BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam sistem tenaga listrik kualitas daya merupakan salah satu faktor penting yang harus diperhatikan. Kualitas daya mencakup, kontinuitas dalam penyediaan energi listrik, kestabilan frekuensi dan tegangan serta kualitas faktor daya. Keempat hal ini merupakan fokus utama dari kualitas daya, sehingga keempat hal ini harus dijaga kehandalan. Akan tetapi, perkembangan teknologi di sisi beban yang mengarah pada peningkatan efisiensi peralatan dalam penggunaan energi listrik mempengaruhi kehandalan kualitas daya. Berbagai jenis peralatan yang dapat mempengaruhi kehandalan dari kualitas daya diantaranya, air conditioner, refrigerator, lampu-lampu hemat energi, komputer, laptop, serta penggunaan converter, baik itu rectifier maupun inverter. Peralatan seperti ini semakin banyak digunakan baik di rumah tangga maupun di industri .
Peralatan elektronik di atas pada umumnya memerlukan arus searah sehingga dalam penyediannya diperlukan penyearahan arus. Pembebanan-pembebanan jenis ini membuat arus pada jaringan listrik tidak lagi berbentuk gelombang sinusoidal murni. Gelombang seperti ini bukan hanya tersusun dari frekuensi fundamental saja tetapi juga ditumpangi oleh frekuensi kelipatan bilangan integer dari frekuensi fundamental yang didefinisikan sebagai harmonisa.
Dengan adanya harmonisa, gelombang arus maupun tegangan yang harusnya berbentuk sinusoidal berubah menjadi gelombang sinusoidal terdistorsi. Ketika terjadi distorsi gelombang maka kualitas tegangan dan frekuensi mengalami perubahan, sehingga tidak sesuai dengan regulasi. Harmonisa bukan saja menggangu kualitas tegangan dan kestabilan frekuensi tetapi juga mengakibatkan masalah lain. Diantaranya, meningkatnya rugi-rugi pada penghantar, timbulnya arus pada kabel netral, terjadinya error
pembacaan pada kWh meter, tidak bekerjanya peralatan proteksi pada sistem tenaga serta membuat faktor daya menjadi rendah.
Karena merugikannya dampak yang diakibatkan oleh harmonisa maka diperlukan suatu metode untuk meredam harmonisa tersebut. Salah satu metode yang digunakan dalam mereduksi harmonisa adalah pemasangan filter. Dengan adanya filter kita dapat mereduksi harmonisa yang terjadi.
Filter sendiri terdiri atas dua jenis yaitu filter pasif dan filter aktif. Filter pasif terdiri dari komponen linear R, L dan C sedangkan filter aktif terdiri dari komponen non-linear seperti IGBT, Thyristor, GTO, Transistor Power, MOSFET yang dirangkai menjadi inverter.
Filter pasif dan aktif sendiri mempunyai beberapa kekurangan dan kelebihan. Kekurangan dari filter pasif adalah hanya mampu mereduksi harmonisa tertentu sesuai dengan desain awal sehingga apabila terjadi perubahan maka filter tersebut tidak dapat menyesuaikan dengan keadaan baru tersebut. Untuk kelebihan dari filter pasif adalah dari sisi ekonomi. Filter pasif lebih murah dibanding dengan filter lainnya dalam hal desain dan pembuatan.
Sedangkan untuk filter aktif kelebihannya adalah dimensinya relatif kecil serta mampu mereduksi pita frekuensi harmonisa yang lebih lebar. Kelebihan yang selanjutnya adalah filter ini mampu bekerja pada kondisi beban yang berubah-ubah dengan cara mengatur ulang sistem kontrol yang mengatur pensaklaran komponen pada inveter sedangkan untuk kekurangan dari filter aktif sendiri diantaranya tidak bisa digunakan atau dipasang pada sistem tenaga yang berkapasitas besar karena kemampuan filter aktif ini dibatasi oleh kemampuan dari komponen penyusun inveter (GTO dan IGBT). Kekurangan yang selanjutnaya adalah biaya desain dan pembuatannya relatif lebih mahal.
1.2. Rumusan Masalah
Pada Tugas Skripsi ini penulis ditunjukan terhadap masalah-masalah sebagai berikut ;
1. Bagaimanakah karakteristik harmonisa (orde harmonisa dominan dan THD I) akibat beban non-linear di Gedung Direktorat TIK UPI ?
2. Bagaimanakah desain kontrol filter aktif yang efektif untuk mereduksi harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI ?
