ... (2.2)

�ℎ = konstanta

����� = fluks maksimum (weber)

b. Rugi Arus Eddy (�), yaitu rugi yang disebabkan arus pusar pada inti besi yang dinyatakan sebagai berikut:

�� = ���������� (watt) ... (2.3)

�� = konstanta

����� = fluks maksimum (weber)

Komponen rugi-rugi trafo ini meningkat dengan kuadrat dari

frekuensi arus penyebab eddy current. Oleh karena itu, ini menjadi

komponen yang sangat penting dari rugi-rugi trafo yang menyebabkan

(22)

Jadi rugi besi (rugi inti) adalah:

�� = �� + �� (watt) ... (2.4)

Peningkatan rugi inti yang disebabkan oleh harmonisa bergantung

pada pengaruh harmonisa pada tengangan yang diberikan dan rancangan

dari inti trafo. Semakin besar distorsi tengangan maka semakin tinggi pula

eddy current dilaminasi inti.

2.2 Faktor-K

Sebuah transformator standart (K-1) tidak dirancang pada penggunaan

beban non-linear yang mengandung arus harmonisa. Apabila transformator

standar dipaksa untuk digunakan pada beban non-linear, maka akan terjadi panas

berlebih dan gagal sebelum waktunya. Dengan alasan tersebut maka untuk

mengatasi beban non-linear telah dirancang transformator khusus untuk

menangani arus harmonisa yang terjadi.

K-faktor transformator berbeda dari standar. Transformator ini memiliki

kapasitas termal tambahan untuk mentoleransi efek pemanasan dari arus

harmonisa karena memiliki nilai impendasi yang rendah. Transformator K-faktor

jauh lebih mahal dari transformator standar, karena transformator jenis ini

didesain menggunakan bahan material yang berkualitas. Penggunaan K-faktor

transformator adalah cara yang baik untuk memastikan bahwa transformator tidak

(23)

Nilai dari faktor-k ini sangat dipengaruhi oleh frekuensi yang

mengakibatkan bertambahnya rugi estimasi pada transformator. Faktor-k ini

didefinisikan sebagai penjumlahan dari kuadrat arus harmonisa dalam p.u dikali

dengan kuadrat dari urutan harmonisa. Dibentuk dengan persamaan berikut [4]:

K = ∑ℎ=1(�2∗ ℎ2) ... (2.5)

Persamaan 2.20 dapat juga dinyatakan sebagai berikut:

K = ∑ℎ=1ℎ2�ℎ2

ℎ=12 ... (2.6)

Dimana :

�ℎ = Harga arus harmonisa ke-h

h = Orde harmonisa (2,3,4,5,...)

Transformator khusus dirancang untuk digunakan dengan beban non-linear

ditandai "cocok untuk beban arus non-sinusoidal dengan K-faktor yang tidak

melebihi" dimana standar rating K-factor adalah 4,9,13,20,30,40,50.

Ketika k-faktor melebihi 4, menjadi perlu untuk menggunakan K-rated

transformer atau derate a standard transformer. Faktor derating untuk standar

non-harmonic transformator dapat dihitung dengan menggunakan metode dari

IEEE C57.100-1986,

D = 1.15

1+0.15K ... (2.7)

yaitu [5]:

Dimana :

(24)

Pemilihan K-factor rating dapat juga dilakukan berdasarkan tipe beban

yang disuplai oleh transformator. Tabel 2.3 menunjukkan gambaran singkat

tentang K-factor rating berdasarkan tipe dari beban [6]

Tabel 2.3K- Factors for various types of Loads .

Load K-Factor

Electric discharge lighting K-4

UPS with optional input filtering K-4

Welders K-4

Induction heating equipment K-4

PLCs and solid state controls (other than variable speed drives) K-4

Telecommunications equipments (e.g PBX) K-13

UPS without input filtering K-13

Multiwire receptacle circuits in general care areas of health care facilities and

classrooms of schools, etc

K-13

Multiwire receptacle circuits supplying inspection or testing equipment on an

assembly or production line

K-13

Mainframe computer loads K-20

Solid state motor drives (variable speed drives) K-20

Multiwire receptacle circuits in critical care areas and operating/recovery

rooms or hospital

(25)

2.3 Harmonisa

Harmonisa merupakan suatu fenomena yang timbul dari pengoperasian

beban listrik yang sebagian besar diakibatkan dari beban non linear, dimana akan

terbentuk gelombang yang berfrekuensi tinggi yang merupakan kelipatan dari

frekuensi fundamentalnya, dalam hal ini 50Hz, sehingga bentuk gelombang arus

maupun tegangan yang idealnya adalah sinusiodal murni akan cacat akibat distorsi

harmonisa yang terjadi.

