ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES MINIMALISASI
HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM
UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE
TESIS
Oleh:
MISBAHUL JANNAH 087034005/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N
ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES MINIMALISASI
HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM
UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh Misbahul Jannah
087034005/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Judul Penelitian : ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES MINIMALISASI HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE
Nama Mahasiswa : MISBAHUL JANNAH Nomor Induk : 087034005
Prohram Studi : Magister Teknik Elektro
Menyetujui Komisi Pembimbing
( Prof. Dr. Ir. Usman Baafai ) (Dr. Marwan Ramli, M. Si ) Ketua Anggota
Sekretaris Program Studi Dekan,
(Drs. Hasdari Helmi, MT) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME)
Telah Diuji pada
Tanggal: 11 Februari 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai Anggota : 1. Dr. Marwan Ramli, M. Si
ABSTRAK
Beban non linier umumnya merupakan peralatan elektronik yang di dalamnya banyak mengandung komponen semikonduktor seperti Switching Power Supplies, UPS, computer, printer, LHE, DC drive, AC drive, battery charger dan lain sebagainya. Banyaknya penggunaan beban non linier akan menghasilkan harmonisa seperti yang terjadi pada transformator 160 kVA di gedung Rektorat – Puskom Universitas Malikussaleh Lhokseumawe. Pada pengukuran awal THDI yang terdeteksi adalah 20,7%. Hal ini menunjukkan bahwa THDI di atas standar yang diizinkan oleh IEEE 519 -1992. Oleh karena itu diperlukan filter dalam meminimalisasi harmonisa yang timbul. Hasil pemodelan dua buah filter pasif yaitu single tuned filter dan filter orde tiga, menghasilkan THDI menjadi 2,73% dan 9,40%. Berdasarkan hasil simulasi model dua buah filter pasif tersebut yang paling sesuain dipakai adalah single tuned filter untuk gedung Rektorat - Puskom Universitas Malikussaleh.
Kata kunci: harmonisa, filter single tuned, filter orde tiga, THD
ABSTRACT
Generally non linier load is an electronic device that consist of many semiconductor component such as switching power suppliers, UPS, computer, printer, LHE, DC drive, AC drive, battery charger, ect. The using of non linier load would be generate harmonics frequence that happen on transformer 160 kVA in Rectorat building-Puskom Malikussaleh University Lhokseumawe. In the first measurement THDI was detected 20, 7%. This case shows that THDI held in above IEEE 519-1992 standart. Terefore, a filter was needed to minimize the effect of harmonics. The result of modeling two passive filters were single tuned filter and the third order filter that produced THDI became 2,73% and 9,4%. Based on the simulation both of two passive filters shows that the single tuned filter was very acceptable in Rectorat building-Puskom Malikussaleh University.
The keyword: harmonics, single tuned filter, the third order filter, THD
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini dengan judul: ANALISIS KESESUAIAN ANTARA SINGLE TUNED FILTER TERHADAP FILTER ORDE TIGA DALAM PROSES DALAM PROSES MINIMALISASI HARMONISA PADA TRANSFORMATOR 160 kVA DI GEDUNG REKTORAT – PUSKOM UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE yang merupakan salah satu prasyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Pascasarjana di Program Studi Magister Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.
Penulis terutama sekali mengucapkan terima kasih kepada ayahanda terkasih H. Syuib Nursyah, SH, ibunda tersayang Hj. Hafsah Muhammad, suami tercinta Fajri, M. Kasim, M. Soc. Sc dan mutiara hati tersayang Muhammad Humam Habibie dan Muhammad Hanif Habibie serta kakak-kakak dan adik-adik atas doa dan dorongan batin yang tak ternilai harganya.
Penulis juga mengucapkan terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, Bapak DR. Marwan Ramli, M.Si, selaku pembimbing atas segala saran, bimbingan dan nasehatnya selama penulisan ini berlangsung.
kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister, dan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat yang berguna bagi penulis dan kita semua.
Medan, Februari 2013
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Misbahul Jannah Jenis kelamin : Perempuan
Agama : Islam
Alamat : Jl. Syafiatuddin No 25 Bukit Panggoi Indah Lhokseumawe, Aceh
PENDIDIKAN:
1. Tamatan MIN Lhokseumawe, Aceh Tahun 1990 2. Tamatan MTsN Gandapura, Aceh Tahun 1993 3. Tamatan SMAN 1 Lhokseumawe , Aceh Tahun 1996 4. Politeknik Negeri Lhokseumawe, Aceh Tahun 1999 5. Universitas Sumatera Utara, Medan Tahun 2003
PEKERJAAN:
1. Dosen Teknik Elektro - Universitas Malikussaleh Lhokseumawe
Demikian riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Medan, 11 Februari 2013
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK………... ABSTRACT……… KATA PENGANTAR……… DAFTAR RIWAYAT HIDUP………... DAFTAR ISI……….…….. DAFTAR TABEL……….…….. DAFTAR GAMBAR………..……… BAB 1 PENDAHULUAN……….…… 1.1. Latar Belakang……….……. 1.2. Perumusan Masalah……….….…… 1.3. Batasan Masalah……….………..…… 1.4. Tujuan Penelitian...……….…………..… 1.5. Manfaat Penulisan………...………..… 1.6. Sistematika Penulisan………... TINJAUAN PUSTAKA……….…..
2.5.2. Resonansi Paralel……….. …..….………... 2.6. Single Tuned Filter.……….. 2.6.1. Factor Detuning………..… 2.6.2. Perancangan Single Tuned Filter….….……….……
2.7. Filter Pasif Orde Tiga……….………..…. 2.7.1. Perancangan Filter Pasif Orde Tiga…..……….……. 2.8 Perhitungan Hubung Singkat Dan Batas Harmonisa………. 2.8.1. Perhitungan Hubung Singkat………...
