BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian yang dilakukan adalah studi kasus pada pabrik pengolahan plastik. Penelitian direncanakan selesai dalam waktu 6 bulan dan lokasi penelitian berada di industri pengolahan plastik milik PT Guna Kemas Indah yang beralamat di Jalan Industri No. 11 Kelurahan Kebun Sayur Kecamatan Tanjungmorawa Kabupaten Deli Serdang. Dalam memenuhi kebutuhan daya listrik industri tersebut menggunakan sumber listrik dari PT. PLN dengan tarif daya listrik industri kelas 3 (I3) 550 kVA. Untuk keberlangsungan pasokan listrik, industri tersebut juga didukung oleh generator set 1000 kVA yang akan digunakan sebagai cadangan jika terjadi gangguan listrik dari pembangkit PLN.
Sambungan listrik dengan PLN berada pada tegangan menengah 20 kV. Transformator dengan kapasitas 1000 kVA digunakan untuk menurunkan tegangan 20 kV menjadi 400 V. Gambar 3.1 merupakan rangkaian satu garis distribusi listrik.
Pembangkit
Gambar 3.1 Rangkaian Diagram Satu Garis Industri Plastik
Mesin yang digunakan untuk menunjang produksi pengolahan plastik baik yang tergolong beban listrik linier maupun beban listrik non linier dapat dilihat pada Table 3.1.
Tabel 3.1.Data Penggunaan Beban Listrik Pada Mesin Produksi
Nama Mesin Jumlah
Presure Forming Fongkee (Sheet)
Loly Printing
4 Unit 1 Unit 1 Unit 2 Unit
3.2 Teknik Pengukuran
Untuk melakukan pengukuran harmonisa pada objek penelitian menggunakan alat ukur portable dan diukur pada panel PCC. Alat ukur yang digunakan adalah
Power Quality Analyzer Merk Metrel terlihat pada Gambar 3.2.
Pengukuran menggunakan alat ukur Power Quality Analyzer dilakukan pada PCC sumber pada bulan September 2015 jam 10.00 WIB bertempat di industri plastik PT. Guna Kemas Indah, pada saat pengukuran hanya beberapa mesin produksi yang dioperasikan.
3.3 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian diperlihatkan pada diagram alir Gambar 3.3 sebagai berikut:
Mulai
Pengumpulan Data
Pengukuran Tegangan, Arus, Harmonisa Arus (IHDi), Harmonisa Tegangan (IHDv), Daya Beban
Hasil IHD (%) < Standar IEEE
519-1992
Memasukkan data beban dan Filter-1
A
Ya
Tidak
C
B
Hasil & Pembahasan
Filter Pasif Single Tune dan Filter Matrix
Kesimpulan dan Saran
Perhitungan induktor input dan output,
dimana L = L1 + L2
Perhitungan nilai XL3 = XLc (induktor untuk filter)
Perhitungan resonansi hamonisa ke n, yaitu:
dimana n = 1,3,5,7 .
rhitungan induktor input dan output
Dari diagram alir pada Gambar 3.3 terlihat proses penelitian untuk membandingkan penggunaan filter pasif single tuned dan filter matrix dimulai dari pengumpulan data, pengukuran dan selanjutnya menghitung parameter filter pasif
single tuned dan matrix yang akan digunakan untuk meredam harmonisa. Kemudian melakukan simulasi sebelum penggunaan filter, dengan menggunakan filter pasif
single tuned, dan dengan menggunakan filter matrix dengan memakai program
3.4 Hasil Pengukuran
Pengukuran yang telah dilakukan pada objek penelitian dengan cara pengukuran langsung pada PCC beban. Hasil pengukuran yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Hasil Pengukuran dengan Alat Ukur Power Quality Analizer
Symbol Name L1 L2 L3 Total Unit
V Voltage 234,45 238,2 235,11 - V
I Cur r ent 365,94 383,27 396,54 - A
THD V Voltage THD 5,1187 5,4279 4,2477 - V
THD V Voltage THD 2,1836 2,2791 1,8068 - %
THD I Cur r ent THD 14,93 15,399 13,707 - %
THD I Cur r ent THD 54,004 58,332 53,819 - A
P Active Power 80,508 85,617 89,085 255,21 kW
Q Reactive Power 29,65 31,694 27,498 88,842 kVAR
PF Power Factor 0,94 ind 0,94 ind 0,96 ind 0,94 ind
DPF Displacement Factor 0,95 ind 0,95 ind 0,96 ind
-S Appar ent Power 85,794 91,295 93,233 270,23 kVA
Phase Values
Dari hasil pengukuran Tabel 3.2 dapat diketahui bahwa kandungan harmonisa arus THDi pada beban industri pengolahan plastik sebesar 14,93%. Kondisi ini tidak sesuai dengan standar IEEE 519-1992 yaitu THDi yang diizinkan adalah lebih kecil dari 5%. Karena harmonisa yang dihasilkan melebihi batas yang ditetapkan standar IEEE 519-1992, maka penelitian ini dapat dilanjutkan untuk dilakukan reduksi harmonisa dengan menggunakan filter.