Harmonisa didefenisikan sebagai gelombang-gelombang sinus (arus dan

tegangan) yang mempunyai frekuensi kelipatan integer (bilangan bulat) dari

frekuensi fundamentalnya.(di Indonesia adalah 50 Hz) [7].

Jika frekuensi pada 50/60 Hz (Indonesia menggunakan 50 Hz) dikatakan

sebagai frekuensi fundamental/ frekuensi dasar (f), maka jika gelombang tersebut

mengalami distorsi atau dikatakan harmonisa bila mengalami kelipatan frekuensi

dari frekuensi dasarnya, misalnya harmonik kedua (2f) pada 100 Hz , ketiga (3f)

150 Hz dan harmonisa ke-n memiliki frekuensi nf seperti ditunjukkan oleh

Gambar 2.3. Gelombang-gelombang ini akan menumpang pada gelombang

frekuensi dasarnya dan akan terbentuk gelombang cacat yang merupakan

penjumlahan antara gelombang murni dengan gelombang harmonisa ke-3 seperti

(26)

V1

Gambar 2.3 Gelombang Fundamental, Harmonisa kedua dan Harmonisa ketiga

Fundamental

Gambar 2.4 Gelombang Fundamental yang terdistorsi Harmonisa Ke-3

Pada Gambar 2.4 ditunjukkan bahwa gelombang harmonisa yang ketiga

terbentuk menjadi tiga periode gelombang yang berulang pada saat gelombang

yang berulang pada saat gelombang yang fundamentalnya masih berlangsung

dalam satu periode. Hal ini juga untuk gelombang yang lainnya, seperti

gelombang harmonisa yang ke lima juga terbentuk menjadi lima periode

gelombang yang lebih kecil lagi amplitudonya saat gelombang harmonisa yang

(27)

2.3.1 Karakteristik Beban [2]

Alat-alat pemakaian tenaga listrik secara umum dapat dibagi dalam empat

kelompok besar : penerangan, tenaga, pemanasan/pendingin dan elektronik.

Data kelompok penerangan termasuk lampu-lampu pijar dan flouresen,

neon, uap merkuri, uap sodium dan lampu metal halide. Beban Tenaga umumnya

terdiri atas berbagai jenis motor listrik dan untuk beban pemanasan banyak

terdapat pada industri sedangkan radio, televisi, sinar-x, peralatan laser, komputer,

peralatan digital, penyearah, osilator dan alat-alat lampu yang dioperasikan

dengan elektronik.

Secara umum dalam sistem ketenagalistrikan, pemakaian tenaga listrik

pada empat kelompok besar diatas tidak megkonsumsi tenaga listrik pada pada

waktu yang bersamaan. Pemakaian beban untuk keperluan penerangan adalah

yang paling sederhana, karena pada umumnya tenaga listrik hanya digunakan

mulai pukul 18.00 sampai dengan pukul 06.00.

Pemakaian beban untuk keperluan tenaga (industri kecil dan besar),

umumnya bekerja 24 jam untuk industri besar dan industri kecil hanya bekerja

pada siang hari saja. Sehingga untuk perubahan beban pada industri besar terjadi

pada saat pagi saja, dan nilainya sangat kecil, selebihnya hampir kontiniu,

sedangkan untuk industri kecil perubahan beban sangat mencolok antara siang dan

malam.

Pemakaian beban untuk daerah komersil dan untuk keperluan rumah

tangga bervariasi. Beban puncak untuk keperluaan rumah tangga terjadi antara

(28)

2.3.2 Jenis – Jenis Harmonisa [8]

Harmonisa pertama disebut juga frekuensi dasar (fundamental). Jika

frekuensi gelombang harmonisanya sama dengan dua kali frekuensi dasarnya

maka disebut harmonisa kedua, jika frekuensi gelombang harmonisanya sama

dengan tiga kali frekuensi fundamental maka disebut harmonisa ketiga dan

seterusnya. Apabila frekuensi fundamental adalah 50 Hz maka harmonisa

keduanya mempunyai frekuensi 100 Hz, harmonisa ketiganya mempunyai

frekuensi 150 Hz, dan seterusnya. Perbandingan frekuensi harmonik dengan

frekuensi dasar ini disebut dengan orde harmonik.

Berdasarkan dari urutan/ordenya, harmonisa dapat dibedakan menjadi

harmonisa ganjil dan harmonisa Genap. Sesuai dengan namanya harmonisa ganjil

adalah harmonisa ke 1, 3, 5, 7, 9, dan seterusnya. Sedangkan harmonisa Genap

merupakan harmonisa ke 2, 4, 6, 8 dan seterusnya. Namun harmonisa pertama

tidak dapat dikatakan sebagai hamonisa ganjil, karena merupakan komponen

frekuensi fundamental dari gelomabang periodik. Sedangkan harmonisa 0 (nol)

mewakili konstanta atau komponen DC dari gelombang.

