• Tidak ada hasil yang ditemukan

Simulasi Mengurangi Harmonisa Pada Jala-Jala Listrik Satu Fasa Menggunakan Metoda Ramptime Current-Controlled Hybrid Active Power Filter.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Simulasi Mengurangi Harmonisa Pada Jala-Jala Listrik Satu Fasa Menggunakan Metoda Ramptime Current-Controlled Hybrid Active Power Filter."

Copied!
20
0
0

Teks penuh

(1)

i

ABSTRAK

Judul : Simulasi Mengurangi Harmonisa Pada Jala-Jala Listrik Satu Fasa Menggunakan Metoda Ramptime Current-Controlled Hybrid Active Power Filter

Nama : Mughni Yumashar NRP: 0722060

Email : Mughnimail@gmail.com

Semakin banyaknya beban yang non linier menyebabkan masalah harmonisa menjadi hal yang banyak diperbincangkan. Pada tugas akhir ini disimulasikan penggunaan Hybrid Active Power Filter (HAPF) paralel yang merupakan sebuah Active Power Filter (APF) paralel yang digabung dengan filter pasif LCL untuk mengkompensasi harmonisa pada arus jala-jala satu fasa. Selain itu dilakukan juga perbandingan hasil antara penggunaan APF dan HAPF. Sistem yang digunakan untuk mengendalikanAPF adalah Ramptime Current Controlled. Sistem yang dibuat cukup sederhana dan mudah dimengerti serta memberikan hasil yang baik. Di mana arus jala-jala berbentuk sinusoidal dan satu fasa dengan tegangan jala-jala berdasarkan hasil simulasi mengunakan MATLAB. Penggunaan HAPF memberikan hasil kompensasi yang lebih baik dibandingkan dengan system yang hanya menggunakan APF sedangkan distorsi harmonisa total dapat dikurangi hingga mencapai kurang dari 5%.

(2)

ii

ABSTRACT

Title : Harmonic Mitigation On One Phase Power Line Using Ramptime Current-Controlled Hybrid Active Power Filter Method Simulation

Name : Mughni Yumashar NRP: 0722060

Email : Mughnimail@gmail.com

Increasement of non linier load these days give impact in increasing of harmonic problem. In this thesis the used of Shunt Hybrid Active Power Filter (HAPF) which is a Shunt Active Power Filter (APF) combined with LCL passive filter is simulated for harmonic compensation on one phase power line current. This thesis also present result comparation between the used of APF and HAPF. Control system for APF is Ramptime Current Controlled. The system is quite simple and easy to understand. It gives good result where is able to make power line current back to sinusoidal and one phase with power line voltage based on simulation in MATLAB. Simulation shown that HAPF gives better result compared with APF while total harmonic distortion can be reduced until below 5%.

(3)

iii

DAFTAR ISI

Abstrak i

Kata Pegantar iii

Daftar Isi v

Daftar Gambar vii

Daftar Tabel xi

Bab 1. Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Identifikasi Masalah 1

1.3 Perumusan Masalah 2

1.4 Tujuan 2

1.5 Batasan Masalah 2

1.6 Metodologi 2

1.7 Sistematika Penulisan 2

Bab 2. Landasan Teori 4

2.1 Gelombang Harmonisa 4

2.2 Penentuan Distorsi Harmonisa 5

2.3 Penghilangan Harmonisa 6

2.3.1 Filter Pasif 6

2.3.2 Active Power Filter (APF) 7

2.3.3 Hybrid APF(HAPF) 8

2.3.4 Konsep Penghilangan Arus Harmonisa Dengan APF 9

2.4 Sistem Pengendalian APF 10

2.4.1 Ramptime Current Controlled (RCC) 11

Bab 3. Perencanaan Simulasi 13

3.1 Rangkaian Sumber 13

3.2 Rangkaian Beban 13

3.2.1 Rangkaian Beban 1 14

3.2.2 Rangkaian Beban 2 15

3.2.3 Rangkaian Beban 3 16

(4)