3. Bagaimanakah hasil filterisasi harmonisa dari filter aktif ?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah pada Tugas Skripsi ini adalah sebagai berikut ;
1. Harmonisa yang dianalisis hanya berasal dari beban non-linear terutama personal computer serta laptop.
2. Sumber harmonisa pada simulasi diwakili oleh penyearah tipe jembatan. 3. Filterisasi pada simulasi hanya ditujukan untuk mereduksi nilai dari THD
I, sedangkan data hasil pengukuran di Gedung Direktorat TIK UPI mengenai faktor kerja dan amplitudo arus diabaikan.
4. Perencanaan dan penggunaan inverter yang terkontrol dengan menggunakan kendali PWM.
5. Sistem 3 phasa dianggap setimbang.
6. Software yang digunakan untuk mensimulasikan hasil sebelum dan sesudah pemasangan filter menggunakan Power Simulator versi. 9.0.3
1.4. Tujuan Skripsi
Tujuan penulisan Tugas Skripsi ini adalah sebagai berikut ;
1. Mengetahui karakteristik harmonisa (orde harmonisa dominan dan THD I) akibat beban non linear di Gedung Direktorat TIK UPI.
2. Mengetahui desain kontrol filter aktif yang efektif untuk mereduksi harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI.
3. Mengetahui hasil filterisasi harmonisa yang dilakukan oleh filter aktif serta membandingkan gelombang arus hasil perbaikan terhadap standar IEEE 519-1992.
1.5. Manfaat Skripsi
Manfaat yang diharapakan dari skripsi ini diantaranya adalah sebagai berikut ; 1. Bagi penulis : dapat menambah ilmu pengetahuan, pemahaman, dan
keterampilan di dalam dunia kelistrikan, khususnya dalam perancang filter aktif
2. Bagi Industri : diharapkan sebagai salah satu kontribusi positif, dengan adanya perancangan filter dan pengujiannya bisa turut membantu Industri dalam mereduski harmonisa yang dihasilkan oleh beban non linier berupa penyearah sehingga dapat menurunkan resiko kerugian akibat harmonisa tersebut.
3. Bagi dunia pendidikan : diharapkan dapat meningkatkan ilmu pengetahuan di dalam dunia kelistrikan khususnya desain filter aktif dan diharapkan untuk kedepannya bermunculan jenis filter yang baru yang mungkin saja lebih efektif dalam mereduksi harmonisa dibandingkan filter aktif.
1.6. Metode Pengumpulan Data
Penulis menggunakan tiga metode pada proses pengumpulan data, yaitu ; 1. Metode Observasi Langsung
Penulis dapat melihat langsung harmonisa yang terjadi di Gedung TIK UPI dengan cara melakukan beberapa pengukuran terhadap panel listrik. 2. Metode Wawancara
Penulis mendiskusikan dan menanyakan masalah-masalah yang tejadi akibat harmonisa dan usaha untuk mereduksi harmonisa tersebut.
3. Metode Studi Pustaka
Penulis melakukan pembelajaran terhadap beberapa litelatur baik dari penulis luar negeri maupun dalam negeri yang berhubungan dengan harmonisa dan filter aktif.
1.7 Sistematika Penulisan Tugas Skripsi
Untuk memudahkan dalam membaca dan memahami tugas skripsi ini, maka disusun sistematika penulisan sebagai berikut ;
BAB I PENDAHULUAN
Memaparkan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan, manfaat tugas skripsi, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Memaparkan tentang teori dan perkembangan penelitian harmonisa serta upaya mereduksi dengan pemasangan berbagai tipe filter khususnya filter aktif.
BAB III METODE PENELITIAN
Melakukan pengukuran langsung terhadap fenomena harmonisa yang terjadi di Gedung Direktorat TIK UPI serta membuatkan model matematika harmonisa tersebut. Membuat pemodelan sumber harmonisa dari hasil pengukuran dengan menggunakan software PSIM 9.0.3. Melakukan perancang filter aktif sebagai salah satu cara mereduksi harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Melakukan pengujian model sumber harmonisa pada simulasi. Melakukan Pengujian model dengan simulasi sebelum dan sesudah pemasangan filter aktif dalam mereduksi harmonisa di Gedung Direktorat TIK UPI. Serta membandingkan hasil pengujian THD I yang terjadi dengan standar IEEE 519-1992.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Memaparkan tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang didasarkan pada hasil penelitian yang diperoleh.