Pada suatu sistem tenaga listrik tiga phasa yang seimbang diasumsikan

mempunyai urutan phasa R,S,T (a,b,c), dimana besar arus dan tegangan pada

setiap phasa selalu sama dan berbeda sudut 120o listrik satu sama lain. Sehingga

(29)

1. Harmonisa urutan Positif

Harmonisa urutan positif ini mempunyai urutan phasa yang sama seperti

fasor aslinya yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, dan saling

berbeda phasa 1200

I a1 I c1

I b1

Positive phase sequence

(R,S,T atau a,b,c). Gambar 2.5 menunjukkan

fundamental fasor merupakan harmonisa urutan positif. Dimana harmonisa

positif ini terdiri dari harmonisa ke-1, ke-4, ke-7, ke-10, dan seterusnya.

Gambar 2.5 Fundamental Fasor

2. Harmonisa urutan Negatif

Harmonisa urutan negatif memilki urutan phasa yang berlawanan dengan

fasor aslinya yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, dan saling

berbeda phasa 1200. (R,T,S atau a,c,b)Seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.6. Dimana harmonisa negatif ini terdiri dari harmonisa 2,

(30)

I a5 I b5

I c5

Negative phase sequence

Gambar 2.6 Fasor Harmonik Urutan Negatif

3. Harmonisa urutan Kosong/Nol (zero sequence)

Harmonisa urutan Nol ini memiliki fasor yang sama besarnya dan sephasa

satu sama lain (beda phasa satu sama lain 00

Zero phase sequence

I a3, I b3, I c3

), harmonisa ini juga biasa

disebut triplen harmonics. Harmonisa urutan nol terdiri dari harmonisa

ke-3, ke-6, ke-9, dan seterusnya seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.7 sebagai

berikut:

Gambar 2.7 Fasor Harmonik Urutan Nol

Dari jenis-jenis harmonisa berdasarkan urutan phasa diatas maka dapat

(31)

Tabel 2.4 Urutan Polaritas Harmonisa pada sistem tiga phasa

Harmonisa Ke- 1 2 3 4 5 6 7 8…

Frekuensi (Hz) 50 100 150 200 250 300 350 400…

Urutan + - 0 + - 0 + - …

2.3.3 Sumber Harmonisa

Harmonisa bisa muncul dari beban-beban yang terhubung ke sistem

distribusi. Beban-beban pada sistem tenaga listrik dapat dikelompokkan menjadi

dua bagian yaitu beban linier dan beban non-linier yang akan dijelaskan sebagai

berikut [7]:

1. Beban Linear.

Beban linear adalah beban yang memberikan bentuk gelombang keluran

yang linear, artinya arus yang mengalir sebanding dengan impendansi dan

perubahan tegangan. Pada beban yang linear, bentuk gelombang arus akan

mengikuti bentuk gelombang tegangannya. Kalau bentuk gelombang

tegangan sumbernya sinusiodal, maka gelombang arus yang mengalir juga

akan sinusoidal

2. Beban Non Linear.

Baban non linear adalah bentuk gelombang keluarnanya tidak sebanding

(32)

maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang

masukkannya (mengalami Distorsi).

Dari dua macam beban diatas, yang paling mampu menjadi sumber

Harmonisa adalah beban non linear. Hal ini disebabkan karena adanya komponen

semikonduktor yang mana dalam proses kerjanya berlaku sebagai saklar yang

bekerja pada setiap siklus gelombang dari sumber tegangan. Selain itu harmonisa

dapat juga ditimbulkan oleh peralatan penyearah khususnya peralatan yang

menggunakan penyearah dioda dan thyristor. Dalam pemakaian konverter sebagai

sumber daya listrik dapat membawa suatu kerugian pada jaringan listrik yang

merusak bentuk gelombang tegangan dan arus bolak-balik sehingga tidak

merupakan gelombang sinus murni. Peralatan-Peralatan yang dapat menjadi

sumber harmonisa :

 Peralatan industri seperti: Mesin Las, UPS (Uninterruptible Power

Suplies), Kontrol Kecepatan Kotor dan sebagainya.

 Perlengkapan kantor seperti: Komputer, Mesin Fotocopy, Mesin Fax, Air

Conditioning Load, Elevator, Drive dan sebagainya.

 Perlengkapan rumah tangga seperti: Televisi, Microwave, Lampu dan

sebagainya.