iv

3.3 Rangkaian APF 17

3.3.1 Rangkaian HAPF 17

3.3.2 Penentuan Parameter Pasif Filter LCL 18

3.4 Pengukuran Nilai Parameter 21

3.4.1 Pengukuran Vs 21

3.4.2 Pengukuran IL 22

3.4.3 Pengukuran Vdc 22

3.4.4 Pengukuran THD 23

3.5 Blok Kendali 24

3.5.1 Voltage Control Loop 25

3.5.2 Ramptime Current Controlled (RCC) 28 3.5.3 Penentuan nilai variable y 31

Bab 4. Hasil 33

4.1 Rangkaian Beban 1 33

4.2 Rangkaian Beban 2 36

4.3 Rangkaian Beban 3 4.4 Rangkaian Beban 4

49 42

4.5 Rangkuman Hasil 45

Bab 5. Kesimpulan dan Saran 46

5.1 Kesimpulan 46

5.2 Saran 46

Daftar Pustaka 47

(5)

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gelombang Sinusoida dan gelombang yang terdistorsi 4 Gambar 2.2 Titik PCC pada sistem jala-jala listrik 5

Gambar 2.3 Full bridge inverter satu fasa 7

Gambar 2.4 APF paralel 7

Gambar 2.5 APF seri 8

Gambar 2.6 HAPF full bridge LCL paralel satu fasa 8

Gambar 2.7 Blok sederhana jala-jala listrik dengan beban linier 9 Gambar 2.7 Blok sederhana konsep penghilangan harmonisa dengan

APF

9

Gambar 2.8 Blok sistem kendali APF 10

Gambar 2.13 Arus error ideal 11

Gambar 3.1 Sumber AC satu fasa 13

Gambar 3.2 Rangkaian beban 1 14

Gambar 3.3 Parameter dioda pada rectifier 14

Gambar 3.4 Rangkaian beban 2 15

Gambar 3.5 Rangkaian beban 3 16

Gambar 3.6 Rangkaian beban 4 16

Gambar 3.7 APF full bridge satu fasa dengan menggunakan IGBT 17 Gambar 3.8 HAPF full bridge LCL satu fasa dengan menggunakan

IGBT

18

Gambar 3.9 Simulasi untuk memperolah komponen perhitungan Iripm 20

Gambar 3.10 Blok untuk pengukuran 21

Gambar 3.11 Posisi pengukuran Vs 22

Gambar 3.12 Posisi pengukuran IL 22

Gambar 3.13 Posisi pengukuran Vdc 23

Gambar 3.14 Menu analisis blok powergui 23

(6)

vi

mengukur THD menggunakan analisis FFT pada blok powergui Gambar 3.16 Menu analisis FFT pada menu analisis powergui untuk menghitung THD

24

Gambar 3.17 Blok discrete 1-phase pll 25

Gambar 3.18 Parameter discrete 1-phase pll 25

Gambar 3.19 Keluaran port Sin_Cos pada blok discrete 1-phase pll saat diberikan masukan gelombang sinus 100v 50Hz

26

Gambar 3.20 Rangkaian Vdcr 26

Gambar 3.21 Rangkaian voltage control loop 27

Gambar 3.22 Rangkaian voltage control loop dalam blok dan proses menghasilkan arus error serta proses mengubahnya ke bentuk sinyal pulsa

27

Gambar 3.23 Rangkaian Ramptime Current Controlled 28

Gambar 3.24 Arus error ideal untuk RCC 28

Gambar 3.25 Rangkaian komparator 29

Gambar 3.26 Bentuk gelombang masukan (es) dan keluaran (s) pd proses RCC dengan masukan pulsa berperiode 0.5s

30

Gambar 3.27 Pemrosesan sinyal s untuk dimasukkan ke APF 30

Gambar 3.28 Rangkaian lengkap blok kendali 31

Gambar 3.29 Pembagian ramp 31

Gambar 4.1 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 1 sebelum dihubungkan dengan filter

33

Gambar 4.2 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 1 sebelum dihubungkan dengan filter

33

Gambar 4.3 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 1 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

34

Gambar 4.4 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 1 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

34

Gambar 4.5 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 1 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

35

Gambar 4.6 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 1 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

35

(7)

vii beban 2 sebelum dihubungkan dengan filter

Gambar 4.8 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 2 sebelum dihubungkan dengan filter

36

Gambar 4.9 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 2 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

37

Gambar 4.10 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 2 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

37

Gambar 4.11 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 2 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

