Perencanaan High Pass dan Single Tuned Filter Sebagai Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur

(1)

Perencanaan High Pass dan Single Tuned Filter

Sebagai Filter Harmonisa Pada

Sistem Kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur

Ardian Rizkytama 2207100643

Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Kampus ITS Keputih Sukolilo Surabaya 60111

Abstract:

Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) is one of the largest coal miners, located in East Kalimantan region. This company uses a lot of motors equipped with Variable Speed Drive (VSD) in the process of mining, especially for changes in the raw coal into briquettes. Variable Speed Drive (VSD) is a power electronics equipment that serves to regulate the motor speed, but the use of Variable Speed Drive (VSD) may create new problems that can reduce the power quality in electrical systems, the problem is harmonics. With these harmonics, the system often experience such interference or disturbance, like the transformer becomes hot quickly even burn.

To overcome the harmonics occur, then the harmonic filters is used. Harmonic filters are installed on this system is a passive filter types, namely single-tuned filters and high pass filters. The filters in addition to overcoming the harmonics function can also improve the power factor. The selection of passive filters depends on the characteristics of the voltage on harmonics local systems will be tuned.

From the simulation result, it is finally obtained that the installation and optimization of passive filter were able to increase power factor from 90,6% to 95,7% and decrease the power consumption from 10,473 MVA to 9,913 MVA on the side of Steam Generator. Moreover, THD and IHD voltage in each load bus has decreased in the state of below available standard. Another result was the decrease of THD rate in each feeder connected to load bus.

Keywords:

Single Tuned, High Pass, Harmonics, Power Factor

Abstrak: Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) adalah salah satu perusahaan penambang batu bara yang terletak di daerah

Kalimantan Timur. Perusahaan ini banyak menggunakan motor yang dilengkapi Variable Speed Drive (VSD) dalam proses penambangannya, terutama untuk perubahan batu bara mentah menjadi briket. Variable Speed Drive (VSD) merupakan suatu peralatan elektronika daya yang berfungsi untuk mengatur kecepatan motor, namun penggunaan Variable Speed Drive (VSD) dapat menimbulkan masalah baru yang dapat menurunkan kualitas daya pada sistem kelistrikan, masalah tersebut adalah harmonik. Dengan adanya harmonik tersebut, system sering kali mengalami gangguan diantaranya adalah transformator menjadi cepat panas bahkan terbakar.

Untuk mengatasi harmonik yang terjadi, maka digunakanlah filter harmonik. Filter harmonik yang dipasang di sistem ini adalah jenis filter pasif, yaitu filter single tuned dan filter high pass. Filter tersebut selain berfungsi untuk mengatasi harmonik juga dapat meningkatkan faktor daya. Pemilihan jenis filter pasif tergantung dari karakteristik harmonisa tegangan pada sistem lokal yang harmoniknya akan diredam.

Setelah disimulasikan didapatkan bahwa pemasangan filter pasif dan optimisasi filter pasif dapat meningkatkan faktor daya 90,6% menjadi 95,7% dan konsumsi daya menurun dari 10,473 MVA menjadi 9,913 MVA pada sisi Steam Generator. Selain itu, THD dan IHD tegangan pada tiap bus beban dapat turun dan berada di bawah standard yang digunakan. Dampak lainnya adalah turunnya nilai THD arus pada tiap feeder yang terhubung pada bus beban.

Kata Kunci : Single Tuned, High Pass, Harmonik, Faktor Daya

PENDAHULUAN

Seiring dengan kemajuan zaman, sistem kelistrikkan indonesia juga ikut berkembang. Semakin berkembangnya sistem kelistrikan maka konsumsi daya juga akan meningkat. Tingginya konsumsi daya perlu diatasi dengan adanya penggunaan peralatan elektronika daya seperti konverter untuk memaksimalkan penggunaan daya aktif dan memudahkan dalam pengaturan kecepatan motor. Akan tetapi dengan penggunaan peralatan elektronika daya dengan

berlebihan dapat menimbulkan masalah baru di sistem kelistrikan.

Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) adalah sebuah plant penambangan Batu Bara, di bangun oleh THIESS Pty Ltd yang terletak di Kalimantan Timur. Dalam proses produksinya, banyak menggunakan motor yang dikendalikan oleh inverter. Oleh karena penggunaan inverter yang terlalu berlebihan, menyebabkan arus fundamental tidak berbentuk sinusoidal lagi. Selain itu terdapat beberapa peralatan yang sering terbakar akibat kasus diatas.

(2)

Proceedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

Karena pengaruh yang disebabkan adanya harmonik sangat besar, maka diperlukan suatu usaha untuk menekan harmonik yang terjadi. Salah satu usaha tersebut adalah dengan merencanakan suatu fiter pasif yang ditala pada orde harmonisa tertentu sehingga harmonik dominan yang terjadi dapat ditekan sedemikian rupa sehingga harmonik yang terjadi berada pada nilai di bawah standar yang telah ditentukan.

Perancangan filter harmonisa bukan hanya untuk menala harmonik pada orde tertentu, akan tetapi juga digunakan sebagai kompensator daya reaktif yang mampu mengurangi rugi-rugi daya, serta meningkatkan kapasitas saluran dan mengurangi drop voltages. Selain adanya keuntungan dari sisi teknis, penggunaan filter pasif sebagai filter harmonik dan korektor faktor daya juga mempunyai keuntungan dari sisi ekonomi karena dengan adanya korektor faktor daya, kapasitas saluran akan bertambah sehingga memungkinkan adanya penambahan peralatan produksi lain seperti motor sehingga dapat meningkatkan produksi industri tersebut.

Tujuan yang hendak dicapai adalah mempelajari kualitas daya dari sistem kelistrikan di Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur, khususnya tentang harmonik yang terjadi, memodelkan dan mensimulasikan sistem kelistrikan tersebut dengan software ETAP 5.0.3, menganalisis hasil simulasi dan meredam harmonik yang terjadi dengan merancang filter pasif menggunakan software ETAP 5.0.3 Dengan demikian, diharapkan terjadi perbaikan kualitas daya listrik dan pemakain daya listrik menjadi optimal.

Digunakan software ETAP 5.0.3, karena mampu menganalisis harmonik baik itu menampilkan spektrum harmonik maupun karakteristik impedansi. ETAP 5.0.3 dapat juga menganalisis aliran daya serta hubung singkat diperlukan sebagai pelengkap dalam analisis harmonik. Perhitungan-perhitungan yang terdapat dalam ETAP 5.0.3 sudah akurat, hal ini terbukti bahwa perhitungan sederhana dalam analisis aliran daya maupun hubung singkat sudah sesuai dengan dasar teori. Sedangkan kelemahan ETAP 5.0.3 dalam analisis harmonik adalah tidak terdapat desain filter aktif, sehingga untuk meredam harmonik, digunakan filter pasif. Terdapat beberapa jenis filter pasif, diantaranya adalah filter single tuned, highpass (damped), highpass (undamped), by pass, 3rd_{order damped dan 3}rd_{order C type. Selain itu} tampilan ETAP 5.0.3 sangat menarik dan toolbarnya yang cukup sederhana, sehingga dalam pengerjaanya tidak perlu menggunakan bahasa pemrograman.

Karena di dalam ETAP 5.0.3 hanya dapat merancang filter pasif, maka desain filter pasif yang digunakan adalah filter single tuned dan filter highpass (damped). Filter single tuned digunakan untuk menala harmonik orde yang paling dominan, sedangkan filter highpass (damped) digunakan untuk menala orde harmonik yang terjadi hampir merata dan tidak sesuai dengan standard individual harmonics distortion (IHD) yang dikeluarkan oleh IEEE (berdasarkan IEEE Std. 519-1992).

Hasil yang diperoleh diharapkan dapat memberikan manfaat dalam dunia industri sehingga

dapat diterapkan di dunia industri yang memiliki masalah dalam harmonik. Serta dapat meningkatkan penguasaan IPTEK di bidang Peningkatan Kualitas Daya.