2.3.4 Indeks Harmonisa

Dalam menganalisa harmonik terdapat beberapa indeks yang penting

(33)

2.3.4.1 Total Harmonic Distortion (THD)

Total Harmonic Distortion (THD) didefenisikan sebagai persentase total

komponen harmonik terhadap komponen fundamentalnya. Indeks ini digunakan

untuk mengukur deviasi bentuk gelombang periodik yang mengandung harmonik

dari gelombang sinus sempurna. Pada saat terjadi gelombang sinus sempurna

maka nilai THD adalah nol. Berikut ini adalah rumus THD untuk tegangan dan

arus [4].

THD untuk gelombang tegangan adalah :

���� =

�∑ℎ=22

�1 ... (2.8)

Dimana :

�1 = Harga rms tegangan fundamental

�ℎ = Harga rms tegangan harmonisa ke-h

h = 2,3,4,5,...

THD untuk gelombang arus adalah :

���� =

�∑ℎ=22

�1 ... (2.9)

Dimana :

(34)

�ℎ = Harga arus harmonisa ke-h

h = 2,3,4,5,...

2.3.4.2 Individual Harmonic Distortion (IHD) [8]

Individual Harmonic Distortion (IHD) adalah perbandingan antara nilai

Root Mean Square (RMS) dari harmonic individual dengan nilai RMS

fundamental. IHD ini berlaku untuk tegangan dan arus.

���� = IIh

1 ... (2.10)

Dimana :

In

I

= Harga harmonisa ke-h

1

h = 2,3,4,5,...

= Harga rms arus fundamental

Menurut standar Institute of Electronics Engineers (IEEE), IHD1

2.3.5 Standar Harmonisa [9]

akan

selalu bernilai 100%.

Standar harmonisa yang digunakan adalah standar IEEE 519 “ IEEE

Recommended Practices and Requiretment for harmonic Control in electric in

Electrical Power System “, ada dua kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi

distorsi harmonisa yaitu: batasan untuk harmonisa arus (%THDI) dan batasan

(35)

%THDI adalah persentase jumlah total arus yang terdistorsi oleh

harmonisa terhadap frekuensi fundamentalnya. Untuk menentukan %THDI

%THD

tergantung dari besarnya rasio dari Isc/IL. Isc adalah arus hubng singkat yang ada pada PCC (Point of Comman Coupling ) sedangkan IL adalah arus beban nominal.

V adalah persentase jumlah total tegangan yang terdistorsi oleh

harmonisa terhadap frekuensi fundamentalnya. %THDV

Pada tabel 2.5 ditunjukkan batasan harmonisa arus berdasarkan IEEE 519,

sedangkan tabel 2.6 menunjukkan batasan harmonisa tegangan.

ditentukan oleh tegangan

sistem yang dipakai.

Tabel 2.5 Standar Distorsi Arus Untuk Sistem Distribusi

Maximum harmonic current distortion in % IL

Individual harmonic order (ODD harmonics)

Isc/IL < 11 11 ≤ h <17 17 ≤ h < 23 23 ≤ h < 35 H ≥ 35 TDD

< 20 4 2 1.5 0.6 0.3 5

20 – 50 7 3.5 2.5 1 0.5 8

50 – 100 10 4.5 4 1.5 0.7 12

100 – 1000 12 5.5 5 2 1 15

(36)

Tabel 2.6 Standar Distorsi Tegangan

Maximum distortion (in %)

System voltage

Below 69 kv 69 – 138 kv > 138 kv

Individual harmonic 3.0 1.5 1.0

(37)

BAB III

METODE PENELITIAN

Pengambilan data dalam penelitian tugas Akhir ini dilakukan di PT PLN

(Persero) Cabang Medan, rayon Medan Kota, pada tanggal 01 Maret 2013 pukul

11.00 s/d 15.30 WIB. Berdasarkan tujuan dari penelitian Tugas Akhir ini maka

akan dilakukan langkah kerja penelitian seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1

sebagai berikut:

Pengambilan data

Menghitung arus hubung singkat

Menghitung besar arus beban penuh

Bandingkan THD arus dan THD tegangan dari pengukuran dengan standar IEEE std

519-1992

Menghitung nilai faktor-k (K) dari ketiga transformator

Menghitung derating factor (D)

dari ketiga transformator

(38)

3.1 Peralatan Yang Digunakan

Adapun peralatan yang digunakan pada saat pengukuran dalam penelitian

Tugas Akhir di PT PLN (Persero) Cabang Medan, rayon Medan Kota, pada

tanggal 01 Maret 2013 pukul 11.00 s/d 15.30 WIB adalah sebagai berikut :

1. Alat ukur Power Quality Analyzer Fluke 435. Gambar alat ukur Power

Quality Analizer Fluke 435 dapat dilihat pada Gambar 3.2.