38

Gambar 4.12 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 2 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

38

Gambar 4.13 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 3 sebelum dihubungkan dengan filter

39

Gambar 4.14 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 3 sebelum dihubungkan dengan filter

39

Gambar 4.15 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 3 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

40

Gambar 4.16 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 3 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

40

Gambar 4.17 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 3 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

41

Gambar 4.18 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 3 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

41

Gambar 4.19 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 4 sebelum dihubungkan dengan filter

42

Gambar 4.20 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 4 sebelum dihubungkan dengan filter

42

Gambar 4.21 Arus harmonisa (a) dan tegangan sumber (b) rangkaian beban 4 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

43

Gambar 4.22 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 4 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan HAPF

43

(8)

viii

beban 4 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF Gambar 4.24 Spektrum arus harmonisa rangkaian beban 4 setelah dihubungkan dengan filter menggunakan APF

(9)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Batas Distorsi Harmonisa 6

Tabel 3.1 Nilai Parameter LCL 21

(10)

48

LAMPIRAN

(11)
(12)
(13)
(14)

52 Gambar L.4 Rangkaian lengkap dengan rangkaian beban 4

(15)

1

BABB1B

PENDAHULUANB

1.1

Latar Belakang Masalah

Banyaknya beban yang tidak linear, seperti pengontrol AC, charger, PC,

menyebabkan munculnya arus harmonisa pada jala-jala listrik. Harmonisa adalah

sebuah distorsi pada sinyal sinusoidal. Hal ini menyebabkan menurunnya kualitas

energi listrik dan dapat merusak peralatan elektronik lain yang ada di sistem jala-jala

listrik tersebut. Besaran untuk menghitung nilai harmonisa disebut distorsi harmonisa

total atau THD (

Total Harmonic Distortion)

yang merupakan persentase dari

penjumlahan semua orde harmonisa. Tingginya THD dapat menyebabkan kerugian

secara finansial karena dapat mengakibatkan turunnya faktor daya sehingga

menambah biaya penggunaan listrik.

Masalah harmonisa tersebut dapat diatasi menggunakan filter pasif dan filter

daya aktif (

Active Power Filter

/ APF). Akhir-akhir ini APF menjadi studi yang

sering dibahas untuk digunakan sebagai penghilang harmonisa karena lebih baik

dalam menekan harmonisa dan memperbaiki faktor daya. APF yang digunakan dalam

tugas akhir ini adalah konfigurasi paralel menggunakan

Hybrid Active Power Filter

(HAPF)

yang merupakan APF

dengan penambahan filter pasif. Filter pasif yang

digunakan adalah filter pasif LCL. Sedangkan teknik untuk mengendalikan HAPF

digunakan metoda

Ramptime Current-Controlled

.

1.2

Identifikasi Masalah

(16)

BAB 1 Pendahuluan

2

1.3

Perumusan Masalah

Bagaimanakah cara mengurangi THD pada jala-jala listrik satu fasa sampai

pada tingkat yang diperbolehkan (<5%)?

1.4

Tujuan

Mengurangi THD pada arus jala-jala listrik satu fasa sampai pada tingkat yang

diperbolehkan (<5%).

1.5

Batasan Masalah

Digunakan simulasi untuk membuktikan kinerja sistem yang digunakan.

Sistem dirancang untuk jala-jala listrik satu fasa.

Sistem hanya berfokus terhadap pengurangan THD pada arus listrik.

Simulasi menggunakan MATLAB.

1.6

Metodologi

Metode yang digunakan adalah metode eksperimen dengan melakukan

simulasi menggunakan software MATLAB.

1.7

Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan laporan ini disusun menjadi lima bab, yaitu sebagai berikut:

BAB I: PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, pembatasan

masalah.

BAB II: LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang dasar teori tetang harmonisa dan cara mengatasinya.

