Peredaman Harmonisa Beban Rumah Tangga Dengan Low Pass Filter LCL

BAB 1

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Saat ini sebagian besar pemakaian beban listrik di masyarakat hampir 90% memakai beban elektronika atau beban non linier. Pemakaian beban elektronika diantaranya lampu penerangan hemat energi, TV, radio-tape, komputer, printer,

charger, pendingin ruangan inverter, dan receiver. Untuk pengkondisi udara jenis

konvensional dengan Total Harmonic Distortion of supply current (THDi) sebesar 0,39% dan faktor daya 0,99 dan untuk jenis pengkondisi udara menggunakan inverter dengan THDI 114,14 % dengan faktor daya 0,59 [1]. Dimana converter atau inverter adalah beban non linier yang merupakan komponen atau peralatan listrik pembangkit harmonisa yang paling besar. Pengaruh yang ditimbulkan dari pemakaian beban non

linier tersebut yang mengakibatkan terdistorsinya gelombang tegangan atau arus

efek buruk tidak terjadi, dan tidak mengganggu kinerja peralatan lain yang tersambung pada sumber yang sama. Pencegahan ini dapat dilakukan dengan menggunakan filter harmonisa. Filter harmonisa selain untuk meredam harmonisa juga untuk memperbaiki faktor daya.

Banyak penelitian teknologi yang sudah dikembangkan untuk meredam harmonisa yang sekaligus memperbaiki faktor daya sistem. Teknologi yang sudah dikembangkan misalnya filter pasif dan filter aktif untuk meredam harmonisa dan perbaikan faktor daya tersebut. Jenis filter pasif yang dikenal saat ini misalnya filter

single tune, second order, third order, C-type damped, dan D-type damped. Banyak

keunggulan dan kekurangan dari pemakaian jenis filter tersebut, dan hasil yang diperoleh semua mengacu pada IEC 61000-3-2 dan IEEE 519-1992.

Pada dokumen IEEE menggambarkan bentuk gelombang yang terdistorsi, dimana jumlah tegangan atau arus pada frekuensi fundamental dan frekuensi orde ke (n), yang disebabkan oleh peralatan elektronika atau beban non linier [2]. Keberadaan

Total Harmonic Distortion (THD) yang tinggi mengakibatkan faktor daya rendah

Dampak buruk yang ditimbulkan oleh harmonisa dan faktor daya rendah yaitu: [3] a. Pemakaian arus listrik semakin besar.

b. Kegagalan kapasitor karena terjadi resonansi dan mengakibatkan pembesaran amplitudo harmonisa.

c. Besarnya rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada penghantar.

d. Terjadi pemanasan pada penghantar sehingga memungkinkan terjadi hubung singkat karena bertambahnya arus pusar, dan efek kulit.

e. Harmonisa dapat menimbulkan putaran piringan kWh meter akan lebih cepat atau terjadi kesalahan ukur kWh meter.

f. Pemutus beban (MCB) dapat bekerja dibawah arus pengenalnya atau mungkin tidak bekerja pada arus pengenal sehingga menimbulkan kebakaran.

Tabel 1.1. Model filter harmonisa yang telah dilakukan [4][5][6][7]

atau tranformator dari distorsi arus atau tegangan. Ada dua kemungkinan keuntungan bagi pihak pelanggan rumah tangga dan pihak PLN sendiri. Kemungkinan pertama dengan memasang filter harmonisa yaitu melindungi peralatan rumah tangga dari distorsi arus atau tegangan yang besar masuk mengganggu peralatan rumah tangga tersebut. Kemungkinan kedua yaitu meredam harmonisa beban rumah tangga tersebut mengganggu peralatan atau sistem lain di luarnya. Ide ini terpikir karena diwacanakan ke depan pihak PLN akan meninjau mengenai penggunaan beban non linier terhadap pelanggan rumah tangga yang besar. Saat ini pihak PLN sudah meninjau mengenai pengguna beban non linier pada industri, dan diwacanakan pihak industri diwajibkan untuk memasang filter harmonisa. Dari dasar konsep ini pengembangan yang akan dilakukan adalah peneliti akan merancang filter LCL tersebut yang penggunaanya untuk beban rumah tangga. Peneliti akan melihat dan menilai seberapa besar arus, faktor daya, harmonisa, dan pemakaian daya kondisi sebelum dan sesudah penggunaan filter LCL melalui pengukuran. Sehingga apakah efektif filter LCL tersebut dalam meredam harmonisa bagi peralatan rumah tangga.

Peneliti ingin melakukan pengukuran, dimana beban yang akan dilakukan pengukuran merupakan beban non linier dan beban linier yaitu Lampu hemat energi, lampu TL, televisi, receiver, penanak nasi, lemari pendingin, kipas angin, battery

Charger, dan penyejuk udara dengan total daya sebesar 4152 Watt dengan

Tabel 1.2 Jumlah beban yang akan dilakukan pengukuran Jenis Beban Jumlah Jumlah daya (watt)

Pendingin ruangan 2 PK 1 1492

Pompa air 1 250

Setrika 1 350

Penanak nasi 1 350

Dispenser 1 350

Lemari pendingin 1 110

Kipas angin 3 270

TL ballast magnet 1 20

TV 2 250

Receiver 2 100

Charger latop 1 350

Charger HP 2 100

Lampu hemat energi 16 160

Total daya 4152

Data pengukuran awal yang telah dilakukan sesuai Tabel 1.3. Tabel 1.3 Data pengukuran awal THDI

Harmoni

netral, mengurangi pembebanan transformator, melindungi sistem kelistrikan, dan meningkatkan faktor daya.

Hasil yang diharapkan dari kenyataan yang ada tersebut yaitu meredam harmonisa yang terjadi sesuai standar IEC 61000-3-2. Perbaikan faktor daya sistim diharapkan mencapai 0,99. Dengan demikian kualitas daya akan lebih baik, pengaruh dan kerugian teknis lebih diminimalkan, serta kinerja sistem peralatan lain tidak terganggu.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka masalah yang akan dibahas mengenai peredaman harmonisa dan perbaikan faktor daya dengan menggunakan

low pass filter LCL khususnya di panel utama pemakaian peralatan rumah tangga

yaitu:

a. Seberapa besar THDI yang ditimbulkan oleh peralatan rumah tangga.

b. Seberapa besar nilai THDi dan THDv yang dapat diredam oleh low pass filter LCL dengan menggunakan MATLAB/Simulink.

c. Seberapa besar faktor daya yang dapat diperbaiki dengan penggunaan low

pass filter LCL.

d. Menentukan besarnya pengaruh penggunaan low pass filter LCL untuk mereduksi harmonisa (THDI , THDv), sesuai standar IEC 61000-3-2,

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk meredam nilai harmonisa beban rumah tangga yang diukur sehingga menjadi sesuai dengan standar IEC 61000-3-2.

1.4. Batasan Masalah

Bahasan ini dibatasi mengenai harmonisa dan faktor daya pada sistem pemakaian beban listrik peralatan rumah tangga diantaranya:

a. Penelitian hanya terfokus pada masalah filter hamonisa dan perbaikan faktor daya pada beban peralatan rumah tangga dengan menggunakan low

pass filter LCL.

b. Persoalan sumber pembangkit harmonisa dan pengaruh terhadap sistem lain yang ditimbulkan oleh pemakaian low pass filter LCL merupakan persoalan tersendiri dan tidak dibahas.

1.5. Manfaat Penelitian