LANDASAN TEORI

Pada suatu tegangan V, daya aktif, daya reaktif dan daya total adalah sebanding dengan arus dan akan sesuai dengan persamaan 1, yaitu:

2 2 2 2 ) ( ) (V I Cosθ V I Sinθ Q P S ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = + =

(1)

Faktor daya merupakan salah satu indikator baik buruknya kualitas daya listrik. Faktor daya didefinisikan sebagai perbandingan antara daya aktif dan daya reaktif. Faktor daya juga disimbolkan sebagai cos θ, dimana:

S P pf

Cosθ = =

(2)

Salah satu cara yang lazim untuk memperbaiki faktor daya adalah dengan cara kompensasi daya reaktif dimana sebagian kebutuhan daya reaktif yang dibutuhkan beban didapat dari kompensator daya reaktif. Salah satu kompensator daya reaktif adalah kapasitor bank dengan rating kvar sebagai berikut:

(

awal t et

)

P

Q= × tanϑ −tanϑ _arg

∆ (3)

Penambahan daya reaktif tersebut dibatasi pada nilai faktor daya maksimal 100% dan tidak merubah keadaan leading atau lagging sistem sehingga tidak merusak beban terpasang.

Active Power

Reactive Power Apparent Power

θ

Gambar 1. Hubungan Daya Pada Rangkaian AC

2 θ 1 θ P1 = P2 P (Watt) Q (VAR) Q2 Q1 S2 (VA) S1 (VA)

(3)

pen pad kom me me dis gel teg gel fun me terl pen den ber dap gel bila das fun fun frek har dar inte har frek har kom (ko dig TH Gambar 1 m njumlahan an da gambar 2, a mpensator day emperbaiki fak Daya reaktif Q1 = P1 x ta Daya reaktif Q2 = P2 x ta dimana P2 = Sehingga r emperbaiki fak Daya reaktif Atau, Daya reaktif Harmonik a tribusi tenag lombang arus gangan ini dis lombang deng ndamentalnya

Gelombang enjumlahkan g lihat pada Gam

Istilah harm nyimpangan ngan arus dan rbeda. Dalam pat dijelaska lombang peri angan bulat sar dari ge ndamental da ndamental. Un kuensi dari h rmonik yang ri frekuensi erharmonik b rmonik memi kuensi dasar. Total Harm rmonisa yang mponen harm omponen dapa gunakan indek 1 2 V V HD_V h

∑

∞ = = menunjukan, b ntara daya akt

adalah gamba ya reaktif (kap ktor daya beba

f pada p.f awa an

θ

₁ f pada p.f yan an

θ

₂; = P1 = konstan rating kapas ktor daya adal f (

∆

Q

) = Q1 f (

∆

Q

) = P x adalah ganggu a listrik yan dan tegangan sebabkan ada gan frekuensi . non sinuso gelombang – mbar 3 monik sering gelombang s n tegangan dar m sistem tena an sebagai iodik yang m (integer) dar elombang te an gelomban ntuk sistem ten harmonik orde bukan merup dasar disebu biasa disebut iliki nilai fre onic Distortio g didefinisik monisa terhad at berupa tega ks harmonisa y 2 atau Vh bahwa daya to tif dan daya r ar perbaikan fa pasitor) yang an adalah seba al ng diperbaiki n sitor yang d lah, – Q2 x (tan

θ

₁ - tan

uan yang terj ng disebabkan n. Distorsi ge anya pembent kelipatan bu oidal dapat t gelombang s g dipakai un sinusoidal ya ri amplitudo d aga listrik, d komponen mempunyai fr ri frekuensi d ersebut dinam ngnya dinam naga dengan f e ke-n adalah pakan kelipat ut interharmo t dengan sub ekuensi yang on (THD) mer kan sebagai dap komponen angan atau ar yaitu : THD_I = otal adalah ve reaktif, sedang faktor daya den dibutuhkan u agai berikut: diperlukan u n

θ

₂) jadi dalam si n adanya dis lombang arus tukan gelomb ulat dari freku

terbentuk den sinusoidal, se ntuk menjela ang berhubun dan frekuensi y definisi harm sinusoidal rekuensi kelip dasar. Freku makan freku makan kompo frekuensi dasa h n f0. Freku an bulat (inte onik. Bagian b-harmonik. lebih kecil rupakan param persentase n fundamenta rus) Secara um 1 2 2 I I h h