BAB III : PERENCANAAN SIMULASI

(17)

BAB 1 Pendahuluan

3

BAB IV : HASIL

Membahas hasil dari simulasi

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

(18)

BABB5BKesimpulanBDanBSaranB

B

46B

B

BABB5B

KESIMPULANBDANBSARANB

B

5.1BKesimpulanB

BerdasarkanB simulasi,B sistemB yangB dibuatB berhasilB mencapaiB tujuanB yaituB

menekanB THDB hinggaB kurangB dariB 5%.B HasilB terbaikB mampuB menekanB THDB dariB

100.34%B menjadiB 2.43%B .B SelainB ituB penggabunganB filterB pasifB LCLB denganB APFB

(HAPF)BdapatBmembuatBhasilB kompensasiBmenjadiBlebihBbaikBdibandingkanBdenganB

sistemByangBhanyaBmenggunakanBAPF.BB

B

5.2

SaranB

(19)

47

DAFTAR PUSTAKA

1. Baker D., Angelidis V. G., dan Nayar C. V. 1998. ”Implementation of a Zero Average Current Error Control Algorithm for Inverter using a Digital Signal Processor”. Industrial Electronics, 1998. Proceedings. ISIE '98. IEEE International Symposium on, Vol. 2: 450-455.

2. Borle L. J. 1999. ”Zero average current error control methods for bidirectional AC-DC converters”. Curtin University of Technology, School of Electrical and Computer Engineering. http://espace.library.curtin.edu.au/ R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=10467 [13 Juni 2011]

3. Borle L. J. dan Nayar C. V. 1996. “Ramptime Current Control”. Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1996. APEC '96. Conference Proceedings 1996., Eleventh Annual, Vol. 2: 828-834.

4. Liserre M., Blaabjerg F. dan Hansen S. 2005. ”Design and Control of an LCL-Filter-Based Three-Phase Active Rectifier”. Industry Applications Conference, 2001. Thirty-Sixth IAS Annual Meeting. Conference Record of the 2001 IEEE, Vol. 1: 299-307.

5. Rasyid, M. H. 1998. “Power Electronics Second Edition”. New Jersey: Prentice-Hall, Inc.

6. Sun W., Chen Z. dan Wu X. 2009. “Intelligent Optimize Design of LCL Filter for Trhee Phase Voltage-Source PWM Rectifier”. Power Electronics and Motion Control Conference, 2009. IPEMC '09. IEEE 6th International, 970-974.

7. Tumbelaka H. dan Borle L. J. 2010. ”Harmonic Mitigation Using a Polarized Ramptime Current-Controlled Inverter”. TELKOMNIKA: Indonesian Journal of Electrical Engineering, Vol. 8, No. 3: 235-244.

8. Welly L. 2009. ”Simulasi shunt active power filter tiga phasa dengan metodasyncrhonous reference frame”. Universitas Kristen Petra. http://dewey.petra.ac.id/jiunkpe_dg_11528.html [6 Oktober 2011]

(20)

Referensi

Dokumen terkait

Dari analisis erosivitas lahan akan diketahui tingkat bahaya erosi pada daerah tangkapan hujan Waduk Way Jepara serta volume sedimen hasil proses erosi tersebut.. Sedimen

Dengan terjaringnya data dalam menguji hubungan menonton sepak bola di televisi terhadap minat siswa menjadi pemain sepak bola siswa SDN No.10 Putri Hijau, maka berikut ini

Langkah kegiatan yang akan dilakukan adalah pelatihan intensif dengan tahapan pelatihan sebagai berikut: (1) Persiapan ; melakukan survey lapangan, penyusunan

Keterangan Gambar 2.6 di atas dapat dijelaskan sebagai berikut: Titik A merupakan perkembangan ekonomi berada pada titik puncak (peak) pada siklus boom aktivitas

Menimbang, bahwa oleh karena eksepsi dari Pembanding semula Tergugat secara hukum dikabulkan, maka terhadap materi gugatan dalam pokok perkara tidak perlu dan

Aktivitas belajar siswa dengan pembelajaran konvensional yang dilakukan oleh siswa dalam memberikan tanggapan apersepsi dan motivasi (76%) katagori baik, siswa mendengarkan

bahwa dalam rangka pelaksanaan ketentuan Pasal 7 Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 29 Tahun 2005 tentang Badan Akreditasi Nasional Sekolah/Madrasah (BAN-S/M),

Sekolah/madrasah yang terakreditasidan memiliki peserta kurang dari 20 orang dapat menjadi pelaksana UN Tingkat Satuan Pendidikan dengan pertimbangan kelayakan dari Dinas