TEKNIK ELEKTRO - Universitas Bhayangkara Surabaya

rsBN 979-978-96964-9-8

Fqkultqs Teknologi lndustri

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

ffiEKNG!

TEKNIK ELEKTRO

ISBN No. 979-978-96964-9-8

Prosiding

Seminar Nasional Tekno in 2012

'(Pengembangan Teknologi Manufaktur untuk Menunjang Penguatan Daya Saing Bangsa"

Yogyakarta, 10 November 2012

Bidang Teknik Elektro

diselenggarakan oleh:

Fakultas Teknologi Industri

Universitas Islam Indonesia

Yogyakarta

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta, 10 November 2012

Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2012 ISBN:

97 9-97

8-96964-9-8

Diterbitkan oleh:

Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia

Jl. Kaliurang Km 14,5 Yogyakarta 55584 T.

027

4-895287,

027

4-895007 Ext I 10/200 F.0274-895007

E. seminarteknoin@)zahoo. com, teknoin@uii.

ac.

id W. seminarteknoin.

fi

t.uii.ac. id

Hak Cipta O2012 adapadapenulis

Artikel pada prosiding ini dapat digunakan, dimodifikasi, dan disebarkan secara bebas untuk

tu

bukan komersil (non profit), dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis.

T

diperbolehkan melakukan penulisan ulang kecuali mendapatkan izin terlebih dahulu dari penulir

uk

tujuan is. Tidak :nulis.

Penanggung Jawab Pengarah

Ketua Pelaksana Bendahara

Reviewer

Makalah

&

Prosiding:

Koordinator

Seketariat:

Koordinator

Sie. Acara dan Publikasi:

Koordinator

Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979-978-96964-9-8

Organisasi Penyelenggara

lr.

Gumbolo Hadi Susanto, M.Sc. Dekan Wahyudi Budi Pramono, ST.,

M.Eng Wakil

Dekan

Dr. Sri Kusumadewi, S.Si.,

MT.

Direktur pascasarjana MTI Dra. Kamariah,

MS.

Ketua Jurusan Teknik Kimia Drs. Mohammad mastur,

MSIE

Ketua Jurusan Teknik Industri Yudi Prayudi, S.si,

M.Kom

Ketua Jurusan Teknik Informatika

Tito

Yuwono, ST.,

M.Sc

Ketua Jurusan Teknik Elektro Agung Nugroho

Adi,

ST.,

MT.

Ketua Jurusan Teknik Mesin Risdiyono, ST., M.Eng., D.Eng.

1.

Yustiasih Purwaningrum, ST., MT.

2.

Erawati Lestari, A.Md.

l.

Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng. ( ITS, Surabaya )

2.Dr.lr.

Rila Mandala, M.Eng, ( ITB, _{Bandung )}

3. Ir. MuhammadWazizWildan, _M.Sc,, ph.D. ₍ UGM, yogyakarta ₎ 4. Risdiyono, ST., M.Eng., D.Eng.

5. Dr. Ir. Paryana Puspapuha, M.Eng.

6.

^Ir. Erlangga Fausa, M.Cis

7. Ridwan Andi Purnomo, ST., M.Sc,, ph.D.

8. Asmanto Subagyo, M.Sc.

9.lzzati

Muhaimmah, ST., M.Sc. Ph.D.

10. Hendra Setiawan, ST., MT. D.Eng.

11. Muhammad Ridlwan, ST., MT.

Purtojo, ST., M.Sc.

L

Khamdan Cahyari, ST., M.Sc.

2.

Firdaus, ST., MT.

3.

Hanson Prihantoro, ST., MT.

4.

Jerri Irgo, SE.,

MM.

5.

Heri Suryantoro, A.Md.

6.

Bagus Prabawa

Aji,

ST.

7. Adi

Swandono, A.Md.

M.

Faizun, ST., M.Sc.

l.

Indah Kurniasari, SP

2.

Muhammad Susilo Atmodjo

3.

Pangesti Rahman, SE.

Arif

Hidayat, ST., MT.

l.

Dyah Retno Sawitri, ST.

2.

Agus Sumarjana, ST.

3.

Suwati, S.Sos.

lll

i

have been E a stack

of

may bring engineering lorm rapidly

r

object and

er by

layer n the object analyze the i lhat can be

ication of

a

Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979-978-96964-9-8

Daftar Isi

Organisasi Penyelenggara ... iii

Kata Pengantar .. ^y

Sambutan Dekan FTI UII ... vii

Executive Summary of Keynote Speech ix

Daftar Isi ... xi

Makalah Bidang Teknik Elektro D-1

rhssuccess ₀₁

il:ff.:11**txlH'::::::::.::::::*.::::::Y::*::::::::.... ^D-3

h rvhich is a

Adelhard Beni

Rehiara olvement in

is

room for

rg room

tor n. Perancangan Prototype Telemetri Suhu dan Kelembaban Udara Berbasis

rmer

is still vL

^

-.r--:-^ ;^---,--^r-^- vr-^^ _D-9

Arduino Menggunakan Xbee Andi

Adriansyah

03 Supervisory Control for Hybrid Power System Using Smart Relay D-15 Aryuanto Soetedjo, Yusuf IsmailNakhoda, Abraham Lomi, Misbahul Huda Yulinda

Bambang Sugiarto,

Akbari Indra Basuki

05 Maximum Power Point Tracker Melalui Deteksi daya dan Tegangan ^D-29

Damar

Budi _{Laksono ,}

Leonardus.

H.