∑

∞ = ektor gkan ngan untuk (4) (5) untuk (6) (7) stem storsi s dan bang-uensi ngan eperti askan ngan yang monik dari patan uensi uensi onen ar f0, uensi eger) dari Sub-dari meter total alnya mum (8) G Gambar 4 Gamba Gambar 3.(a) Gambar 3.(b) Ge Gambar 3.(c)

4 (a). Limit Disto

ar 4 (b). Limit Di

Stan

Gelombang Fund

elombang Harmo

) Gelombang Has

orsi Arus Harmon 519-1992 istorsi Tegangan dard 519-1992 damental onik Ketiga sil Penjumlahan.

nik Sesuai IEEE

Harmonik Sesuai

Standard

(4)

Fungsi filter pasif secara sederhana dapat dikatakan sebagai “jalan” yang harus dilewati harmonisa sehingga harmonisa tidak sampai lewat pada sistem dan beban lain yang mengganggu sistem. Sedangkan filter aktif dibentuk dari peralatan elektronika daya yang lebih mahal daripada filter pasif. Filter pasif dibentuk dari kapasitor, induktor dan resistor. Terdapat berbagai macam konfigurasi filter pasif, antara lain band pass (single tune), high pass, double band pass, and composite. Gambar 5 berikut ini menyajikan bentuk konfigurasi, plot R-X, dan plot Z-ω.

Gambar 5. Macam-macam konfigurasi filter pasif

METODOLOGI

Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur mendapat pasokan daya dari dua pembangkit. Satu pembangkit berkapasitas 10 MWatt, sedangkan yang lainnya berkapasitas 2,5 MWatt. Pembangkit yang berkapasitas rendah hanya digunakan sebagai back up pada waktu start motor-motor besar saja. Jadi untuk kondisi normal hanya digunakan satu pembangkit saja dengan kapasitas 10 MWatt.

Pada sistem kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur tidak terdapat trafo step up untuk menaikkan tegangan output dari generator. Akan tetapi tegangan output generator langsung disalurkan ke masing-masing bus beban. Dari tiap-tiap bus ini tegangan akan diturunkan. Tegangan output generator adalah 11 kVolt dan langsung disalurkan, diturunkan menjadi 690 Volt maupun 380 Volt tergantung tegangan beban motor yang beroperasi.

Dari output generator, mensuplay 2 beban motor induksi berkapasitas 200 dan 280 kWatt, serta beban lump sebesar 1202 kVA. Dari bus beban diatas disalurkan melalui kabel sepanjang 400 meter untuk mensuplay beban MCC 1, 2 dan 3 serta dialirkan lagi dengan kabel sepanjang 500 meter mensuplay bus pumping station. Dari pumping station tegangan diturunkan dari 11 kVolt menjadi 380 Volt mensuplay water reserve pump, MCC 4 dan MCC 5.

Aliran daya diambil pada saat beban dalam keadaan full load (semua beban beroperasi) dan sistem juga berada dalam keadaan steady state. Pada keadaan ini maka didapat bahwa

sistem memerlukan pasokan daya sebesar 10,472 MVA dengan faktor daya 90,6% pada sisi supply Generator.

Hampir pada seluruh bus beban memiliki faktor daya yang lebih dari 85%, namun ada beberapa bus untuk motor-motor besar mempunyai power faktor dibawah 85%, yaitu beban motor di Bus MCC 1 Driyer, Bus MCC 2 Briquette dan Bus MCC 3. Akan tetapi power faktor pada bus-bus tersebut masih diatas 85% . Berikut tabel konsumsi daya pada bus beban.

Tujuan studi ini adalah untuk melakukan kajian terhadap harmonik yang terjadi pada TCUP serta membuat desain filter yang sesuai untuk meredam atau menala harmonik yang terjadi, hal ini sesuai dengan apa yang telah dijelaskan pada bab pendahuluan. Dengan studi ini diharapkan akan didapatkan filter pasif yang sesuai, untuk menala harmonik yang timbul pada sistem kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur, sehingga didapatkan sistem kelistrikan dengan nilai THD yang sesuai standart serta mencegah kerusakan-kerusakan yang diakibatkan harmonik. Kajian yang dilakukan adalah analisa harmonik serta desain filter pasif dengan menggunakan single tuned filter dan high pass filter.