Bentuk dari gelombang harmonisa tegangan untuk tiga phasa berdasarkan pengukuran terlihat pada Gambar 3.4
Gambar 3.4 Spektrum Gelombang Harmonisa Tegangan Phasa L1, L2, L3
harmonis tegangan terlihat berbentuk sinusoidal dan berdasarkan pengukuran THDv pada L1 adalah sebesar 2,1836% dibawah batas standar IEEE 519-1992 yaitu 3%, maka untuk harmonisa tegangan tidak perlu dilakukan reduksi.
Gambar 3.5 berikut adalah merupakan gambar harmonisa arus berdasarkan hasil pengukuran.
Gambar 3.5 Spektrum Gelombang Harmonisa Arus Phasa L1, L2, L3
adalah 14,93% melebihi batas standar IEEE 519-1992 yaitu 7%. Grafik harmonisa tegangan terlihat pada Gambar 3.6 dan grafik harmonisa arus terlihat pada Gambar 3.7 berikut.
Gambar 3.6 Grafik Harmonisa Tegangan Phasa L1, L2, L3
Gambar 3.8 dan Gambar 3.9 memperlihatkan bentuk grafik tiap-tiap ordo ganjil pada harmonisa tegangan dan harmonisa arus phasa L1, L2, L3. Bentuk gelombang interharmonic tegangan terlihat pada Gambar 3.8 dan interharmonic arus terlihat pada Gambar 3.9 berikut.
Gambar 3.8 Grafik Interharmonik Tegangan Phasa L1, L2, L3
3.5 Perhitungan Arus Hubung Singkat (Isc)
Dalam menentukan batasan harmonisa maksimum dalam standar IEEE 519-1992, harus diketahui terlebih dahulu nilai short circuit ratio (SCR). SCR adalah perbandingan antara arus hubung singkat (Isc) dengan arus beban (IL). Menghitung
Isc diperlukan data impedansi saluran dan impedansi transformator yang digunakan pada sistem tersebut. Adapun urutan langkah-langkah dalam melakukan perhitungan nilai Isc adalah:
1. Melakukan Perhitungan Impedansi Transformator Distribusi
Transformator distribusi yang digunakan berkapasitas 1000 kVA dengan tegangan primer 20 kV dan tegangan skunder 400 V.
V �
√ V
Reaktansi transformator 4% = 0,04 pu
VA V Ω
Maka nilai reaktansi transformator XT = 0,04 x 0,0533333 = 0,0021333 Ω
2. Perhitungan Impedansi Saluran
Sehingga data yang diperoleh dari jenis kabel tersebut yaitu :
R = 0,268 Ω/km
Sehingga R = 0,01206 Ω L = 0,238 mH/km Sehingga XL = 0,0033646 Ω
Maka Zkabel = 0,01206 + j 0,0033646 Ω
3. Perhitungan Impedansi Beban
Data hasil pengukuran daya pada busbar PCC diperoleh : P = 80,508 kW
Q = 29,65 kVAR S = 85,794 kVA
Tegangan rata-rata = 234,45 V Sehingga :
V P Ω
� V Ω
�
�
Diperoleh impedansi beban dalam bentuk bilangan kompleks:
Sedangkan arus total yang mengalir ke beban:
Berdasarkan nilai impedansi yang telah diperoleh, maka dilanjutkan untuk menghitung nilai impedansi dari sumber:
Zs = jXT + Zkabel
= j 0,0021333 + 0,01206 + j 0,0033646 = 0,01206 + j 0,0054979
= 0,0132541 Ω
Impedansi Thevenin antara sumber tegangan dengan beban adalah:
= 0,011824 + j 0,0053689 = 0,0129862 Ω
Diperoleh arus hubung singkat sistem:
�
Maka diperoleh perbandingan arus hubung singkat (ISC) dengan arus beban (IL)
adalah:
� � √
Berdasarkan hasil perhitungan yang diperoleh nilai ISCR 34,18 menjadi acuan dalam
menentukan batasan standar harmonisa IEEE 519-1992 yaitu ISC/IL = 20 < 50 sesuai
dengan Tabel 2.2.