2. Laptop

3. Kabel penghubung

Gambar 3.2 Power Quality Analyzer Fluke 435 3.2 Rangkaian Pengambilan Data

Rangkaian pengukuran kandungan arus dan tegangan harmonisa disetiap

phasa transformator (R,S,T) diperlihatkan pada Gambar 3.5, dimana masing –

masing phasa dihubungkan ke power quality analyzer fluke 435 (PQA). Adapun

gambar blok diagram pengukuran secara umum ditunjukkan pada Gambar 3.3 dan

(39)

PQA

Beban Sumber

Transformator

PCC 20 kV/380 V

Bus 1

Bus 2

MVAsc = 68.240 kVA

Gambar 3.3 Blok Diagram Pengukuran Secara Umum

(40)

Gambar 3.5 Pengukuran Kandungan Harmonisa pada Sisi Skunder Transformator.

3.3 Prosedur Pengambilan Data

Adapun prosedur dalam pengambilan data adalah sebagai berikut :

a. Hubungkan alat ukur Power Quality Analyzer Fluke 435 (PQA) dengan sisi sekunder Transformator .

b. Nyalakan alat ukur Power Quality Analyzer Fluke 435 (PQA), atur tanggal, waktu pengukuran dan perbandingan yang digunakan dan

hubungkan dengan laptop.

c. Ukur besarnya arus, tegangan dan kandungan harmonisa pada masing-masing phasa menggunakan alat ukur Power Quality

Analyzer Fluke 435. Transfer langsung dan simpan data yang

(41)

3.4 Persamaan yang digunakan dalam perhitungan

Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh harmonisa pada transformator

maka perlu dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan berikut ini :

a. Mencari arus beban penuh (IFL) dan arus hubung singkat (ISC

�� = �

V = tegangan sisi sekunder transformator (V)

• ISC

V = tegangan sisi sekunder transformator (V) = mega volt ampere hubung-singkat (MVA)

b. THD arus dan THD tegangan Pada Transformator

THD arus dan THD tegangan dianalisa berdasarkan standar yang

ditetapkan oleh IEEE 519 “Recommended Practices and Requirements

for Harmonic Control in Electrical Power System”. Nilai dari THD

arus dan THD tegangan yang didapat dari pengukuran kemudian

dibandingkan dengan standar IEEE yang terdapat dalam tabel 2.5 dan

(42)

c. Perhitungan Faktor-K dan Derating Factor (D)

Dampak lain timbulnya harmonisa pada transformator distribusi

adalah faktor-k transformator. Faktor-K ini akan mempengruhi

Derating Factor (D) pada trnsformator sehingga transformator tersebut

dapat bekerja dengan kapasitas maksimum. Nilai Faktor-K dan

Derating Factor tersebut dapat dihitung menggunekan persamaan 2.6

(43)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil pengukuran dan hasil

perhitungan. Dari hasil pengukuran akan dianalisis besar THDI (Total Harmonic

Distortion Arus) dan THDV

Untuk menentukan %THD

(Total Harmonic Distortion Tegangan) serta

pengaruh harmonisa terhadap faktor-k pada transformator.

I tergantung dari besarnya rasio dari Isc/IL. Isc

adalah arus hubung singkat yang ada pada PCC (Point of Comman Coupling)

sedangkan IL adalah arus beban nominal. %THDV adalah persentase jumlah total

tegangan yang terdistorsi oleh harmonisa terhadap frekuensi fundamentalnya.

%THDV

4.1 Data Pengukuran Kandungan Harmonisa pada Transformator

ditentukan oleh tegangan sistem yang dipakai. Pengaruh dari harmonisa

akan menimbulkan nilai faktor-k yang akan menimbulkan derating factor pada

transformator tersebut. Hal ini akan mengakibatkan turunnya kapasitas dari

transformator tersebut.

Data hasil pengukuran dapat dilihat sebagai berikut:

1. Transformator MK609

Pengukuran dilakukan di Jalan Utama Gang Tengah dengan kode Gardu

MK609 pada tanggal 01 Maret 2013 pukul 11.30 WIB. Adapun spesifikasi

(44)

1. Buatan : MORAWA

Adapun data yang didapat dari hasil pengukuran pada transformator

MK609 dapat ditunjukkan oleh Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran pada Transformator MK609

(45)
(46)

Adapun bentuk gelombang tegangan dan arus yang diperoleh dari hasil

pengukuran pada transformator MK609 dapat ditunjukkan oleh Gambar 4.1

sebagai berikut:

(a.) (b.)