Untuk menyelesaikan masalah harmonik yang terjadi pada sistem kelistrikan di Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur, mengacu pada metode seperti yang ditunjukkan pada flowcart gambar 6.

Pengumpulan data pada Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur merupakan hal yang paling utama dan merupakan titik awal untuk menyelesaikan permasalahan studi kasus ini. Pengumpulan data melipui spesifikasi generator sebagai penyuplai utama sistem kelistrikan, spesifikasi rating trafo, dan spesfikasi rating semua beban. Setelah semua data terkumpul, maka dilakukan pemodelan sistem yang meliputi analia harmonik baik harmonik arus maupun tegangan.

Pemodelan sistem kelistikan berdasakan data-data yang telah diperoleh pada Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur untuk kemudian dilakukan simulasi, meggunakan software ETAP 5.0.3. Simulasi dilakukan untuk mengetahui spectrum harmonik pada masing-masing bus untuk harmonik tegangan dan masing-masing kabel untuk mengetahui harmonik arus. Setelah didapatkan nilai harmonik pada orde yang dominan, kemudian dilakukan perhitungan desain filter pasifnya untuk menala orde dominan tersebut. Setelah parameter-parameter yang dihitung didapatkan, maka nilai-nilai tersebut dimasukan sebagai data pada filter pasif di software ETAP 5.0.3. Setelah filter pasif terpasang, maka perlu dianalisa, apakah terjadi resonansi parallel maupun seri sehingga nilai harmonik membesar atau filter yang didapatkan sudah sesuai. Kemudian hasil studi dapat disimpulkan.

(5)

Gambar 6. flowchart langkah-langkah peredaman harmonik di TCUP

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perencanaan filter pasif dan simulasi dilakukan dengan menggunakan software ETAP 5.0.3. Oleh karena itu maka data yang diperlukan adalah data aliran daya, karakteristik resonansi dan karakteristik harmonisa tegangan. Harmonisa tegangan dijadikan parameter karena filter pasif yang direncanakan adalah filter pasif yang dipasang shunt terhadap sistem. Namun, dampak dari pemasangan filter pasif yang direncanakan ini juga berdampak pada harmonisa arus. Berikut adalah tabel untuk konsumsi daya secara detail.

Table 1. Konsumsi daya pada Bus Generator

Beban kV kW kVar kVA pf

PS_AUX SUPPLY 0,38 1150 313 1192 96,5 YKK-450-4 11 211 90 229 92,0 YKK-450-6 11 166 71 180 91,9 Beban Lumped Load (50 kVA) 0,38 17 10 20 85,0 Table 2. Konsumsi daya pada Main Bus

Bus MCC 1

DRIYER 0,69 2973 1329 3257 91,3

Bus MCC 2

BRIQUETTE 0,69 2604 1120 2834 91,9

Bus MCC 3 0,69 1914 827 2085 91,8

Bus Aux (spare) _{0,38 0 0 0 0}

Table 3. Konsumsi daya pada Bus Pumping Station

Water Reserve

Pump 0,38 50 31 59 85,0

Bus MCC 4 0,38 127 79 149 85,0

Bus MCC 5 0,38 77 48 91 85,0

Pada seluruh bus terjadi penurunan tegangan yang bervariasi dari tegangan rating sebesar 11 kV untuk bus generator menjadi 10,995 kV, untuk main bus turun menjadi 10,972 kV dan untuk bus pumping station turun menjadi 10,966 kV. Sedangkan untuk nilai power faktor ketiga bus diatas sudah tergolong bagus, kecuali untuk bus pumping station yang memang mempunyai beban-beban lump load dengan power faktor sebesar 85%.

Berikut adalah data harmonik sebelum dipasang filter harmonik.

