PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Penggunaan beban nonlinier pada sistem industri sekarang ini terus meningkat sesuai dengan berkembangnya teknologi. Akan tetapi, penggunaan beban nonlinier ini akan menyebabkan distorsi harmonik pada sistem distribusi. Oleh karena itu, transformator arus berfungsi sebagai peralatan proteksi dan pengukuran yang mengalirkan arus ke beban [1].
kehilangan sambungan di jaringan. Harmonik juga akan membawa dampak pada transformator dan jenis – jenis peralatan kelistrikan [4]. Dalam beberapa kondisi, operasi harmonik dapat meningkat dan menyebabkan kejenuhan. Untuk menghindari kejenuhan, transformator arus di rancang untuk arus beban rendah pada cabang magnetisasi kurva linier (tegangan dan arus)[5]. Namun, kejenuhan transformator arus pada pengoperasian perangkat proteksi menghasilkan perbedaan dampak bagi jenis peralatan proteksi dan skema proteksi [6]. Jika transformator jenuh maka akan terjadi perubahan arus yang besar pada primer transformator, dalam setiap periodanya terkadang ada bagian dimana transformator dalam keadaan tidak jenuh dan akan menyebabkan kesalahan yang besar [7].
Pada dasarnya transformator arus digunakan untuk pengukuran arus yang mengalir di rangkaian listrik selain itu dapat juga digunakan juga untuk aplikasi proteksi. Seperti instrumen lainnya, transformator arus juga melibatkan nilai – nilai tertentu untuk mengukur kesalahan arus. Kelas akurasi merupakan parameter utama untuk menentukan batasan kesalahan dan akurasi pada transformator arus [8].
Dari hasil pengukuran yang dilakukan pada PCC (Point of Common Coupling) transformator arus sisi sekunder (20 kV) dari transformator daya yang
Tabel 1. 1. Hasil Pengukuran Individual Harmonik Arus pada Transformator Arus ORDE IHDi IHDi
(%)
THDi
(A)
THDi
(%)
IHDv
(V)
IHDv
(%)
THDv
(V)
THDv
(%) HARMONIK (A)
H1 0,074 100
0,
01835 24,
8
58.69 100
0,
72189 1,23
H3 0,00211 2,85 0,08804 0,15
H5 0,01762 23,81 0,69254 1,18
H7 0,0046 6,22 0,13499 0,23
H9 0,00028 0,38 0,01174 0,02
H11 0,00054 0,73 0,03521 0,06
H13 0,00009 0,12 0,01174 0,02
H15 0,00003 0,04 0,01761 0,03
Tabel 1. 2. Penelitian mengenai transformator arus yang telah dilakukan
No Peneliti Judul
Metode Identifikasi
Harmonik
Hasil yang diperoleh
1
D. Ismail, M. N. K. Anuar, N. Indra, C.
Shatri, dan M. Reza[1]
Current transformer reaction with linear and non-linear loads
Pengukuran transformator arus dengan beban nonlinier
Kesalahan rasio dan sudut fasa akan meningkat sebanding dengan perubahan nilai harmonik arus
2
R. D. Henderson
dan P. J. Rose [2]
Harmonics: the effects on power quality and transformers
Penggunaan filter harmonik dengan reaktor pada jaringan
Diperlukan faktor K transformator untuk mengatasi derating transformator.
3
A. Elmoudi, M. Lehtonen,
dan H. Nordman [3]
Corrected winding Eddy-current
harmonic loss factor for transformers subject to nonsinusoidal load currents
Koreksi faktor rugi – rugi harmonik dengan menghitung kedalaman penetrasi
Koreksi faktor rugi – rugi harmonik dengan menghitung kedalaman penetrasi dapat digunakan dalam menetukan keakuratan kemampuan
transformator untuk arus beban non sinusoidal
4
S. P. Kennedy dan C. L. Ivey [4]
Application, design and rating of dampak dari arus pada
transformator yang digunakan setiap sistem dengan menggunakan rancangan transformator dengan rugi – rugi Eddy yang sedikit
Penggunaan rancangan
transformator dengan rugi – rugi arus Eddy yang sedikit dan atau rancangan rangkaian untuk menurunkan kandungan harmonik sangat
Tabel 1.2. (Sambungan)
No Peneliti Judul
Metode Identifikasi
Harmonik
Hasil yang diperoleh
5
L. A. Kojovic [5]
Comparison of different current transformer modeling techniques for protection system studies
Membandingkan perbandingan teknik model komputer
transformator arus
Simulasi data dengan kurva VI yang menghasilkan arus 10 A diperoleh hasil yang tidak sesuai dengan pengujian di laboratorium. Dengan percobaan kedua yang
menggunakan kurva VI linier arus
meningkat 10 kali.
6 saturation on overcurrent protection operation
Mencari pengaruh inti besi toroidal transformator arus pada operasi proteksi arus
Impedansi yang tinggi akan mempengaruhi kejenuhan
transformator arus untuk gangguan tidak simetris dan akan mempengaruhi pengoperasian pada peralatan proteksi arus
7
A. Wiszniewski, W. Rebizant, dan L. Schiel
[7]
Correction of Current Transformer Transient Performance
Deteksi akurasi dari momen kejenuhan sesaat transformator arus
Metode yang digunakan dari arus sekunder
transformator arus pada kondisi tidak jenuh cukup untuk menghitung frekuensi
Tabel 1.2. (Sambungan)
No Peneliti Judul
Metode Identifikasi
Harmonik
Hasil yang diperoleh
8
M. Yahyavi, F. Brojeni, and M. Vaziri
[8]
Basic Theory and Practical Considerations
transformator arus untuk memilih transformator arus yang tepat
Nilai estimasi dengan
menggunakan rasio X/R dapat digunakan untuk kondisi praktis
9
L. Kadar, P. Hacksel, dan
J. Wikston [9]
The effect of current and voltage transformers accuracy on harmonic
measurements in electric arc furnaces
Kompensasi dengan software yang di rancang untuk
membalikkan pengukuran atau model respon frekuensi transformator pengukuran
Keakuratan pengukuran transformator arus dan tegangan pada kedua besaran dan fasa dapat
ditingkatkan dengan kompensasi
kesalahan instrumen transformator
1.2.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah maka perumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
a. Bagaimana kandungan harmonik arus dan tegangan yang muncul akibat beban nonlinier.
b. Bagaimana upaya yang harus dilakukan untuk mereduksi harmonik yang terdapat pada transformator arus.
1.3.
Batasan Masalah
Dengan mempertimbangkan waktu, biaya dan pembahasan yang terlalu luas maka penelitian ini akan membahas mengenai:
a. Pengukuran harmonik dilakukan pada sisi sekunder transformator arus. b. Analisa harmonik hanya dilakukan pada sisi sekunder transformator arus.
c. Filter yang digunakan untuk mengurangi kandungan harmonik pada transformator arus adalah jenis passive single-tuned filter.
d. Harmonik pada transformator arus dan filter akan dimodelkan dan disimulasikan menggunakan MATLAB/Simulink.
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah merancang passive single-tuned filter untuk mereduksi kandungan harmonik arus yang ada pada transformator arus agar memenuhi standar harmonik yang diizinkan berdasarkan standar IEEE 519 – 1992.
1.5.
Manfaat Penelitian
Setelah melakukan penelitian ini diharapkan:
a. Mendapatkan kualitas daya listrik yang lebih baik dengan harmonik yang rendah dan faktor daya yang tinggi.