3.6 Perbandingan Batas Standar Harmonisa
Harmonisa yang akan direduksi adalah harmonisa individual yang melebihi standar IEEE 519-1992. Berdasarkan hasil perhitungan nilai ISC/IL yang telah
dilakukan menjadi acuan untuk menentukan batasan standar harmonisa individual seperti terdapat pada Tabel 3.3 dan 3.4 berikut:
Tabel 3.3 Data Perbandingan Standar Harmonisa Tegangan per Phasa
Dapat dilihat pada Tabel 3.3 harmonisa tegangan individual berdasarkan perbandingan yang dilakukan dengan standar IEEE 519-1992 menunjukkan kesesuaian.Kondisi ini juga dapat diartikan bahwa untuk tegangan pada penelitian ini tidak terganggu oleh harmonisa dan tidak perlu dilakukan reduksi harmonisa tegangan.
Tabel 3.4 Data Perbandingan Standar Harmonisa Arus per Phasa IHD
3.7 Perhitungan Filter Pasif Single Tuned
Perhitungan Komponen Filter
Perhitungan filter R, L, C yang digunakan untuk mereduksi harmonisa arus pada penelitian ini adalah menggunakan harmonisa arus yang terburuk melebihi batas standar harmonisa IEEE 519-1992. Adapun orde harmonisa yang akan direduksi yaitu ordo 5 saja seperti yang terlihat pada Tabel 3.4. Beban 3 phasa dianggap dalam keadaan seimbang sehingga simulasi dan analisis data dilakukan pada satu phasa saja, yaitu dipilih pada phasa L1 (phasa R).
Untuk menentukan kapasitas kapasitor (Qc) diasumsikan bahwa faktor daya diperbaiki dari pf1= 0,94 menjadi pf2= 0,99. Untuk menghitung kapasitas kapasitor
yang dibutuhkan sebagai filter harmonisa adalah:
Qc = P{tan(cos-1pf1) - tan(cos-1pf2)}
Untuk menentukan reaktansi kapasitor (Xc) adalah sebagai berikut :
�� �
� ��
Untuk menentukan kapasitansi dari kapasitor (C) adalah sebagai berikut :
Untuk menentukan reaktansi induktif dari induktor (XL) pada harga frekuensi
fundamental adalah sebagai berikut :
� ��
�
� ��
�
� ��
�
Untuk menentukan induktansi dari induktor (L) adalah sebagai berikut :
�
Untuk menentukan reaktansi karakteristik dari filter (Xn) adalah sebagai berikut :
� �
� �
� �
� �
� �
� �
� �
� �
� �
� �
Dengan mengasumsikan faktor kualitas Filter pasif single tuned (Q) = 100, maka untukmenentukan nilai tahanan (R) pada filter tersebut adalah sebagai berikut :
��
Sehingga berdasarkan hasil perhitungan filter Pasif Singgle Tuned dengan komponen R, L, C yang akan digunakan pada penelitian ini untuk mereduksi harmonisa arus terdapat pada Tabel 3.5 berikut.
Tabel 3.5 Hasil Perhitungan Nilai Filter Pasif Single Tuned
No Komponen Filter Simbol Satuan Nilai
1 Reaktansi R Ω
2 Induktansi L H
3 Kapastansi C F
Menghitung nilai Impedansi (ZF) filter pasif single tuned
Untuk mengetahui nilai impedansi setiap ordo filter harmonisa dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.47) berikut ini:
�)
( � � � � � � )
| |
( � � � � � � )
Dengan menggunakan cara yang sama diatas dapat dihitung :
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
Hasil perhitungan impedansi frekuensi dapat dilihat pada Gambar 3.10 Grafik impedansi frekuensi berikut ini.