Prhtomo

od, Aplikasi Penampil Parameter Cuaca pada Stasiun Cuaca Berbasis Embedded PC dengan Menggunakan Java

06 ^{Simulasi PLTS dan} PLTA (Hybrid) Berbasis Sistem Otomasi untuk

Penanggulangan Kekurangan Daya Listrik di Daerah Pesisir

09 Mobile Cloud Berbasis Virtual Smartphone Over IP Ferianto Gozali

dan

Rizki Abrar

7

i ^{Optimasi Kontroler PID pada} Pengaturan Suhu Heater Pabrik Gula

rr Menggunakan Algoritma Genetika Berbasis Scilab

Muhammad

Aziz Muslim, Retnowati, Riski Tri

Rosana

D-21

D-37

D-59 Doddy Irawan, Endi

Sahrial

07 Desain dan Implementasi Maximum Power Point Tracker Melalui Deteksi Arus ^D-43

Edoe

Arieska Aprilyanto,

Leonardus.

H.

Pratomo

08 Transmisi Video Telemedicine Menggunakan H.264|SYC dan IEEE 802.11e .... ^D-51

Emansa

Hasri

Putra

r

o Perancangan Sensor Gas Co Berbasis Zno dengan Metode Solgel Menggunakan

Teknologi ThickFilm ... D-65

I

Dewa Putu

Hermida, Parlindungan

Sinaga,

Yuyu R. Tayubi, Untung H.

Pramono

XI

D-79

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta, 10 November 2012

t) ^{Metoda Pembacaan Lebar Pulsa Sinyal PWM Motor} Servo dengan Timer 16 bit

tL _pada Mikrokontroler AVR ... ...r... D-85

Oka Mahendra

t1 ^{Purwarupa Kontrol} Temperatur Ruang Pembakaran Tegel Menggunakan

Metode Fuzzy Logic D-91

Richa Watiasih, Ahmad Nurhuda

tn Sistem Pengisi Baterai Berbasis Daya Maksimal Melalui Deteksi Arus dan

Tegangan ^D-10

Ronal

C.

Manik,

Leonardus.

H.

Pratomo

I

( ^{Rancang Bangun} Sistem Pelabelan Botol Kemasan Oval Terotomatisasi Dengan

Programmable Logic Control ^D-11

Slamet Pambudi, Rahmat,

Tri

Rahayu

K.L.

16 Analisis Kointegrasi Trafik Internet Spasial D-11

Sis Soesetijo

11 Perancangan dan Implementasi Pengendali Beban Elektronik Generator

Induksi Split Phase Eksitasi Sendiri dengan Metoda Logika Fuzzy ^D-12

Sofian

Yahya, Dedi Nono

Suharno

Penanganan

18 Mioelektrik Stimulatoro'

Noise Pada Perancangan Prototipe Alat Penangkap Sinyal Menggunakan "Surface Electrode" tanpa'oExternal Electric

Susy

Susmattini, Az

rq Perancangan dan dan Visual Basic Yudhi Gunardi

izah

Aisyati, Ilham Priadythama

Pembuatan Sistem Pendeteksi Suhu Menggunakan Arduino

D-13

D-1:

)n ^{Korektor Faktor} Daya Otomatis Sebagai Alat Untuk Mengoptimalkan

Pemakaian Energi Listrik Pada Instalasi Listrik Rumah Tangga ^D-11

Yuniarto, Priyo

Sasmoko

2l ^{Analisis Timing} Jitter dalam Sistem Komunikasi Dispersion Managed ... ^D-12

Titin Hendrawati, Mamat Rokhmat, Bambang SetiaN

Penggunaan Filter Aktif Seri Tiga Phasa untuk Mengkompensasi Tegangan

22 Non-Sinusoida dan Tegangan Tidak Seimbang Akibat Beban Non-Linier di

Industri

^D-11

Amirullah

dan

Adiananda

23 Analisa Sistem Scada Pada Sinkronisasi 2 Unit Genset Dengan Trafo PLN ... ^D-1(

Agus kiswantono, Sugiyantoro

xll

D-85

Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979-978-96964-9-8

Pembahasan Makalah Bidang Teknik Elektro _D-173

studi Penjadwalan Beban Puncak pada PT.pLN cabang Manokwari dengan

Metode Iterasi Lamda _D-175

Adelhard Beni

Rehiara

supervisory control for Hybrid Power system using Smart Relay D-177 Aryuanto soetedjo, Yusuf Ismail Nakhoda, Abraham Lomi, Misbahul

Huda

yulinda

Aplikasi Penampil Parameter Cuaca pada Stasiun Cuaca Berbasis Embedded

PC dengan Menggunakan Java _{D_fig}

Bambang Sugiarto,

Akbari Indra Basuki

Maximum Power Point Tracker Melalui Deteksi daya dan Tegangan D-lgl

Damar

Budi Laksono

, Leonardus.

H.

Pratomo

simulasi PLTS dan PLTA (Hybrid) Berbasis sistem otomasi untuk

Penanggulangan Kekurangan Daya Listrik di Daerah pesisir _{D_1g3}

Doddy Irawan, Endi

Sahrial

Desain dan Implementasi Maximum Power Point Tracker Melalui Deteksi Arus ^D-1g5

Edoe

Arieska Aprilyanto,

Leonardus.

H.

Pratomo

Transmisi Video Telemedicine Menggunakan H.2641SYC dan IEEE 802.lle .... D-lg7

Emansa Hasri Putra

Mobile Cloud Berbasis Virtual Smartphone Over Ip ... D_lg9 Ferrianto Gozali

dan

Rizki Abrar

Perancangan Sensor Gas Co Berbasis zno dengan Metode Solgel Menggunakan

Teknologi Thick Film ... _D-191

I

Dewa Putu

Hermida, Parlindungan

Sinaga,

yuyu R. Tayubi, Untung H. pramono

optimasi Kontroler PrD pada Pengaturan _Suhu Heater pabrik _Gula

Menggunakan Algoritma Genetika _Berbasis Scilab D_193

Muhammad

Aziz Muslim, Retnowati, Riski Tri

Rosana

Metoda Pembacaan Lebar Pulsa Sinyal PWM Motor Servo dengan Timer l6 bit

pada Mikrokontroler AVR ... _D-19S

Oka Mahendra

Sistem Pengisi Baterai Berbasis Daya Maksimal Melalui Deteksi Arus dan

Tegangan _D-197

Ronal

C.

