BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring kemajuan zaman, kebutuhan kelistrikan juga semakin meningkat.
Terdapat beberapa peralatan yang menggunakan konverter dapat menyebabkan
timbulnya harmonisa antara lain peralatan – peralatan yang umumnya menggunakan
jenis semi konduktor seperti lampu hemat energi, TV, printer, komputer dan lain
sebagainya. Peralatan ini dirancang untuk menggunakan arus listrik secara hemat dan
efesien karena arus listrik hanya dapat melalui komponen semi konduktornya selama
periode pengaturan yang telah ditentukan. Namun di sisi lain akan menyebabkan
gangguan gelombang arus dan tegangan yang pada akhirnya akan kembali ke jaringan
listrik. Fenomena ini akan menimbulkan gangguan beban tidak linier satu fasa [1].
Demikian juga pada peralatan – peralatan listrik untuk beban rumah tangga
seperti: blender, mesin cuci, kulkas TV, juicer dan lain sebagainya. Peralatan tersebut
disebut dengan beban non linier yaitu memiliki bentuk gelombang arus keluaran tidak
sama dengan bentuk gelombang tegangan (mengalami distosi). Arus yang ditarik oleh
beban non-linier tidak sinusoida, artinya bentuk gelombang tidak sama dari
gelombang yang satu ke gelombang yang lain, sedangkan beban linier merupakan
suatu beban dimana nilai arus berbanding secara linier atau proposional terhadap
gelombang tegangan. Hal ini berarti bahwa bentuk gelombang arus akan sama dengan
Sumber harmonisa pada peralatan rumah tangga yang terdapat pada motor
induksi. Sumber harmonisa pada juicer dapat menyebabkan gangguan pada peralatan
listrik seperti transfomator, circuit breaker (pemutus tenaga), fuse dan lain – lain.
Harmonisa juga menyebabkan faktor daya sistem jadi buruk sehingga penggunaan
energi tidak maksimal.
Individual Harmonic Distortion (IHD) yang tinggi dan faktor daya yang
rendah dapat menambah pembebanan transformator, bahkan dapat mempengaruhi
kinerja peralatan lain yang terhubung dengan sumber listrik tersebut. Keberadaan
batasan harmonik sudah ditentukan batas yang diijinkan sesuai standar internasional
yaitu IEC 61000-3-2, dan diharapkan mampu untuk perbaikan faktor daya. Dengan
demikian faktor daya akan lebih baik, pembebanan trafo distribusi lebih maksimal
dan kerugian teknis lebih diminimalkan serta kinerja sistem peralatan lain tidak
terganggu.
Penelitian ini dilakukan hanya pada peralatan rumah tangga yaitu juicer.
Sistem kerja juicer dengan sistem putaran motor induksi pada motor universal yang
biasanya digunakan untuk daya – daya yang kecil pada peralatan rumah tangga.
Putaran motor induksi menghasilkan individual harmonisa arus (IHDi) yang cukup
besar pada harmonisa ketiga di saat dibebani dengan pemerasan buah agar dapat
menjadi minuman atau jus, dimana besar harmonisa arus juicer lebih besar dari
standart IEC 61000-3-2. Penggunaan juicer di waktu beban puncak sangat banyak,
meghasilkan harmonisa yang cukup besar, sehingga dapat menyebabkan pembebanan
lebih pada trafo sehingga cepat panas dan rusak. Pengukuran dilakukan pada
beberapa merek juicer yang dilakukan pada laboratorium PLN Wilayah Sumatera
Utara dengan menggunakan peralatan Power Quality meter merek Fluke tipe 435.
Besar harmonisa yang dibangkitkan beberapa merek juicer dapat dilihat pada Tabel
1.1 [Lihat Lampiran ].