Gambar 3.10 Grafik Impedansi Frekuensi Harmonisa
3.8 Perhitungan Filter Matrix
Menentukan Kebutuhan Kapasitor Untuk Perbaikan Faktor Daya
Pada Tabel 3.2 dapat dilihat hasil pengukuran daya aktif, daya semu, daya reaktif dan nilai faktor daya. Untuk memperbaiki faktor daya dari 0,94 menjadi 0,99 dibutuhkan kompensasi kapasitor sebesar :
ΔQ = QC= 17748,733 VAR
� ∆� VA
Menentukan parameter induktor L1dan induktor L2
Menghitung impedansi dua induktor input dan output yaitu :
Arus yang terukur pada phasa R (L1) sesuai Tabel 3.2 yaitu sebesar 365,94 A Untuk Z = 12% maka nilai kedua induktor dapat dihitung yaitu:
Menentukan parameter induktor L3
Parameter L3 menjadi XLC merupakan notasikondisi transfer delta ke bintang
pada rangkaian ekivalen filter matrix. Reaktansi filter XLC kita pilih nilai yang
tertinggi dari pengukuran nilai harmonisa, dan nilai yang terbesar pada harmonisa orde ke lima (n = 5). Besar nilai reaktansi induktif filter yaitu:
� ��
� �
�
Resonansi terjadi pada harmonisa ke n yaitu:
� � ��
�
Dimana Xp dapat dihitung dengan persamaan:
n Xp = n XL transformator + n XL kabel + n XLa
dan Xp kondisi pada frekuensi fundamental yaitu:
Xp = XLtransformator + XL kabel + XLa
Untuk mendapatkan nilai XLa kita gunakan persamaan transfer delta ke bintang,
dimana nilai R1 = 100
XL1 = 314 x 0,0001224 H = 0,0384407 Ω
Dengan diketahui nilai R1, XL1, dan XL3, maka untuk menentukan nilai XLa yaitu: �
�
�
� Ω
Maka XLa = Ω dan nilai La =
Xp = 0,0021333 + 0,0033646 + 0,0384406 = 0,0439386 Ω
Sehingga nilai resonansi hamonisa ke n, yaitu:
Nilai reaktansi transformator, saluran kabel, filter matrix, setelah dihitung dapat dirangkum seperti Tabel 3.6.
Tabel 3.6. Impedansi dan Parameter Filter
Impendasi dan Parameter Filter Nilai dan Satuan
Reaktansi induktor input filter L1 0,1224 mH
Reaktansi induktor output filter L2 0,1224 mH
Reaktansi induktor filter L3=LC 0,3943 mH
Reaktansi kapasitor filter C 1027,8 µ F
Resistansi R filter 100
Menghitung nilai Reaktansi Total (Xt) Filter Matrix
Untuk mengetahui nilai reaktansi total setiap ordo filter harmonisa dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.59) berikut ini:
Sehingga di peroleh nilai reaktansi pada ordo harmonisa ke-3 dan seterusnya yaitu sebagai berikut :
Xt3= 0,2799924 Ω
Xt5= 0,1922040 Ω
Xt7= 0,4474735 Ω
Xt9= 0,6073270 Ω
� � ��� � � ��
Xt11= 0,7568531 Ω
Grafik hasil perhitungan reaktansi total dapat dilihat pada Gambar 3.11 berikut ini.
Gambar 3.11 Grafik Reaktansi Total Penggunaan Filter Matrix
-Reaktansi Total vs Orde Harmonisa
Gambar 3.11 memperlihatkan bentuk kurva reaktansi total penggunaan filter matrix setiap ordo harmonisa, terlihat bahwa pada ordo harmonisa ke-5 merupakan
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Hasil Penelitian diperoleh dari suatu simulasi dengan menggunakan software. Simulasi digunakan untuk menggali pengetahuan lebih dalam dan lebih jauh dengan cara yang lebih mudah seperti meramalkan suatu kejadian atau memperkirakan performa dari suatu sistem yang kompleks. Dalam penelitian ini digunakan program
Matlab/Simulink. Reduksi harmonisa pada penelitian ini menggunakan simulasi dua model filter yaitu filter pasif single tuned dan filter matrix.
4.1.1 Simulasi Matlab Tanpa Menggunakan Filter
Gambar 4.1 merupakan rangkaian simulasi sistem objek penelitian berdasarkan hasil pengukuran di lapangan..