Manik,

Leonardus.

H.

Pratomo

Analisis Kointegrasi Trafik Internet Spasial D_199

Sis Soesetijo

, ^D-91

. ^D-103

I

D-111

. ^D-l19

D-125

D-133

D-137

D-143

D-147

D-153

D-165

xlll

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta,

10

November 2012

Perancangan dan Implementasi Pengendali Beban Elektronik Generator

Induksi Split Phase Eksitasi Sendiri dengan Metoda Logika Fuzzy ^D-2t

Sofian

Yahya, Dedi Nono

Suharno

Penanganan Noise Pada Perancangan Prototipe Alat Penangkap Sinyal Mioelektrik Menggunakan ^roSurface Electrode" tanpa 6'Bxternal Electric

Stimulator" D-2C

S usy Susmart

ini,

Azizah A

isyati, Ilham Priadythama

Perancangan dan Pembuatan Sistem Pendeteksi Suhu Menggunakan Arduino dan Visual Basic

Yudhi Gunardi

D-2(

Korektor Faktor Daya Otomatis Sebagai Alat Untuk Mengoptimalkan

Pemakaian Energi Listrik Pada Instalasi Listrik Rumah Tangga ^D-2(

Yuniarto, Priyo

Sasmoko

Penggunaan Filter Aktif Seri Tiga Phasa untuk Mengkompensasi Tegangan Non-Sinusoida dan Tegangan Tidak Seimbang Akibat Beban Non-Linier di

Industri D-2(

Amirullah

dan

Adiananda

Analisa Sistem Scada Pada Sinkronisasi 2 Unit Genset Dengan Trafo PLN ... D-21 Agus kiswantono, Sugiyantoro

Analisis Timing Jitter dalam Sistem Komunikasi Dispersion Managed ... ^D-21

Titin Hendrawati, Mamat Rokhmat,

Bambang Setia

N

xlv

Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979-978-96964-9-8

D_201 ^Makalah

Bidang Teknik Elektro

D-203 Seminar Nasional Teknoin 201,2

ooPengembangan Teknologi Manufaktur untuk Menunjang Penguatan Daya Saing Bangsa"

D-205

Yogyakarta, 10 November 2012

, ^D-207

. ^D-209 , D-zll

D-213

D-1

Prosiding Seminar _Nasional Teknoin ₂₀₁₂ ISBN No.

979 -97

8_96964_9-8 Penggunaan dan Tegangan Filter Aktif seri riga Tidak _seimbang Phasa ,rr.t-rl Akibat Mengkompensasi nJnan Non_Linier regangan Non-sinusoida di Industri

Amirullaht) dan Adiananda2) program

_Studi

Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas

Bhayangkara Surabaya

Jl. Ahmad yani

_I

l4

Sura6ava

am9 5 2 0 0 1 2 0 03 @.yah oo. ^c om ^{| )} dan adi an a

nia@ubhar

a. ac. i d2 ⁾

Abstrak

Tuiuan

penelitian

aclqlah menganalisis _uniuk. keria

penggunaan

_model

filrer aktif seri tiga phasa untuk

kompen-sasi

tegangin nonsinusoida dln'tiditi

seimbang

pada beban

non-

linier' Rangkaianfilter atty-serlat{unakctn _untuk

mengkompensasi

tegangan terdistorsi

_dan

tidak seimbang,

memperbaiki

fakto; ^daya

^sumber

otoi porfr):j*ro, corection (pFC), _serta meredulrsi harmonisa sekaligus menurunkan nilai totai nrr*Lii" distortion (THD)

_sistem.

Rangkaian filter dimodelkai secara

mate:matis

dengan

teknrik

kendali arus

menggunakan

pulse width modulation.(pwy:lrpek _yang

_akan

liklaii *."iip,riij ,itoi perbaikanfaktor

_daya

input, THD tegangan input,.ry2'aru; rniut pada kindisi ,rtitr* dan

sesudah

rangkaian

filter Hasil penelitian ^{ahif seri}

^dipasang _adalah;

pada

beban

non-iirinr,

_mengacu

pada standar

_{IEEE_5 t}

g

_dan

pLN.

-(t) Rangkaian dengan tiga variasi

beban

non linier

menggunakan

filrer ^akrif seri

riga

.phaia ^mingt ariitin r?ta.-rata THD tegangan rebih kecit (baik) dibandingkan rangkaian

tanpa

firier akif

^s.eri

tiga phasa. nafrfuran

menggunakan

firter aktif seri THD

tegangan sesuai tiga phasa jug_q

standai

mampu menghasilkan

IEtz ilo aioanaiigr{in ,rg;g;;;";;;;kg ,r.:;;;i; mrpa *"*rnuhi firter aktif seri syarat

batas

tiga phasa;

(2)

Rangkaian

_dengan

tiga variasi urli: _yi,

liryt"r l.,"rsg*akan firter ^{aktif seri} tiga phasa menghasilkan rata-rata THD arus tebih kecil Oaitl i'i\'*dingkan _rangkaian

_tanpa

filter arus seri tiga phasa

sesuai

aktif seri tiga phasa' standar IEEE belum-ntampu 5r9; Namun

mengha,silkan

(3) demikiin penggunaanfirrir.aityirr:i rangkaia:n tanpa arus input yang

cran menggunakan

ntentenuhi syarat batas filter THD ^aktif

,igo phasa pada rangkaian dengan tiga variasi beban non linier iiah menurunkan nilai faktor daya inpur dibowah Standar PLN sebesar

?,55; (4) prnggunaan fitter ^akttf lr:;; ;;, phasa pada rangkaian dengan tiga variasi beban non tnieihamru memperbaiki nihl THD tegangan clan

arus

input, namun

sebarircnya

menurunkan nitii yatctoi _aay,a ,;;;; peneritian

menggunakan

rangkaian simulasi power Simulator (pSim) versi 4.l.