Table 4. Profil THD Tegangan pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur

Bus THDV (%) Standard (%) Condition

Bus Generator _{10,92 5}NOT OK

PS_Aux_Supply (1202 kVA) _{9,02 5}NOT OK

Main Bus _{11,08 5}NOT OK

Bus MCC 1 DRIYER _{8,48 5}NOT OK

Bus MCC 2 BRIQUETTE _{20,59 5}NOT OK

Bus MCC 3 _{22,64 5}NOT OK

Bus Pumping Station _{11,16 5}NOT OK

Water Reserve Pump Stat. _{10,40 5}NOT OK

MCC 4 _{9,89 5}NOT OK

MCC 5 _{10,26 5}NOT OK

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa dari seluruh bus yang ada pada Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur, nilai harmonik tegangannya masih dibawah standard (berdasarkan IEEE Std. 519-1992). Oleh karena bus MCC 2 BRIQUETTE dan MCC 3 mempunyai nilai harmonik tertinggi, maka perencanaan pemasangan filter dilakukan pada kedua bus tersebut. Sedangkan untuk fenomena resonansi, tidak terjadi adanya resonansi seri serta sedikit terjadi resonansi paralel, yaitu hanya terdapat pada 6 bus saja, Main Bus adalah penyuplai resonasi paralel tersebut. START PENGUMPULAN DATA PEMODELAN SISTEM ANALISA LOAD FLOW KOREKSI FAKTOR DAYA ANALISA HARMONISA DESAIN FILTER PASIF HARMONIK OK KESIMPULAN REKONFIGURASI NILAI DAYA REAKTIF NO YES

(6)

Gambar 7. Sistem Kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur Table 5. Profil THD arus sistem kelistrikan Tabang Coal Upgrading

Plant (TCUP) Kalimantan Timur Bus To Bus (Feeder) THDi

(%)

Standard

(%) Condition

Bus Generator PS_Aux_Supply _{8 8}OK

Bus Generator Main Bus _{29 5}NOT OK

Main Bus MCC 1 DRIYER _{17 15}NOT OK

Main Bus MCC 2

BRIQUETTE 50 15

NOT OK

Main Bus MCC 3 _{74 15}NOT OK

Main Bus Pumping Station _{36 12}NOT OK

Pumping Station Water Reserve Pump Stat. 9 15 OK Pumping Station MCC 4 39 15 NOT OK Pumping Station MCC 5 35 15 NOT OK

Untuk perancangan filter pasif harmonik, dipasang pada THD terbesar. Yaitu terletak pada bus MCC 2 BRIQUETTE dan MCC 3. Berikut adalah contoh perhitungan perancangan filter pasif harmonik, baik single tuned orde 5 dan high pass penalaan orde 11 pada bus MCC 2 BRIQUETTE.

Tegangan line-netral : 0,69

√3 0,398

Frekuensi Sudut :

2. . 2 . 3,14 . 50 314,16

Untuk Single tuned orde 5 dipilih Q = 45 sehingga, Apabila kVar yang digunakan (Qc) sebesar 360 kVar

360

3 120

Rating kapasitor (dalam Farad) komponen filter adalah, .

120

314,16 . 0,69 2,406 Frekuensi Tuning = 250 Hz (orde 5)

Maka, komponen reaktor filter, 1 . . 1 2,406. 10 . 314,16.5 0,17 . 314,16 . 0,17. 10 0,053

Ω

Dan komponen resistansi filternya adalah, .

. 5 . 0,053

45 0,0059

Ω

Sedangkan untuk high pass filter, apabila digunakan (Qc) sebesar 180 kVar, maka

180

3 60

Rating kapasitor (dalam Farad) komponen filter adalah, .