Gambar 4.1 Simulasi Matlab/Simulink Tanpa Menggunakan Filter
Discre te ,
Ih3 Ih11 Ih13 Ih15 Ih17 Ih19 Ih21 Ih23
Display Vs Display Is
In R MS In R MS
Simulasi pada Gambar 4.1 merupakan rangkaian tanpa menggunakan filter. Hasil simulasi dengan rangkaian tersebut memperlihatkan besar arus harmonisa individual seperti pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil Simulasi Tanpa Filter Harmonisa (IHDi %) IHD
arus yang melebihi batas standar IEEE 519-1992 harus direduksi oleh sebuah filter, pada Tabel 4.1 terlihat bahwa hanya pada orde ke-5 besar IHD arus berada jauh diatas batas standar IEEE 519-1992 yaitu sebesar 14,97% dengan batas yang diizinkan adalah 7%.
Bentuk gelombang arus yang dihasilkan dengan simulasi Matlab/Simulink tanpa menggunakan filter dapat dilihat pada Gambar 4.2. Terlihat bahwa gelombang arus tidak berbentuk sinusoidal murni, terdapat riak gelombang dan hampir membentuk gelombang persegi.
Gambar 4.2 Gelombang Arus Hasil Simulasi Tanpa Menggunakan Filter
Gambar 4.3 merupakan Barchart arus hasil simulasi tanpa menggunakan filter sesuai dengan Tabel 4.1.
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
-400 -200 0 200 400
FFT window: 3 of 750 cycles of selected signal
Gambar 4.3 Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi Tanpa Menggunakan Filter
4.1.2 Simulasi Matlab dengan menggunakan Filter Pasif Single Tuned
Gambar rangkaian Simulasi Matlab dengan menggunakan Filter Pasif Single Tuned yang terdiri dari komponen R, L dan C dapat dilihat seperti gambar 4.4 sebagai berikut:
Gambar 4.4 Simulasi Matlab/Simulink Filter Pasif Single Tuned
0 5 10 15 20 25 30
Fundamental (50Hz) = 477.2 , THD= 15.55%
M
Ih3 Ih11 Ih13 Ih15 Ih17 Ih19 Ih21 Ih23
Filter RLC
Display Vs Display Is
In R MS In R MS
Simulasi filter Pasif Single Tuned menggunakan program Matlab dilakukan dengan tahapan seperti pada simulasi tanpa menggunakan filter, kemudian ditambah dengan sebuah filter RLC dihubung paralel dengan beban. Nilai RLC telah dihitung
dan diperoleh nilai R = 0,0061939 Ω, L = 0, 3943 mH, C = 1027,8 µF. Nilai tersebut menjadi nilai block parameter dari filter RLC.
Hasil reduksi harmonisa arus dengan simulasi menggunakan filter pasif single tuned memperlihatkan besar arus harmonisa individual seperti pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 merupakan hasil simulasi reduksi harmonisa arus dengan menggunakan filter pasif single tuned, filter ini dapat meredam harmonisa arus total dari 15,55 % menjadi 4,77%. Jika dilihat dari arus harmonisa individual, hasil simulasi memperlihatkan bahwa seluruh IHD Ordo harmonisa telah berada dibawah batas standar IEEE 519-1992.
Bentuk gelombang arus yang dihasilkan dengan simulasi Matlab/Simulink dengan menggunakan filter pasif single tuned dapat dilihat pada Gambar 4.5. Terlihat bahwa hasil gelombang yang dihasilkan sudah berbentuk sinusoidal yang mengindikasikan bahwa sistem telah aman dari gangguan harmonisa arus.
Gambar 4.5 Gelombang Arus Hasil Simulasi Filter Pasif Single Tuned
Gambar 4.6 merupakan Barchart arus hasil simulasi menggunakan filter pasif
single tuned sesuai dengan Tabel 4.2.
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
-500 0 500
FFT window: 3 of 750 cycles of selected signal
Gambar 4.6 Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi Filter Pasif Single Tuned
4.1.3 Simulasi Matlab dengan menggunakan Filter Matrix
Untuk membuat rangkaian simulasi filter Matrix pada program Matlab dilakukan tahapan seperti pada simulasi tanpa menggunakan filter, kemudian ditambah dengan sebuah filter matrix dihubung seri dan paralel dengan beban. Nilai komponen R, L1, L2, L3, dan C telah dihitung dan diperoleh nilai R = 100 Ω, L1 = L2 = 0,1224 mH, L3 = 0,3943 mH, C = 1027,8 µ F. Nilai tersebut menjadi nilai block parameter dari filter matrix.