Gambar 4.1 (a.) Bentuk Gelombang Arus dan (b.) Bentuk Gelombang Teganagan

2. Transformator MK676

Pengukuran dilakukan di Jalan Halat depan Jalan Semen dengan kode Gardu

MK676 pada tanggal 01 Maret 2013 pukul 14.20 WIB. Adapun spesifikasi

transformator tersebut adalah sebagai berikut:

1. Buatan : Bambang Djaja

2. Tipe : Outdoor

3. Daya : 160 kVA

4. Tegangan Kerja : 20 kV//400 V

5. Hubungan : Dyn5

6. Impedansi : 4%

(47)

Adapun data yang didapat dari hasil pengukuran pada transformator

MK676 dapat ditunjukkan oleh Tabel 4.3 dan Tabel 4.4 sebagai berikut :

Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran pada Transformator MK676

Phasa

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Harmonisa Arus pada Transformator MK676

(48)

9 21.3 2.13 Nol

11 15.9 1.59 Negatif

13 6.7 0.67 Positif

15 9.5 0.95 Nol

T

3 40.1 5.614 Nol

5 14.9 2.086 Negatif

7 2.6 0.364 Positif

9 17.0 2.38 Nol

11 7.8 1.092 Negatif

13 5.1 0.714 positif

15 7.3 1.022 Nol

Adapun bentuk gelombang tegangan dan arus yang diperoleh dari hasil

pengukuran pada transformator MK676 dapat ditunjukkan oleh Gambar 4.2

sebagai berikut:

(a.) (b.)

(49)

3. Transformator MK705

Pengukuran dilakukan di Jalan Halat Gang Makmur dengan kode Gardu MK705

pada tanggal 01 Maret 2013 pukul 15.00 WIB. Adapun spesifikasi transformator

tersebut adalah sebagai berikut:

1. Buatan : Bambang Djaja

Adapun data yang didapat dari hasil pengukuran pada transformator

MK705 dapat ditunjukkan oleh Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 sebagai berikut :

Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran pada Transformator MK705

(50)
(51)

Adapun bentuk gelombang tegangan dan arus yang diperoleh dari hasil

pengukuran pada transformator MK705 dapat ditunjukkan oleh Gambar 4.3

sebagai berikut:

(a.) (b.)

Gambar 4.3 (a.) Bentuk Gelombang Arus dan (b.) Bentuk Gelombang Teganagan

4.2

Analisa Data

4.2.1 Menghitung Arus Beban Penuh (IFL) dan Arus Hubung Singkat (ISC

Berikut ini akan dihitung Arus Beban Penuh (I

)

FL) dan Arus Hubung

Singkat (ISC) pada masing – masing transformator. Ketiga transformator disuplai

dari penyulang yang sama yaitu penyulang TT5 dengan kode gardu MK609,

MK676 dan MK705 sehingga memiliki nilai megavoltampere hubung-singkat

(MVAsc) yang sama yaitu sebesar 68.240 kVA. Adapun nilai perhitungan yang

(52)

Tabel 4.7 Perhitungan Arus Beban Penuh (IFL) dan Arus Hubung Singkat (ISC

Transformator MK609 144.33 98495.96

Transformator MK676 230.94 98495.96

Transformator MK705 144.33 98495.96

4.2.2 Analisa THD pada Transformator Distribusi

Berikut ini akan dianalisa THD arus dan THD tegangan pada masing – masing transformator berdasarkan standar IEEE519. Didalam perhitungan arus hubung singkat (ISC

Tabel 4.8 THD Arus pada Transformator Distribusi

) yang digunakan adalah arus hubung singkat yang ada pada PCC (Point of Comman

Caupling) sedangkan IL adalah arus beban nominal. Adapun hasil analisa yang dilakukan

dapat ditunjukkan oleh Tabel 4.8 dan Tabel 4.9 sebagai berikut:

Kode

Analisa THD Arus Orde < 11

MK609

Analisa THD Arus Orde 11≤ h <17

(53)

S 4 24623.9 >1000 19.69 7 Melebihi

Dari Tabel 4.8 diatas terlihat bahwa kandungan THD arus pada

masing-masing transformator melebihi standar IEEE 519. THD arus yang yang paling

besar melebihi standar adalah transformator kedua yaitu pada analisa THD arus

orde <11 Phasa R melebihi 70.7 %, Phasa S melebihi 127.5 % dan phasa T

melebihi 48.5%. Pada analisa THD arus orde 11≤ h <17 phasa R melebihi

33.13%, phasa S melebihi 55.18% dan Phasa T melebihi 31.14%.