2.8.2. Perhitungan Short Circuit Rasio………...…………...
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN……….
3.1. Data Pemakaian Beban Di Gedung Rektorat Dan Puskom Universitas Malikussaleh……… 3.2. Teknik Pengukuran Yang Dilakukan……….. 3.3. Teknik Analisa Data………...……….…… 3.4. Data Spesifikasi Transformator Dan Kabel………..…..
3.5. Data Pengukuran Di Panel Utama Dengan METREL....…… 3.6. Perhitungan Hubung Singkat dan Batas Harmonisa………. 3.7. Perhitunngan Single Tuned Filter………...
3.7.1. Menentukan Kebutuhan Kapasitor Sebagai Perbaikan Faktor Daya………. 3.7.2. Menentukan Parameter Induktor L………. 3.8. Perhitungan Filter Orde Tiga……….. 3.8.1. Menentukan Kebutuhan Kapasitor Sebagai Perbaikan Faktor Daya………...………….. 3.8.2. Menentukan Parameter Induktor L………... 3.8.3. Menentukan Parameter resistor R Filter……….. 3.9. Simulasi Matlab Dengan Menggunkan Single Tuned Filter
Dan Filter Orde Tiga………... 3.9.1. Hasil Simulasi Single Tuned Filter………... 3.9.2. Hasil Simulasi Filter Orde Tiga……… BAB IV HASIL DAN ANALISIS……….
DAFTAR PUSTAKA. LAMPIRAN
75
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1.1.
Perbandingan Penelitian Terdahulu Dengan Penelitian Yang dilakukan Penulis……….
Tabel Frekuensi dan Kelipatannya………..
Jenis Peralatan Terhadap THDI yang diBangkitkan..………….. Standart harmonisa Arus………..
Standart Harmonisa Tegangan…………..……….
Urutan Dari Komponen Harmonisa………
Pengaruh Dari Polaritas Komponen Harmonisa……….
Rekapitulasi Beban Terpasang Di Gedung Rektorat Dan Puskom Universitas Malikussaleh………...
Impedansi Kabel Saluran……….
Data Hasil Pengukuran tegangan fasa………..
Data Hasil Pengukuran Tegangan Dan Arus Harmonisa Orde n………....
Impedansi Dan Parameter Filter………...
Data Hasil Pengukuran Matlab/ Simulink Tegangan Dan Arus Harmonisa Orde n Setelah Menggunakan Single Tuned Filter...
Data Hasil Pengukuran Matlab/ Simulink Tegangan Dan Arus Harmonisa Orde n Setelah Menggunakan filter Orde
Tiga……….
Harmonisa Kondisi Sebelum Dan Kondisi Setelah
Menggunakan Single Tuned Filter Dan Filter Orde Tiga………
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1.
Bentuk Gelombang Yang Dihasilkan Dari Penjumlahan Gelombang Fundamental Dan harmonisa Ke Tiga…..………...
Karakteristik Gelombang Arus pada Beban Linier……….
Karakteristik Gelombang Arus pada Beban Non Linier……….
Tipe dari Rangkaian Filter Pasif...……….………...
Arus Harmonisa Mengalir Menuju Sumber Tegangan…….…...
Arus Harmonisa Sebagian Mengalir Menuju Kapasitor………..
Rangkaian Resonansi Seri………
Impedansi vs Frekuensi Untuk Resonansi Seri………...
Sistem Distribusi Tenaga listrik Yang Berpotensi Resonansi Seri……….………..
Rangkaian Resonansi Paralel……….………..
Impedansi VS Frekwensi Untuk Resonansi Paralel.………
Sistem Distribusi Tenaga Listrik Yang Berpotensi Resonansi Paralel………..
Single Tuned Filter……….………... Filter Pasif Orde Tiga……..………...
Diagram satu Garis Sistem Kelistrikan Unimal………..
3.3.
Titik Pengukuran Panel Utama Di Gedung Rektorat Dan Puskom……….. Rangkaian Ekivalen Perhitungan Hubung Singkat………..
Hasil Pengukuran Bentuk Gelombang Arus Tiga fasa…………
Hasil Pengukuran Bentuk Gelombang Arus Pada Fasa R...
Hasil Pengukuran bentuk Gelombang Arus Pada Fasa S……….
Hasil Pengukuran Bentuk Gelombang Arus Pada Fasa T………
Bentuk Gelombang Arus Hasil Pengukuran Dengan THDI Sebesar 20.17% Dengan Arus RMS 90,874………
Rangkaian Simulasi Single Tuned Filter……….. Bentuk Gelombang Arus Dan Bentuk Spektrum Setelah Menggunakan Single Tuned Filter………... Bentuk Gelombang Tegangan Dan Bentuk Spektrum Setelah Menggunakan Single Tuned Filter……… Nilai Faktor Daya Setelah Menggunakan Single Tuned Filter…
Rangkaian Simulasi Filter Orde Tiga………...
Bentuk Gelombang Arus Dan Spektrum Setelah Menggunakan Filter Orde Tiga………
Bentuk Gelombang Tegangan Dan Bentuk Spektrum Setelah Menggunakan Filter Orde Tiga………
Nilai Faktor Daya Setelah Menggunakan Filter Orde Tiga…….
Perbandingan Bentuk Gelombang Dan Spektrum Hasil Pengukuran Langsung Dengan Hasil Simulasi Matlab/ Simulink Untuk Arus………