Sehingga membentuk suatu rangkaian seperti gambar 4.7 sebagai berikut:
0 5 10 15 20 25 30
Fundamental (50Hz) = 490.7 , THD= 4.77%
Gambar 4.7 Simulasi Matlab/Simulink Menggunakan Filter Matrix
Hasil reduksi harmonisa arus dengan simulasi filter matrix memperlihatkan bentuk gelombang arus pada Gambar 4.8 dan besar arus harmonisa individual dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Gambar 4.8 Gelombang Arus Hasil Simulasi Filter Matrix
Discre te ,
Ih3 Ih11 Ih13 Ih15 Ih17 Ih19 Ih21 Ih23
234.5
FFT window: 3 of 750 cycles of selected signal
Tabel 4.3 Hasil Simulasi Dengan Filter Matrix (IHDi %)
Gambar 4.9 merupakan barchart arus hasil simulasi menggunakan filter martix sesuai dengan Tabel 4.3.
Gambar 4.9 Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi Filter Matrix
4.2 Pembahasan Hasil
4.2.1 Perbandingan Hasil Simulasi Reduksi Harmonisa
Hasil simulasi menunjukkan perbedaan bentuk gelombang arus harmonisa pada saat tanpa menggunakan filter, dengan menggunakan filter pasif single tuned, dan dengan menggunakan filter matrix. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Fundamental (50Hz) = 487.1 , THD= 3.06%
Gelombang Arus Hasil Simulasi
Gambar 4.10 Perbandingan Bentuk Gelombang Arus Hasil Simulasi
Dari Gambar 4.10 terlihat bahwa bentuk gelombang arus dapat diperbaiki dengan menggunakan filter, dan penggunaan filter matrix membentuk gelombang lebih sinusoidal dibandingkan dengan menggunakan filter pasif single tuned.
Selain perbedaan bentuk gelombang, terjadi juga perbedaan dalam tingkat reduksi harmonisa arus. Perbandingan tingkat reduksi harmonisa arus dapat dilihat pada Gambar 4.11.
FFT window: 3 of 750 cycles of selected signal
Time (s)
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
-500 0 500
FFT window: 3 of 750 cycles of selected signal
Time (s)
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
-500 0 500
FFT window: 3 of 750 cycles of selected signal
Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi Tanpa Menggunakan
Filter
Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi Filter Pasif Single
Tuned
Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi Filter Matrix
Gambar 4.11 Perbandingan Barchart Arus Harmonisa Hasil Simulasi
Gambar 4.11 memperlihatkan bahwa simulasi tanpa menggunakan filter menghasilkan THD arus sebesar 15,55%, sedangkan simulasi dengan menggunakan filter pasif single tuned dapat mereduksi harmonisa sehingga menghasilkan THD arus sebesar 4,77%, dan simulasi dengan menggunakan filter matrix mampu mereduksi harmonisa arus sehingga menghasilkan THD arus sebesar 3,06%.
0 5 10 15 20 25 30
Fundamental (50Hz) = 477.2 , THD= 15.55%
M
Fundamental (50Hz) = 490.7 , THD= 4.77%
M
Fundamental (50Hz) = 487.1 , THD= 3.06%
4.2.2 Reduksi Harmonisa Terhadap Standar IEEE 519-1992
Perbandingan reduksi harmonisa arus individual antara pengukuran, simulasi tanpa filter, simulasi dengan filter pasif single tuned, dan simulasi dengan filter matrix, serta perbandingan terhadap standar IEEE 519-1992 dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Grafik perbandingan harmonisa arus pada data Tabel 4.4 yaitu saat pengukuran, tanpa menggunakan filter dan dengan menggunakan dua model filter dapat dilihat pada Gambar 4.12 berikut.
Gambar 4.12 Grafik Hasil Perbandingan Arus Harmonisa
Grafik pada Gambar 4.12 menunjukkan bahwa Filter Matrix mampu mereduksi harmonisa arus dari total THD sebesar 15,55% menjadi 3,06%. Lebih baik dari pada Filter Pasif Single Tuned yang hanya dapat mereduksi total harmonisa arus dari 15,55% menjadi 4,77%.
Filter Matrix dan Filter Pasif Single Tuned dapat mereduksi harmonisa menjadi dibawah standar ditetapkan dalam IEEE 519-1992 seperti terlihat pada Gambar 4.13 berikut.
