BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Perkembangan teknologi sangat cepat pertumbuhannya dari suatu negara, perkembangan tersebut hampir menyeluruh disegala bidang terutama dibidang kelistrikan. Sejak berkembangnya teknologi power electronic, penerepan perangkat telah menjadi perenarapan utama dihampir semua utilitas listrik. Namun permasalahan kualitas daya sistem yang disebabkan meningkatnya pengguna power electronic oleh konsumen listrik. Pada dasarnya mutu listrik yang baik adalah listrik yang mempunyai tegangan dan frekuensi yang stabil [1]. Untuk di Indonesia, listrik yang bersumber dari PLN adalah dengan tegangan 220 volt dan frekuensi 50 Hz. Terdapat banyak aspek yang dapat mempengaruhi berkurangnya mutu listrik. Salah satu aspek tersebut adalah timbulnya harmonisa pada gelombang listrik dari pada peralatan yang dimaksudkan ialah X-Ray (sinar-X) atau Radiografi. X-Ray adalah yang menghasilkan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi X-Ray untuk digunakan dalam diagnostik atau terapi. X-Ray
dapat dihasilkan di dalam sebuah tabung X-Ray hampa udara [2]. Tabung X-Ray
akan menumbuk anoda dan terjadi proses perubahan energi. Energi elektron sebagian besar diubah menjadi panas (99%) dan sebagian kecil diubah menjadi
X-Ray (1%). Sebuah sumber tegangan tinggi dari 20–200 kV diperlukan untuk menghasilkan X-Ray pada tabung X-Ray. Penentuan waktu durasi tegangan tinggi yang dipakai pada tabung harus dibatasi dengan hati-hati supaya pasien tidak menerima dosis yang berlebihan, film tidak menjadi terlalu hitam, dan tabung X-Ray tidak terlalu panas. Selama tabung X-Ray dioperasikan dalam batas termalnya, intensitas X-Ray diatur oleh arus filamen. Sebagai sebuah proteksi terhadap kelebihan panas, temperatur anoda dimonitor oleh pendeteksi temperatur. Jika temperatur anoda melebihi nilai tertentu, kelebihan panas akan dideteksi dan suplai tegangan tinggi akan mati secara otomatis. Sebagian besar anoda tabung X-Ray diputar oleh motor induksi untuk membatasi daya X-Ray
pada satu titik dan membantu pendinginan anoda [3][4].
munculnya harmonisa yang dapat mengganggu sistem distribusi listrik. Akibatnya adanya harmonisa ini menyebabkan gelombang arus dan tegangan menjadi cacat dan tidak sinusoidal.
Tinggi rendahnya nilai tegangan akan memberikan kemampuan daya tembus dari X-Ray, semakin tinggi tegangannya maka daya tembus X-Ray
terhadap ketebalan obyek semakin tinggi pula hal ini dapat dilihat, diukur, dihitung, dan dianalisa yang diperkirakan menimbulkan harmonisa dengan melakukan terlebih dahulu pengukuran THDv, THDi, IHDV dan IHDi. Untuk menjawab perkiraan harmonisa apakah terdapat pada peralatan tesebut, maka peneliti melakukan pengukuran THDv, THDi, dan IHDi pada peralatan X-Ray
telah dilaksanakan hari Senin, 13 Oktober 2014 menggunakan alat ukur Power Quality Analyzer Fluke 43B yang hasilnya pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Data Hasil Pengukuran X-Ray Mobile 100mA
Parameter Satuan Hasil
Pengukuran
U (Phase Voltage) Volt 200,2
I (Phase Current) Ampere 2,51
S (Apparent Power) KVA 0,45
P (Active Power) KW 0,34
Q (Reaktife Power) KVAR 0,30
PF (Power Factor) 0,74
Frekuensi Hz 50,2
THDv % 3,4
Tabel 1.1 (Sambungan)
IHDi 3 (mA) 1909
IHDi 5 (mA) 1143
IHDi 7 (mA) 266
IHDi 9 (mA) 282
IHDi 11 (mA) 323
IHDi 13 (mA) 177
IHDi 15 (mA) 92
IHDi 17 (mA) 123
IHDi 19 (mA) 123
IHDi 21 (mA) 63
IHDi 23 (mA) 66
IHDi 25 (mA) 82
IHDi 27 (mA) 44
IHDi 29 (mA) 38
IHDi 31 (mA) 47
IHDi 33 (mA) 22
IHDi 35 (mA) 22
IHDi 37 (mA) 3
IHDi 39 (mA) 3
Besarnya nilai hasil pengukuran Total Harmonisa Distorsi arus (THDi) 64,9
% dan Total Harmonisa Distorsi tegangan (THDv) 3,4% dengan daya 0,34 KW. Oleh karena itu, harmonisa yang ditimbulkan oleh X-Ray, perlu