Tabel 4.9 THD Tegangan pada Transformator Distribusi

(54)

Dari Tabel 4.9 diatas terlihat bahwa kandungan THD tegangan pada

transformator belum melebihi standar IEEE 519.

4.2.3 Perhitungan faktor-k dan derating Factor (D) pada Transformator Berikut ini adalah perhitungan faktor-k dan derating factor (D) pada

masing – masing transformator :

a. Transformator MK609

Tabel 4.10 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa R

h Ih Ih2 Ih2h2 K = ∑15ℎ=1Ih2h2/∑15ℎ=1Ih2 D = 1.15

1+0.15K

1 37 1369 1369

27.918 0.222

3 19.758 390.3786 3513.407

5 13.764 189.4477 4736.192

7 12.58 158.2564 7754.564

9 16.354 267.4533 21663.72

11 12.321 151.807 18683.65

13 2.664 7.0968 1199.375

15 7.844 61.5283 13843.88

(55)

Tabel 4.11 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa S

Tabel 4.12 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa T

h Ih Ih2 Ih2h2 K = ∑15ℎ=1Ih2h2/∑15ℎ=1Ih2 D = 1.15

(56)

Dari nilai perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai faktor-k pada

transformator akibat hadirnya harmonisa sangat besar. Dari hasil perhitungan

diatas juga dapat diketahui penurunan kapasitas transformator pada setiap

phasanya yaitu sebesar:

Phasa R = 100−22.2

100 x 100%

= 77.8 %

Phasa S = 100−17.8

100 x 100%

= 82.2 %

Phasa T = 100−28.8

100 x 100%

= 71.2 %

Dari perhitungan diatas penurunan kapasitas transformator sangat besar

yaitu 77.8 % pada phasa R, 82.2 % pada phasa S dan 71.2 % pada phasa T,

sehingga perlu dilakukan pemakaian K-Rating atau dilakukan derating ulang

(57)

b. Transformator MK676

Tabel 4.13 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa R

h Ih Ih2 Ih2h2 K = ∑15ℎ=1Ih2h2/∑15ℎ=1Ih2 D = 1.15

Tabel 4.14 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa S

h Ih Ih2 Ih2h2 K = ∑15ℎ=1Ih2h2/∑15ℎ=1Ih2 D = 1.15

(58)

Tabel 4.15 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa T

h Ih Ih2 Ih2h2 K = ∑15ℎ=1Ih2h2/∑15ℎ=1Ih2 D = 1.15

1+0.15K

1 14 196 196

6.319 0.590

3 5.614 31.517 283.653

5 2.086 4.351396 108.7849

7 0.364 0.132496 6.492304

9 2.38 5.6644 458.8164

11 1.092 1.192464 144.2881

13 0.714 0.509796 86.15552

15 1.022 1.044484 235.0089

Total 240.412 1519.199

Dari nilai perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai faktor-k pada

transformator akibat hadirnya harmonisa sangat besar. Dari hasil perhitungan

diatas juga dapat diketahui penurunan kapasitas transformator pada setiap

phasanya yaitu sebesar:

Phasa R = 160−92

160 x 100%

= 42.5 %

Phasa S = 160−69.6

160 x 100%

(59)

Phasa T = 160−94.4

160 x 100%

= 41.0 %

Dari perhitungan diatas penurunan kapasitas transformator sangat besar

yaitu 42.5 % pada phasa R, 56.5 % pada phasa S dan 41.0 % pada phasa T,

sehingga perlu dilakukan pemakaian K-Rating atau dilakukan derating ulang

transformator tersebut.

c. Transformator MK705

Tabel 4.16 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa R

h Ih Ih2 Ih2h2 K = ∑15ℎ=1Ih2h2/∑15ℎ=1Ih2 D = 1.15

1+0.15K

1 7 49 49

13.923 0.372

3 2.856 8.156736 73.41062

5 0.875 0.765625 19.14063

7 0.833 0.693889 34.00056

9 2.254 5.080516 411.5218

11 1.176 1.382976 167.3401

13 0.133 0.017689 2.989441

15 0.84 0.7056 158.76

(60)

Tabel 4.17 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa S

Tabel 4.18 Perhitungan Faktor-k dan Derating Factor (D) pada Phasa T

(61)

Dari nilai perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai faktor-k pada

transformator akibat hadirnya harmonisa sangat besar. Dari hasil perhitungan

diatas juga dapat diketahui penurunan kapasitas transformator pada setiap

phasanya yaitu sebesar:

Phasa R = 100−37.2

100 x 100%

= 62.8 %

Phasa S = 100−19

100 x 100%

= 81.0 %

Phasa T = 100−31.8

100 x 100%

= 68.2 %

Dari perhitungan diatas penurunan kapasitas transformator sangat besar

yaitu 62.8 % pada phasa R, 81.0 % pada phasa S dan 68.2 % pada phasa T,

sehingga perlu dilakukan pemakaian K-Rating atau dilakukan derating ulang

transformator tersebut.