Gambar 4.13 Grafik Arus Harmonisa dengan Standar IEEE 519-1992
4.2.3 Tingkat Reduksi Harmonisa Filter Pasif Single Tuned dan Filter Matrix Filter pasif single tuned dapat mereduksi dari harmonisa arus sebesar 15,55% menjadi 4,77%, hal ini memperlihatkan bahwa total THD arus berkurang sebanyak 69,32% dari sebelum pemasangan filter pasif single tuned. Sedangkan penggunaan filter matrix dapat menurunkan total THD arus sebesar 80,32% yaitu dari sebelumnya harmonisa arus 15,55% menjadi 3,06%. Tingkat reduksi filter dalam menurunkan harmonisa arus pada tiap-tiap ordo dapat dilihat pada Tabel 4.5. dan Tabel 4.6.
0
Hasil Pengukuran Simulasi Tanpa Filter Simulasi Single Tuned
Tabel 4.6 Tingkat Penurunan Harmonisa Arus dengan Filter Matrix
4.2.4 Komponen Filter Harmonisa
Filter pasif single tuned dan filter matrix merupakan komponen yang terdiri dari rangkaian resistor, induktor, dan kapasitor (RLC). Komponen RLC dihubungkan seri sehingga menjadi filter pasif single tuned. Sedangkan filter matrix dirancang dengan dua buah induktor (L1, L2), satu buah Kapasitor, dan Resistor. Pada Tabel 4.7 terlihat perbedaan nilai parameter dalam merancang suatu filter.
Tabel 4.7 Perbandingan Nilai Parameter Filter
Komponen Filter Nilai Komponen Filter Pasif Single Tuned
Nilai Komponen Filter Matrix
Resistansi (R) 0,0061939 Ω 100 Ω
Induktansi (L) 0,3943 mH L1 = L2 = 0,1224 mH L3 = Lc = 0,3943 mH
Kapasitansi (C) 1027,8 µ F 1027,8 µ F
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh sesuai dengan rumusan masalah, batasan masalah, dan tujuan penelitian maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Pemodelan simulasi menggunakan Filter Pasif Single Tuned diperlihatkan bahwa THD (Total Harmonic Distortion) Arus dari 15,55 % telah direduksi menjadi 4,77 %. Filter Pasif Single Tuned dapat mereduksi total THD arus sistem sehingga sesuai ketentuan standar IEEE 519-1992.
2. Pemodelan simulasi menggunakan Filter Martix diperlihatkan bahwa THD Arus dari 15,55 % telah direduksi menjadi 3,06 %. Filter Matrix dapat mereduksi total THD arus sistem sehingga sesuai ketentuan standar IEEE 519-1992.
3. Filter Matrix dapat menurunkan arus harmonisa hampir keseluruhan ordo IHD sebesar rata-rata 50% dari sebelum penggunaan filter, sedangkan filter pasif
4. Perbandingan lainnya dari penggunaan filter pasif single tuned dan filter matrix dapat dilihat pada Tabel 5.1 berikut :
Tabel 5.1 Perbandingan Lainnya Dari Penggunaan Filter Pasif Single Tuned Dan Filter Matrix
Perbandingan Filter Pasif Single Tuned Filter Matrix
Tingkat Penurunan Total Harmonisa
Dapat menurunkan THD hingga sebesar 69,32%
Dapat menurunkan THD hingga sebesar 80,32%
Nilai Parameter Komponen Filter
R = 0,0061939 Ω L = 0,3943 mH C = 1027,8 µ F
R = 100 Ω
L1 = L2 = 0,1224 mH
L3 = LC = 0,3943 mH
5.2 Saran
Adapun saran-saran yang diberikan yaitu:
1. Penelitian ini masih merupakan simulasi sehingga masih dapat dikembangkan lebih lanjut dengan membuat prototype filter.
2. Jumlah resistansi (R) yang berbeda pada filter berpotensi menghasilkan panas yang berbeda pula sehingga dapat dibuat kajian dalam penelitian lebih lanjut. 3. Dapat dilakukan penelitian lebih lanjut untuk perbandingan penggunaan filter
pasif single tuned dengan filter matrix dari segi pemasangan dan implementasi serta penggunaan pada sistem jaringan 3 phasa.
4. Penelitian ini dapat menjadi referensi untuk dilakukan penelitian lebih lanjut.