60

314,16 . 0,69 1,203 Frekuensi Tuning = 550 Hz (orde 11)

Maka, komponen reaktor filter, 1 . . 1 1,203. 10 . 314,16.11 0,07 . 314,16 . 0,07. 10 0,022

Ω

(7)

MC BR MC unt me itu, turu Up frek seh Ber har TH dip dib U Bu PS M Bu Bu Bu Bu W M M pen 4.1 stan yan Dan kompon Berikut adal Bus Jen CC 2 RIQUETTE Sing Tun High CC 3 SingTun High Fungsi utam tuk dilewati engalir ke syst , pemasangan unnya harmo pgrading Plant Setelah pem kuensi untuk hingga didapa rikut adalah rmonik. Berikut ada HD tegangan y pasang. Terlih bawah standar Table 7. Profil T Upgrading Plant ( Bus us Generator S_Aux_Supply (1 Main Bus us MCC 1 DRIY us MCC 2 BRIQ us MCC 3 us Pumping Stati Water Reserve Pum MCC 4 MCC 5 Selain THD nurunan yang 11, menunjukk ndard (berdas ng lebih lengk nen resistansi lah tabulasi le Table 6. Tabulas

nis Filter Orde Filter gle ned 5 7 h Pass 11 gle ned 5 7 h Pass 11 ma filter pasi oleh harmon tem dan mem n filter pasi onik pada sy t (TCUP) Kali masangan fil melihat efek d at karakteristi pengaruh pem alah tabel 4.10 yang ada di se hat bahwa s rd (berdasarka THD Tegangan p (TCUP) Kaliman T 1202 kVA) YER UETTE ion mp Stat. D tegangan, g signifikan. kan bahwa T sarkan IEEE S kap, disajikan i filternya adal engkap desain si lengkap desain C 5 1,064 mF 7 1,605 mF 1 1,203 mF 5 1,604 mF 7 1,605 mF 1 802,4 µF if adalah men nik sehingga mbahayakan sis if pasti akan stem kelistrik imantan Timu lter harmonik dari pemasang ik impedansi masangan filt 0 yang berisi t etiap bus setel

semua THD an IEEE Std. 5

ada Sistem Kelis ntan Timur setelah

THDV (%) Stan (% 2,35 1,56 2,38 2,90 3,78 4,72 2,40 2,12 2,05 1,90 THD arus Berikut disa THD arus tur Std. 519-1992) pada lampiran lah, filter pasif. filter pasif L R 0,17 mH 0,00 0,087 mH 0,00 0,07 mH 4 0,26 mH 0,0 0,13 mH 0,0 0,11 mH 7 nyediakan “ja a harmonik t stem. Oleh ka n berakibat kan Tabang ur. k, dilakukan gan filter terse i terhadap wa ter pasif terh tabulasi meng ah filter harm tegangan su 519-1992). trikan Tabang Co h Pemasangan Fil ndard %) Cond 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK 5 OK juga menga ajikan pada t run sesuai den

). Untuk IHD n. R 059 Ω 042 Ω 4,8 Ω 009 Ω 006 Ω 7,3 Ω alan” tidak arena pada Coal run ebut, aktu. hadap genai monik udah oal lter ition K K K K K K K K K K alami tabel ngan arus Table 8. Profil (TCU Bus Bus Generator Bus Generator Main Bus Main Bus Main Bus Main Bus Pumping Statio Pumping Statio Pumping Statio Berikut a pada bus-bus Gambar 8. Sp Gambar 9. Wa Gambar 10. K l THD arus sistem UP) Kalimantan T To Bus PS_Aux_S Main Bus MCC 1 DR MCC 2 BRIQUET MCC 3 Pumping S on Water Res Stat. on MCC 4 on MCC 5 adalah Spektr yang dilakuk pektrum Harmoni dip aveform Harmon dip Karakteristik Imp dip m kelistrikan Taba Timur setelah Pem (Feeder) T Supply RIYER TTE Station serve Pump

rum dan Wave kan pemasanga ik Arus Bus MCC pasang filter ik Arus Bus MCC pasang filter pedansi Bus MCC pasang filter

ang Coal Upgrad masangan Filter THDi (%) Stand (% 1 5 8 9 12 11 2 11 12 eform dari TH an filter harmo C 2 BRIQUETTE C 2 BRIQUETTE C 2 BRIQUETTE ding Plant dard %) Condit on 8 OK 5 OK 15 OK 15 OK 15 OK 12 OK 15 OK 15 OK 15 OK HD arus onik. E setelah E setelah E setelah ti

(8)

KESIMPULAN

Dari hasil simulasi dan analisa di atas, maka dapat disimpulkan:

1. Pemasangan kompensasi daya reaktif untuk perbaikan faktor daya dan perbaikan tegangan pada bus dapat menimbulkan permasalahan baru yaitu meningkatnya harmonisa pada sistem. Peningkatan harmonisa tersebut terjadi akibat adanya fenomena resonansi parallel, dimana resonansi parallel terjadi karena kapasitansi kapasitor, sumber harmonisa dan reaktansi induktor transformator terhubung parallel sehingga karakteristik impedansi terhadap frekuensi pada bus menjadi naik. Dengan naiknya nilai impedansi maka apabila terdapat arus yang kecil, harmonisa tegangan akan menjadi tinggi sehingga dapat menyebabkan overvoltage. 2. Pada system kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant

(TCUP), terjadi peningkatan nilai faktor daya dari 90,6% pada kondisi eksisting menjadi 95,7% pada sisi Generator (setelah dipasang filter pasif).

3. Terjadi penghematan konsumsi daya reaktif sebesar 1,550 Mvar dari 4,427 Mvar menjadi 2,877 Mvar pada sisi Generator.

4. Terjadi kenaikan tegangan pada seluruh bus beban hingga di atas 95% tegangan nominal.

5. THD tegangan dan IHD tegangan pada semua bus beban turun dan berada di bawah standard yang digunakan.

6. THD arus pada seluruh feeder berada di bawah standard yang digunakan, namun masih ada beberapa feeder yang mempunyai IHD arus yang melebihi standard.

Untuk mendapatkan hasil peredaman harmonisa arus dan tegangan yang sangat efektif maka diperlukan studi lebih lanjut (misalnya saja melalui hibrida filter pasif dan filter aktif).

DAFTAR PUSTAKA

[1]. R. H. Miller, J.H Malinowski, “Power System

Operation”, New York : McGraw-Hill Inc, 1994.

[2]. J. Arrillaga, D. A. Bradley, P. S. Bodger, “Power

System Harmonics”, John Wiley & Sons, 1985.

[3]. Gary W. Chang, Paulo F. Ribeiro, “Harmonics

Theory”,http://www.powerit.vt.edu/AA/chapters/CHA

P_2/c2toc/c2_frame.htm, 2006.

[4]. IEEE Std. 1531-2003 - Guide for Application and

Specification of Harmonic Filters.

[5]. Sharaf, Adel M., Michael E. Fisher, “An

Optimization Based Technique For Power System Harmonic Filter Design”, Electric Power Systems

Research 30 page 63-67, Elsevier, January 1994. [6]. W. Mack Grady dan Surya Santoso, “Understanding

Power System Harmonics”,

http://www.ece.utexas.edu/~grady, 28 Agustus 2006.

[7]. J. C. Das, “Passive Filters – Potentialities and

Limitations”, IEEE Transactions on Industry

Applications, vol. 40, no. 1, Januari/Februari 2004. [8]. Nguyen, T.T., ” Optimal Harmonic Filter Design

Procedure”, Electric Power Systems Research, 23

page 217-22, Elsevier, 1992.

RIWAYAT HIDUP

Ardian Rizkytama dilahirkan di

kota Probolinggo, 24 Desember 1985. Penulis adalah putra ke-1 dari 4 bersaudara. Penulis memulai karir akademis di SDN Sukabumi II Probolinggo hingga lulus pada tahun 1998, setelah itu Penulis melanjutkan pendidikan di SLTPN 5 Probolinggo dan lulus pada tahun 2001. Lalu Penulis melanjutkan pendidikan di SMUN 1 Probolinggo hingga lulus pada tahun 2004 dan kemudian melanjutkan pendidikan di Politeknik Negeri Malang (Polinema) Jurusan Teknik Elektronika Industri dan lulus pada tahun 2007. Pada pertengahan tahun 2007 Penulis melanjutkan pendidikan untuk mengambil gelar Sarjana Teknik Elektro di Institut Teknologi Sepuluh Nopember di Jurusan Teknik Elektro pada Program Pendidikan Teknik Sistem Tenaga melalui program Lintas Jalur.