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
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
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
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.
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Tabel 2.2 Klasifikasi Beban Pelanggan Listrik PLN
Beban Yang Dilayani No Golongan Tarif Batas Daya
TARIF I
R = Pelanggan Listrik Perumahan
B = Pelanggan Listrik Bisnis
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
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 (�ℎ), 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
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
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(�ℎ2∗ ℎ2) ... (2.5)
Persamaan 2.20 dapat juga dinyatakan sebagai berikut:
K = ∑∞ℎ=1ℎ2�ℎ2
∑∞ℎ=1�ℎ2 ... (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 :
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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=2�ℎ2
�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=2�ℎ2
�1 ... (2.9)
Dimana :
�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
%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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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%
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
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.)
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
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 Data4.2.1 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
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
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
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
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
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
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
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%
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
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
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
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
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
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
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