Kota-Kunci: Filter Aktif seri riga

Phasa, Tegangan

Non-sinusoida,

Harmonis;a, Bebqn

Non-

PENDAHULUAN

Kualitas daya

listrik

atau

power quality (PQ,telah

lama menjadi

isu

utama dalam beberapa permasarahan beban-beban non-linier (misalnya,

ututtupu tonverteidaya)

yurg

aig;;iurkan

sebagai gerombang arus terdistorsi dari sistem

daya

Kandungan harmonisa

u..u.'puJu g.rombang;;r; ;.i;;;uput ,.ryJuuu?.r'r*.rrrya

_{regangan non_}

sinusoida pada impedansi

.saluran,

,.rghuritiun

getori'uang

,.g""g.,

sumber non-sinusoida pada

titik

common

coupling (PCC) Ill'

Selanjutnya, distrib"usi

uebanle.a, tiair ,?ir'uang

saru phasa akan menghasilkan sejumrah tegangan

tidak

seimbang-dalam sistem tenaga

listrik. Sumber;;t;;;;;non-sinusoida oanlatauliaar

seimbang akan menghasilkan sejumlah.dampak negatif t21:

H(misalnya, m.r*.irtt umur

dan

unjuk kerja

peraratan, _kesarahan penyalaan pada sejumlah

p.ny.utuli.isainya'pada silicin conff;ile;';;cr,r* ricnir'Jr..r, Jrol,

Unruk mengatasi kondisi tersebut' tentu dibutuhkan peralatan Beberapa pengguraan

filter aktif

seri

untit

sebelurinv"

*rgto,,p.rrrrl i.ur, oii.i"rrlan

_t.gurgun

t"rdirtorrl t+l-Fl

pada berbagai

_{au, tiaut}

_,.imbang.fungsi kompensasi.

Peng

et al', [4)

sudah melakukan penelitian

uerLttan d;rg; ;tii;iritte. ^atrir i.ii

oun ,riu,i-iaun retah direrapkan pada _impedansi

jaringan

_{dan beberapa}

;enis

^ueuan

:".g-;;;'ilarrorira

^kh19us pada akhir

jaringan,

_berkaitan dengan tempat pemasangan

filter aktii haru oia.til d"ri il;ild.n p.rro-,urri _filter

yang dikehendaki. wang _{et al.,}

D- 153

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta, 10 November 2012

[5]

melaporkan bahwa

filter aktif

seri ditimbulkan beban. Pada penelitian

ini

yang dapat membangkitkan tegangan tegangan dan sumber arus sinusoida.

dapat digunakan sebagai kompensasi berbagai

jenis

_{harmonisa tegan:=}

Wang et al, menggunakan

filter aktif

seri sebagai pengontrol teganga:

kompensasi sesuai dengan

nilai

dikehendaki

untuk

diterapkan

pad. i

Peng et al.,

[6]

^sudah melakukan penelitian dan menyebutkan bahwa penggunaan

filter aktif

seri

den;:r pasif

shunt tunggal

tidak cukup

memuaskan sebagai rangkaian kompensasi.

Dixon et al., [7]

mengusu,i":,.r pengaturan kinerja

filter aktif

seri dengan sumber arus sinusoida sephasa dengan tegangan utama. Pada

skema

^.

aktif seri

berfungsi sebagai pelindung harmonisa daripada pembangkit harmonisa, sebagaimana saat arus ilrl

sinusoida dapat dihasilkan menggunakan kombinasi

filter pasif shunt dan filter aktif seri.

Campos

et :

^.

mendemonstrasikan bahwa tegangan

tidak

seimbang dapat dikompensasi dengan menghilangkan _kompone:

negatif sumber tegangan

tiga phasa.

Penelitian

ini

^bertujuan menerapkan

model filter aktif seri tiga

pha:.

mengkompensasi tegangan nonsinusoida dan tegangan tidak seimbang pada beban non-linier.

Filter aktif

seri rangkaian kompensasi dilakukan pada sisi beban dan diaplikasikan pada beban yang bersifat sensitifterhadap

i.;

dan beban non-linier. Kompensasi tegangan dibutuhkan untuk mengeleminasi sejumlah harmonisa tegangan da:- membuat sistem supaya seimbang, dengan cara menginjeksikan tegangan kompensasi

melalui

kumparan se,

transformator secara seri dengan saluran.

Rangkaian

filter aktif seri

digunakan

untuk

mengkompensasi tegangan

terdistorsi dan tidak

se:- memperbaiki faktor daya atau power

factor

corection (PFC), serta mereduksi harmonisa sekaligus

menurun\-

total harmonic distortion

(THD)

sistem. Rangkaian

filter

aktif seri dimodelkan secara matematis dengan teknik i

:

arus dan tegangan menggunakan

pulse width

modulation

(PWM).

Aspek yang akan

dikaji meliputi; nilai p:-

faktor daya, THD tegangan input, dan

THD

arus input pada kondisi sebelum dan sesudah dipasang rangkaian

fii::-

seri. Rangkaian

filter aktif

seri akan dimodelkan menggunakan rangkaian simulasi dengan bantuan perangka:

Power Simulator (PSim) versi 4. Hasil simulasi akan digunakan sebagai dasar evaluasi unjuk kerja penggunaar

filter aktif

seri tiga phasa mengacu pada parameter antara lain: perbaikan

nilai

faktor daya input (PFC), THD

r:;

input, dan THD arus input berdasarkan Standar IEEE 519 dan PLN.

TINJAUAN

PUSTAKA Harmonisa

Pada sistem tenaga

listrik,

definisi harmonisa dapat dijelaskan sebagai gelombang terdistorsi secara pr-rrrutrlillilt

pada _keadaan steady stqte

yang

disebabkan

oleh

interaksi antara bentuk gelombang sinus sistem pada fr.cr,:*um

fundamental dengan

komponen gelombang lain yang

merupakan

frekuensi kelipatan interger dari

frrrJsmn fundamental sumber. Gambar 3 menunjukkan gelombang sinyal lami distorsi akibat harmonisa.