A, B, C, dan D, dimana masing masing kelas mempunyai batasan harmonisa yang berbeda beda. Penelitian ini bermaksud mereduksi harmonisa dengan menggunakan filter pasif (Single-Tuned Passive Filter Dan Double Tuned) yang akan mengurangi harmonisa pada alat ukur X-Ray tersebut. Diantara penelitian yang pernah dilakukan tidak ada yang membahas tentang sistem kelistrikan yang dapat menimbulkan harmonisa seperti pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Penelitian yang sudah dilakukan
No Peneliti Judul Peneliti Hasil Yang dicapai 1. Yusuf Nampira, dalam analisis tersebut. Hasil analisis unsur dalam sampel tersebut dengan menggunakan tegangan listrik 18 kV dan kuat arus listrik 100 µA
2 Sujatno, Sigit Bachtiar 2011 [3]
Analisis Tegangan Tinggi Pada Sinar X
Tabel 1.2. (sambungan)
Untuk nilai stabilitas tegangan, nilai input sebesar 70 kV dan nilai output yang dihasilkan sebesar 40, 50, 60, dan 70 kV pada Sinar-X tersebut tidak berbeda jauh dengan nilai tegangan output yang dihasilkan yaitu masing-masing sebesar 39,1 , 48,3 , 58,9 , dan 69,4 kv. Dari hasil tersebut terlihat bahwa persen toleransi parameter tersebut masih di bawah 5%.
(milliamperes). C dinilai untuk memberikan 200 kv
pada X-Ray sangat penting dalam suatu diagnose karena sangat mempengaruhi hasil pencitraan sehingga menjamin keselamatan terhadap pasien, operator, dan lingkungan. Pada peralatan X-Ray diagnostik, umumnya tegangan tinggi yang digunakan antara 30 kV sampai 125 kV. Tegangan tinggi ini akan diterapkan antara katoda dan anoda dalam tabung X-Ray. Dengan tegangan tinggi dan adanya pemanasan filamen maka elektron yang lepas dari katoda dalam tabung dapat bergerak cepat menuju anoda, akibatnya terjadi tumbukan tak kenyal sempurna antara elektron dengan anoda (anoda sebagai target). Adanya tumbukan tersebut terjadilah peristiwa Bremstrahlung yang menghasilkan sinar-X [6].
Berdasarkan hasil pengukuran yang telah dilakukan terhadap peralatan tersebut. Harmonisa yang timbulkan harus memenuhi kreteria IEC 61000-3-2, kelas D. Untuk mengatasi permasalahan yang timbul akibat adanya harmonisa pada peralatan X-Ray maka perlu dirancang filter pasif (Single-Tuned Passive Filter Dan Double Tuned) untuk mereduksi harmonisa tersebut.
1.2 PerumusanMasalah
dianalisa yang diperkirakan menimbulkan harmonisa. Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
a. Berapa besar nilai Individual Harmonic Distorsi (IHD) dan Total harmonic Distorsi (THDi) arus yang dihasilkan oleh peralatan X-Ray. b. Dampak filter pasif (single-tuned passive filter dan double tuned) untuk
mengetahui filter pasif yang mana dapat mereduksi harmonik pada peralatan X-Ray.
c. Hasil simulasi sebelum dan sesudah pemasangan filter dengan menggunakan Matlab/simulink.
1.3 TujuanPenelitian
Mereduksi harmonisa yang dihasilkan peralatan X-Ray dengan merancang filter pasif (Single-Tuned Passive Filter Dan Double Tuned Passive Filter).
1.4 Batasan Masalah Penelitian
Sesuai perkembangan peralatan elektronika terutama pada peralatan X-Ray
yang dipakai oleh dunia pendidikan, pabrik elektronik sebagainya, yang dapat menimbulkan harmonisa salah satunya alat ukur tersebut. Maka batasan masalah permasalahan yang akan diteliti adalah.
b. Merancang filter pasif (single-tuned passive filter dan double tuned passive filter) untuk mereduksi arus harmonisa pada peralatan X-Ray
dengan menggunakan Matlab/simulink. c. Simulasi dilakukan dengan Matlab Simulink.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini diharapkan:
a. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang efisiensi kualitas daya yang dihasilkan dari arus harmonisa melalui peralatan X-Ray .
b. Menjadi suatu pemodelan yang dapat diterapkan dan direkomendasikan dalam dunia pendidikan dan fabrikasi mengingat pengaruh perbaikan kualitas daya terhadap peralatan X-Ray .