Penurunan kapasitas dari masing-masing transformator dapat ditunjukkan

(62)

Gambar 4.4 Grafik Penurunan Kapasitas pada masing-masing Transformator

Dari Gambar 4.4 diatas terlihat bahwa penurunan kapasitas terbesar terjadi

pada transformator MK609 yaitu sebesar 77.8% pada phasa R, 82.2% pada phasa

S dan 71.2% pada phasa T.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Trafo MK609 Trafo MK676 Trafo MK705

Phasa R

Phasa S

(63)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan analisa dari data yang diperoleh, maka penulis dapat

mengambil kesimpulan sebagai berikut:

1. THD Arus dari ketiga transformator pada saat pengukuran tanggal 01

Maret 2013 telah melebihi standar yang ditetapkan IEEE 519 yaitu diatas

15% untuk orde <11 dan diatas 7% untuk orde 11≤ h <17.

2. THD Tegangan dari ketiga transformator setiap phasanya masih di bawah

standar yang ditentukan dari IEEE 519 yaitu masih berada dibawah 5%.

3. Nilai faktor-k terbesar yang dihasilkan arus harmonisa terjadi pada

transformator MK609 yang diukur pada tanggal 01 Maret 2013 pukul

11.40 WIB yaitu pada phasa R sebesar 27.918, phasa S sebesar 36.461 dan

phasa T sebesar 19.933 sehingga perlu dilakukan derating ulang terhadap

(64)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan analisa dari data yang diperoleh, maka penulis dapat

mengambil kesimpulan sebagai berikut:

1. THD Arus dari ketiga transformator pada saat pengukuran tanggal 01

Maret 2013 telah melebihi standar yang ditetapkan IEEE 519 yaitu diatas

15% untuk orde <11 dan diatas 7% untuk orde 11≤ h <17.

2. THD Tegangan dari ketiga transformator setiap phasanya masih di bawah

standar yang ditentukan dari IEEE 519 yaitu masih berada dibawah 5%.

3. Nilai faktor-k terbesar yang dihasilkan arus harmonisa terjadi pada

transformator MK609 yang diukur pada tanggal 01 Maret 2013 pukul

11.40 WIB yaitu pada phasa R sebesar 27.918, phasa S sebesar 36.461 dan

phasa T sebesar 19.933 sehingga perlu dilakukan derating ulang terhadap

(65)

5.2 Saran

Dari kesimpulan yang diperoleh dalam penelitian Tugas Akhir ini, maka

penulis dapat memberikan saran sebagai berikut:

1. Sebaiknya pihak PLN juga memperhatikan kandungan harmonisa pada

transformator distribusi ketika melakukan pemeliharaan dan memantau

nilainya setiap pertambahan beban pada suatu daerah.

2. Penelitian kedepan dilakukan dengan penelitian langsung tipe beban yang

di suplai dari masing-masing transformator distribusi.

3. Penelitian ini dapat dilajutkan dengan membuat filter aktif untuk

Gambar

Gambar 2.6  Fasor Harmonik Urutan Negatif
Tabel 2.5 Standar Distorsi Arus Untuk Sistem Distribusi
Tabel 2.6 Standar Distorsi Tegangan
Gambar 3.1 Blok diagram langkah kerja penelitian
+7

Referensi

Dokumen terkait

transformator agar tidak terjadi tegangan jatuh yang cukup besar pada sistem distribusi. primer

Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya yang besar agar sampai

Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem distribusi tenaga listrik selalu terjadi dan penyebab ketidakseimbangan tersebut adalah pada beban-beban satu fasa pada

Penggunaan capacitor bank untuk meningkatkan faktor daya pada sistem distribusi tenaga listrik justru akan meningkatkan/menguatkan harmonisa yang terjadi pada

Ketidakseimbangan beban bukanlah masalah baru dalam sistem distribusi tenaga listrik, hal ini disebabkan oleh pola penyebaran antara beban tiga fase dimana koneksi yang

Pada penelitian yang diajukan di tesis ini akan dilakukan suatu teknik pengurangan harmonisa arus pada sistem distribusi tenaga listrik tiga fasa empat kawat dengan

Bagian dari sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan konsumen adalah..

Oleh karena transformator merupakan unsur utama dari sistem penyaluran dan distribusi energi listrik dan merupakan peralatan yang paling mahal harganya, maka sistem proteksi