(b.1)

|

^,or,

I

'a,.

,rr't.'

/

Keterangan:

^Gambar 3. Gerombang Terdistorsi Akibat Harmonisa.

a.

= Gelombang pada frekuensi fundamental

b.l

= Gelombang harmonisa ke-3

b.2

= Gelombang harmonisa ke-5

c.

= Gelombang Terdistorsi Totul Harmonic Distortion

(THD)

Untuk mengetahui besarnya pengaruh harmonisa pada sistem tenaga

listrik

digunakan istilah Total

Distortion (THD) yang didefinisikan

sebagai sebagai persentase

total

komponen harmonisa terhadap fundamentalnya (komponen dapat berupa tegangan atau arus).

THD

dapat dirumuskan sesuai Persamaan

l.

f * l;

I

lZu,l'

THD=1 2 J _xtooz

ur

Keterangan:

Ur=

komponen harmonisa U1

:

komponen fundamental

1(

= komponen harmonisa maksimum

D- 154

Hc*;mun kor::':muum

Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979-978-96964-9-8

Iangan

):IU

Igan

sur.]s lada surr-lr

dengan

i.'r

rsulkan

;.4't :nna

ini. :l:s'

arus sal;:zm

s et al.. _-t Bnen

ur-i:ar

phasa

u::r

seri seL,:;ur Cap

teganry

an dan

unu

ran

sekurk rk seiml',:q

rrunlian ::;ur

:Lnik

kenauli

lai

^perbar.:at

ian

fiiter er;l'

61gli31 lrnm

;unaan ^m,:.1*

HD tega:.;um

farzl

^pen;rf,ie

rda fiel-uas

ari frel'u*s

L

*al

Harmcm:

ap

komporsr

dan THD,

=W _Il

THD tegangan dan arus berlaku Persamaan 2.

THDy

W

vl {2)

THDy dan

THDI:

THD tegangan dan THD arus V1 dan 11,: tegangan harmonisa dan arus harmonisa

V 1 dan I t = tegangan fundamental dan arus fundamental

Persamaan

I

^dan

2

menjelaskan mengenai perbandingan antara

nilai

rms komponen harmonisa dengan niali rms komponen dasar dan biasanya menggunakan satuan persen (%). _Indeks

ini

digunakan untuk mengukur deviasi dari bentuk gelombang

yang

menggandung harmonisa

dari

gelombang sinusoidal

yang

sempurna.

Untuk

gelombang sinusoidal sempuma pada fiekuensi dasar, THD-nya adalah nol. Sama dengan pengukuran distorsi harmonisa orde

ke-i

untuk tegangan dan arus orde ke-iu bahwa V/V ₁ dan Iy / 11.

Nilai

THD dapat mencapai lebih dari 100%.

Besarnya

THD

maksimum yang

diijinkan

untuk

tiap

negara berbeda tergantung standar yang digunakan.

Standar untuk

THD

yang paling sering dipakai dalam sistem tenaga

listrik

adalah Standar IEEE 519-1992. Ada dua

kiteria

^yang digunakan dalam analisis distorsi harmonisa

yaitu limitasi untuk

distorsi tegangan dan

limitasi

untuk distorsi arus.

Tabel 1

menunjukkan

limit

distorsi

(THD)

tegangan

untuk

sistem

distribusi

tenaga

listrik.

Tabel 2 menunjukkan batas distorsi hamonisa arus berdasarkan Standar IEEE 519 (Lampiran).

Catatan: sistem tegangan tinggi dapat mempunyai THD hingga 2% yang

Tabel

2

(Lampiran) memuat standar

limitasi untuk

distorsi

(THD)

arus. Rasio 156/11 adalah arus hubung singkat ^pada Point of Common Coupling (PCC) terhadap arus beban nominal pada frekuensi fundamental. Pada Tabel I tegangan yang dipakai adalah antara

l20V

sampai 69 kV. Untuk tegangan 69

kV

sampai dengan 161

kV

dipakai standar batas untuk sistem subtransmisi.

Filter Aktif

Filter aktif

digunakan

untuk

meredam harmonisa pada beban

non-linier

pada sistem tenaga.

Filter aktif

menginjeksikan an$ untuk menghilangkan harmonisa yang terkandung pada arus beban.

Persamaan 3 dan 4 menunjukkan persamaan arus injeksi harmonisa pada pada rangkaian

filter

aktif, i*1

=i1 *iri

i1 :

i1+ iy

(3) (4)

Karena ide dasar

filter

aktif adalah membuat besaran dan phasa yang sama terhadap i,i maka diperoleh persamaan 5.

i,j=_in

^(s)

Berdasarkan kombinasi Persamaan 3 sid 5, maka diperoleh Persamaan 6 lot = ll

Keterangan:

= Arus yang diinjeksikan ke harmonisa.

= Arus fundamental.

= Arus harmonisa.

l1-

iri

i1 ir,

Tabel 1. Standar Batas THDT

oleh adanya peralatan DC tegangan tinggi I kVs/d 161 kV

Active Power Filter

Gambar 4. Rangkaian Filter Aktif dalam Sistem [16]

(6)

D-155

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta, 10 November 2012

iou, :

Hasil arus input.

Filter Aktif

Seri

Rangkaian

filter aktif

seri sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5, dapat digunakan untuk menek,:

dua hal sekaligus yaitu distorsi harmonisa dan sumberiegungun tidak seimbang.

Pemodelan Beban pada

Industri

Gambar

5

menunjukkan sistem pembangkit

industri listrik yang

mempunyai beban

linier

dan

Utility

Consumer

".I" _tl ^.I.