Tabel 1.1. Hasil pengukuran IHDi yang dibangkitkan oleh juicer
Orde Harmonisa
IHDi Juicer (%)
A B C D E
3 18,6 38,4 32,8 45,5 66,2
5 2,6 4,7 1,8 4,5 5,3
7 2,4 4,5 0,8 2,3 3,1
9 1,1 1,5 0,9 2,5 3,2
11 0,6 0,8 0,4 0,5 0,6
13 0,3 0,3 0,5 0,3 0,3
15 0,2 0,3 0,2 1,2 0,4
Dari data yang didapat ternyata hasil yang diperoleh jauh diluar perkiraan,
IHD yang dihasilkan salah satu juicer jauh lebih besar dari standart IEC 61000-3-2
Kelas D. IHDi yang diperoleh yaitu 66,2 % pada harmonisa ke-3. Atas dasar data
yang diperoleh diatas, filter pasif adalah filter yang cocok untuk mereduksi arus
harmonisa IHDi tersebut agar sesuai standart IEC 61000-3-2 kelas D.
Penelitian ini bermaksud untuk dapat mereduksi harmonisa pada juicer
dengan merancang dan menganalisa perbandingan filter pasif single tuned dan filter
harmonisa juicer pada peralatan rumah tangga tersebut. Banyak metode yang telah
dilakukan oleh peneliti sebelumnya dalam hal meredam harmonisa dan sekaligus
memperbaiki faktor daya dengan berbagai teknologi pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Model harmonisa yang pernah dilakukan
N
foristek 2012 [4]
Aplikasi filter
pasif sebagai
pereduksi
harmonik pada
inverter tiga fasa
Mengguna-3 Suweden &
filter pasif pada
sistem
A New Approach for Placement of Single tuned
5 Konvernikova,
Jurnal
Dari penelitian yang dilakukan tersebut dengan berbagai teknologi sehingga
menghasilkan nilai yang sangat bervariasi dalam mengurangi harmonisa.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka perumusan masalah
mengenai peredaman harmonisa, perbaikan faktor daya dan analisis perbandingan
filter single tuned dengan filter orde tiga yaitu:
1. Seberapa besar nilai IHDi dari juicer yang akan diredam.
2. Seberapa besar faktor daya yang dapat diperbaiki dengan penggunaan
filter single tuned dan filter orde tiga.
3. Bagaimana hasil simulasi pemakaian filter single tuned dan filter orde
tiga. 6 Cho & Cha
Jurnal ICEE,
2011 [8]
Single-tuned passive hrmonic filter design considering variances of tuning and quality factor
Mengguna-kan simulasi
program
bode plot
based
method
Filter pasif
single tuned.
Penurunan IHDi
ke 5 dari 72,6
% menjadi 7,9
%.
IHDi ke 7 dari
61,8 % menjadi
11,2 %.
IHDi ke 9 dari
20,9 % menjadi
4. Bagaimana perbandingan penggunaan filter single tuned dan filter orde
tiga untuk meredam harmonisa sesuai standar IEC 61000-3-2 kelas D.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui berapa besar nilai IHDi dari juicer yang akan diredam.
2. Mengetahui berapa besar faktor daya yang dapat diperbaiki dengan
penggunaan filter single tuned dan filter orde tiga.
3. Mengetahui simulasi pemakaian filter single tuned dan filter orde tiga.
4. Mengetahui perbandingan penggunaan filter single tuned dan filter orde
tiga untuk meredam harmonisa sesuai standar IEC 61000-3-2 kelas D.
1.4. Batasan Masalah
Mengingat luasnya Permasalahan mengenai peredaman harmonisa dan
perbaikan faktor daya dengan menggunakan filter single tuned dan filter orde tiga,
maka permasalahan ini dibatasi sebagai berikut:
1. Penelitian hanya difokuskan untuk meredam IHDi ke-3, perbaikan faktor
daya pada juicer tersebut, dan membandingkannya dengan menggunakan
filter single tuned dan filter orde tiga.
1.5. Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini yaitu:
a. Mereduksi harmonisa pada peralatan juicer itu sendiri, karena peralatan
juicer yang ada dipasaran tidak dilengkapi dengan filter harmonisa.
b. Memperbaiki faktor daya menjadi lebih baik pada juicer.
c. Harmonisa pada juicer tidak mengganggu peralatan lain disekitarnya,
tetangganya bahkan pembebanan transformator distribusi.
Diharapkan di masa yang akan datang, juicer tersebut dilengkapi dengan
filter harmonisa, sehingga bila juicer yang terdistorsi harmonisa tersebut dipakai
dalam jumlah yang besar pada waktu yang bersamaan pembebanan transformator
distribusi aman, tidak mudah panas, dan umur operasinya dapat dalam kurun waktu