) ri

T

Rt

Vss

Vs

Resonansi harmonisa daqat

lgmqerbesar tegangan harmonisa kelima menjadi 4 s/d

l0 kali

lipat pada kondisi

m-u:

penuh karena Z7

memiliki nilai

induktansi sebesar

2

^sld 5 %.

METODE PENELITIAN

Penelitian

ini dimulai dari kondisi

awal

yaitu: l)

Industri banyak menggunakan peralatan sensitif

terh::e

tegangan

dan motor listrik yang dikontrol oleh

konverter statis misalnya:

pu'Uiif Uuiu,'tetrilt, keramik,

dsb.

I

Pelanggan

listrik RT,

pusat-perbelanjaan, perkantoran menggunakan peralatan

listrik

beban

non-linier misa:.i

kapasitor

untuk

perbaikan

faktor daya, dan filter

harmonisa yang -disimbungkan

pada bus. Bagian u:.-

transformator

distribusi yang

dipasang pada konsumen disambungkan pada

point of

Common Coupli,::

sedangkan

suplai

beban

linier dan non-linier

disambungkan

padi bus.

Sistem pem6angkit dapat

men:.r

bertambahnya harmonisa sebagai akibat dari resonansi seri dan pararel antara kapasiior bank-dan induktansi b:":.

transformator distribusi.

I

Pcc I

1

. ^.-1,

Capasitor/

Harmonic Filter

r 5. Pemodelan Beban Industri [18]

Linier Loads

rl-r

I

I

llt

I

tt lt

Harmonic Producing

Loads Gamba

Gambar

o menunjuk[;r'fr!ffi'J":]f1'f*:T:,iJffiT['##:T##]*?angkit

dengan asumsi

: :,

hanya. muncul tegangan harmonisa kelima yang ada pada

rCC.

L7 adalai induktansi bocor tiansform ator,

c

kapa.

-:r,

kapasitor perbaikan faktor daya, R1. adalah resistansi yang sama dengan resistansi beban. Tegangan bus v611.1

n!

).);

tegangan

_Ketika

tr/617.1 harmonisa kelima yang menyebabkan pertambahan hirmonisa pada

rirt., p."*uingkit _listrik in:-.i:l

frekuensi resonansi _antara

Ll dan c terjadi

pada harmonisa

kelima maka

persamuun tagungun bus :;;,uru

harmonisa kelima adalah:

RL

VBurs

= Vy _Q)

j5at L,

L7

@

@

E

D-156

ti,

:r.

prosiding _{Seminar Nasional}

Teknoin 2012 ISBN _No. 979-978_96964_9_8

televisi'komputer' mikrowave, lampu fluorescent,.lampu reklame, dsb,

3) Indikasinya

antaralain: faktor daya input rendah' THD tegangan dan arus input tinggi, 4) Beban non-rinier berJampak pada penurunu, _t

ruil,u,

daya listrik

(pe).

Berdasarkan kondisi awal tersebut,

p.rtu-iiia[u,ran

penelitian

,.rg.".i

p."ggunuun

,";;i ii,;,. aktif

seri tiga phasa untuk kompensasi tegangan nonsinusoida dan tidak seimbang

puJ. u?iu,

non-rinier.

Metode penelitian adalah sebagai berikut:

1'

Menentukan model matematis rangkaian dan tegangan tidak seimbang pada-beban nonJinier di

filter.aktifseri indultri.

_tiga phasa untuk mengkompensasi tegangan nonsinusoida

2'

Menentukan

model

rangkaian

filter aktif seri tiga

phasa

untuk

mengkompensasi tegangan nonsinusoida dan

lifltrff.t'$tseimbang

pada beban non-linier

di ilaulhi ;";;;;;akaniantuan p;;rrsil;l rak

power Simuraror

3

'

Menentukan model rangkaian kendali arus dan tegangan

filter

aktif _{seri tiga} phasa.

4.

a. Sebelum Menentukan dan membandingkan

filter aktiftiga

phasa dipasang.nilai

peruaitariratio.d;t;;;;;;

(pFC), pada kondisi:

b. Sesudah

filter

aktif tiga pnasa Oipasangl

5' a.

Menentukan dan membandingkan Sebelum filter aktif seri tiga phasa

tuo dipailng.

i.gurgun input dan THD arus input akibat beban non-linier, pada kondisi:

b.

Sesudah _fi lter aktif seri tlga pfrasa dipasang.

6'

Menentukan model

rangkaiin filter uttirr..i

,untuk mengkompensasi tegangan nonsinusoida dan tegangan tidak seimbang pada beban non-linier

di

industri' _Adapun

p*#i;r";;aiatutr.arpu,memperbaiki

faktor daya sumber (PFC) input' mengh,asilkan gelombang tegangan dan arus

inpuiffi

s.imuang _dan

#kr;il",

tinggi, tetapi tetap dibawah batasan THD tegangan

*.ngl.u

^"puda Standar

IEEE-,

I9 dan pLN.

HASIL DAN PEMBAHASAN

SimulasiRangkaian Tanpa.Menggunakan

Filter Aktif

Seri Tiga ^phasa

Simulasi unjuk

kerja

rangkaian tanpa menggunakan

fiiter aktif _{seri tiga}

_phasa dimodelkan menggunakan software atau perangkat

tunit ^pstla

versi 4. 1.

11",]-*":rrlr.urgtul*.tanpa

menggunakan

filter aktif

seri dengan beban non-linier' Rangkaian pertama adalah

nilai

1-

g*.a

";*'r-.a"rgt",,il"i R";;;b;:ruut.

nungtuian _kedua adalah

nilai

R dan

c

tetap, sedangkan

nilai L

berubah-ub.h.

ffigi;;;ok.tigu

_adalah

_{nilai R aui}

_r-

_,.,up,

_sedangkan

nilai c

berubah-ubah' Selanjutnyi

nilai rHD

i"gungun

masukanlTHD

arus masukan, dan

faktor

daya (pJ)masing- masing rangkaian

tanpa filter-liga

phasa

aiuaiaingtan unt*u'rutu-.angkaian

dengan rangkaian

lain. N,ai-nilai

ffiffi ':t:,H:lf:,ffii% :T,H'.:iXfi#L?Xi f*l'*,gln,u-u..

^zz6

^"ori, F"il,ensi

sumber 5 0

H;,

Rangkaian simulasi perbaikan faktor daya tanpa menggulakan

filter

aktif seri ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar _{7' Rangkaian simulasi beban nonJinier}

tanpa menggunakan filter alrifseri tiga phasa

Hasil Simulasi

regangan.

fnpuj, Arus Input,

Tegangan

output, dan Arus output pada Rangkaian

_Berbeban

Non-Linier

Tanpa

Filter Aktif

Seri Tiga ^p'hasa

Hasil simulasi tegangan input,

irus

input.rangkaian tanpa

filter

aktif seri dengan

nilai L

dan

c

tetap tetapi nilai R berubah-ubah, ditunjukkan pada Gambar s.

variasiiitai r.ri;;;;J6jilasing-masing

_{adalah 5, 10,}

15, dan 20 ohm.

,'L)

| -:J

1-ti:

D-157

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta, 10 November 2012

Gambar 8. Hasil simulasi tegangan input, arus input, tegangan output. dan arus_output rangkaian tanpa filter aktif seri dengan nilai L pada nilai Rl = 5 Ohm.

Dengan cara yang sama diperoleh hasil simulasi tegangan input, arus input, tegangan output, dan

as

pada rangkaian berbeban non-linier _tanpa

filter aktifseri

tiga phasa yang hasilnya

aito,luitui

pada

rauet

3

(Ln

Hasil

Simulasi

Spektrum Harmonisa

Tegangan

Input

Rangkaian Berbeban

Non-Linier Tanpa Fitter

Tiga Phasa

LdanC

adalah 5,

Spektrum harmonisa tegangan input rangkaian berbeban non-linier tanpa

filter aktif

seri tiga ^phasa tetap tetapi

nilai R

berubah-ubah, ditunjukkan pada Gambar

9. Vaiiasi nilai

resistanrl

G)

^,n,

10, 15, dan 20 Ohm,

Gambar 9' Spektrum harmonisa tegangan input pada rangkaian berbeban non-linier tanpa filter aktifseri tiga phasa dengan nilai L dan C nilai Rl=5Ohm

Berdasarkan spektrum harmonisa tegangan input rangkaian berbeban non-linier menggunakan

filter alcif

tiga phasa yang ditunjukkan pada Gambar

t:

diperoleh bahwia

nilai

tegangan fundamenral

ft7,; = t+o,tet vof

tegangan harmonisa

ganjil

ke-3 s/d

ke-l.l

berturut-turut adalah

y3= _{1,i23 Volt,}

_V5

₌ g,nd Vott, V, =

0,750

I::-,9:9?? Y,,:]1d,il Y11=^2,413 Volt. Nilai

tegangan fundamental dan harmonisa sampai dengan harmonisa selanjutnya dimasukkan ke Persamaan 1, untuk memperoleh nilai total harmonic distortion (THD) iegangan.

ls-.2

l*

,ro,.=l4no _'VtVl -w

= (ffi ⁼

^{6,941 o/o}

-

Dengan cara yang- sama

nilai THD

tegangan input rangkaian berbeban

nonJinier

tanpa

filter aktif

seri phasa serta hasilnya ditunjukkan pada Tabel + Gampiran).

llasil

Simulasi

Spektrum Harmonisa Arus Input

Rangkaian Berbeban

Non-Linier Tanpa Filter Aktif

Seri Phasa

Spektrum harmonisa tegangan input rangkaian berbeban non-linier tanpa

filter aktifseri

tiga phasa dengan tetap tetapi

nilai R

berubah-ubah, ditunjukkan pada Gambar 10.

variasi nilai resistansl(il)

masine-m,

I

*i

1

*i:

I

-l

*r#r#sffii

i*,-*,i:

tii

LdanC

adalah 5, 10, 15, dan 20 Ohm.

D-158

-

Prosiding Seminar _Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979_978-96964-9-8

rLdanCteta rn arus ouEEr 3 iLampira-

er Aktif

Sen r dengan ni;n asing-masi-u

r.

C t'etap pa;r Iter

aktif sr I9l Volt da

= 0.750 \Ic,-- nonisa ke-l -

krif

seri

if

Seri

Tigr

dengan

nila

sing-masin:

$tr.*$iirS\{l

,l 1

;...i

Gambar l0' spektrum harmonisa arus input pada rangkaian berbebanron-linier Rt=5Ohmtanpa filter aktifseri tiga phasa dengan nilai L dan c tetap pada nilai Berdasarkan spektrum harmonisa arus input rangkaian

Dvru@D4r^4, SPsKuuIIr

ra[nonlsa

arus lnput rangkaian berbeban

non-linier

tanpa

filter aktif

seri tiga phasa yang.ditunjukkan _pada Gambar 14 diperoleh bahwa

nilai

arus fundamenrat r.L\

:

sz Ao< A

r^-

+^^^-^^-- ^r

rsrr6

urru5u\\cu

_paua

_\ramoar

14 Olperoleh bahwa

nilai

aruS fundamental

(Ir) :

_54,695

_a

_{aan teganlan}

;;ffi;

ganjilke-3

s/dke-l1berturut-turutadaiah13

:2,221 _{A. I<=}

_1g.328

A r.= r

?oR

a T-: r ,r1 r^_

r EorrJrrNe-Jr/ur(c-rroenuru[-Rlrutadalah13-_2,221

4, Ir=lg,32gA, 17:1,39gA, Is:1,213 A,dunl,,= 4,097i,

Nilai

arus fundamental dan harmonisa sampai aengan harmonisa

rmonisa,flt_t

ke-t

i

setaniutnva dim;rsrrk kqn

troDar.^*^^- n

,..^r,-r-

^;elnjutnya

dimasukkan ke persamaan 2, untuk

ffiffi:J'*l;',:;l{{"x:lx:J':^:::',;i:,t::111?):,1^:.::':il1;,r1.fi;:iffiil:h:"ffiTfrr:*,1il11 :11f,*'fl.:1':?11ff:*f: lTli lli.:1,!rr,yi tiei.n11'5;.; ;;;il;;";',,r,;?ffi-r'#1:Hi lHJil:itr#

ffilp;ff,;:;3iffffii;f;#;:ll*:::1::;::""*[ffi,";;;;i.il;ili#x*:ffiJ1?:l,i;x1.#l,ilill

lljx5"itiJtrffii:11; H*x*:x"T:-l'rx*lr jjl;{i,1;i:jt"#;#J'';''.J':ilxT"U:,.?1ffi;

iilf:;lT:"j13,,':*l"l-*:g:l,Y:i?:,'u t.-u ^(raber t;

aaarano

',; ,;i":fiilll,iT.:JI;#:-;fi"1ffX:

THD arus mengacu pada Standir IEEE 519.

I

i l

.,,,,.,.i,:;:i..:iit:-.::r

Hasil Simulasi Hasil simulasi

Faktor

Daya faktor

Input

daya inpuirangkaian Rangkaian Berbeban _berbeban

Non-Linier nor-tlni.rianpa

Tanpa fitter

Filter Aktif aktif

seri tiga phasa dengan Seri

riga

^phasa

nilai

L

!:l; i:t"|.ft|S[#l

R berubah-ubair, oitun]utkan pada Gambar r

r.

variasi nirai resjstansr

tn],riasire-masing

adatah

$'.MKN

,- '*" ⁱ iti1 it

i'',1

Gambar 11' Kurva simulasi faktor daya Qtfl inputpadarangkaian pada nilai _berbeban Rl = non-linier 5 Ohm tanpa filter aktifseri tiga phasa dengan nilai L dan c tetap

n,,*

"0,#ll'.111-;TflJ:1:;:T:,i'X;"J,.$:iHfjl"T#:*;+il ;"x:,,r,i:.1":,^:*:,,g::o-",os.t::-,inier

^tanpa

?1,:#::::l j:Ilo_:l-u-rl-ampiran),n".,u;ur.r.un,il;id;;il;;;ffiL;

f,f.liffi ffil'*:'il^1T'::j::x:i:"5:lhl.','-'n;"*'|il{;;;;;ffi':ffi#:#1U1.,,J'L:[:fi:[::l#ffi:11

diperoleh bahwa

nilai

rata-rata faktor daya i

llff "9/" H'

i,1*cl?.,.11

l :l

g,1".,' *", ^{v ar i as i "ko n} d i s

i

b e b an

il

^:

^ii;l r;1;;.

Xj:::*il,".J,llfiiy::*::ljsar

^antarab,e

$ ,t{6pli ili;iil;;;;;,iil,:iiJ,i';::;#ffi,'J,T;1,,ffi,[fi"ffi?l

batas persyaratan

pLN

sebesar 0,g5.

Simulasi Rangkaian

,"1:-T

l:r-rinier

Menggunakan

Fitter Aktif

Seri Tiga ^phasa

,*urrr,?,Tii,l*3'Jfif}l#;f#?l"er ^inpllvang

sama, rangkaian simulasi beban non-rinier menggunakan firter

D-159

Bidang Teknik Elektro

Yogyakartan

10

November ₂₀₁₂

,,".

_- ,,. -- - ^'li"'

.,.'i::l.i,'l,r I

_{-'?i .{)- .1 .f....}

"i

_{.r ..}

^i"

06d

iEF{trlr

dan tegangan output yang _sama. Rangkaian menggunakan r

filter

rrrlwr al<tii'seri a\rrr nvrr

ti

rr54 iga phasa menghasilkan _Pu4Ji1 urcllBllasltKan nilainllal arus ll3ilr

(RMS) lebih kecil

dibandingkan

arus output (RMS).

Penyebabnya adalah karena

arus b.b; r;;li#;;

mengandung komponen arus harmonisa. Rangkaian

filter aktii

seri tiga phasa berfungsi menginjeksikan arus (Ip) rrr--rrr

menghilangkan harmonisa yang terkandung pada arus beban (outpuQ. Akibatnya

niul

urur"inpui

b..trrung,

mer: zut

sinusoida kembali, dan menghasilkan kualitas tegangan input yang

taii,

t-"

Gambar 12. Rangkaian simulasi beban non-linier menggunakan filter aktifseri tiga phasa

Hasil Simulasi

Tegangan

Input, Arus Input,

Tegangan

output, dan Arus Output

pada

Rangkaian

Berbeliun

Non-Linier

Menggunakan

Filter Aktif

Seri

Tiga

^phasa

Hasil simulasi tegangan input dan arus input rangkaian berbeban non-linier menggunakan

filter aktif

sen :.;1i phasa dengan

nilai L

dan C tetap tetapi

nilai

R berubah-ubah, ditunjukkan pada Gambar

i:I variasi rlrui r.rir,u"r, i

masing-masing adalah 5, 10, 15, dan 20 Ohm.

Gambar r3' Hasir

simurasiteganga''','l;:i['lilil;filXE1l;X*t

#Si:1iJli":,#ff,'xffltn1'n.o*

non-tinier menggunakan nrte: ffE

-

^{Dengan caruyang sama} diperoleh hasil simulasi tegangan input, arus input, tegangan output, dan arus or:un pada

!u-a kondisi rangkaian berbeban non-linier

*engguruk* fitter

at<tir seri tiga'phisa,"serta

r,triirv. CIi-";",rf,*

pada Tabel 7. (Lampiran)

Analisis

Hasil

Simulasi Tegangan

Input, Arus Input,

Tegangan

Output

dan

Arus output

Rangkaian

Berbebu

Menggunakan

Filter Aktif

Seri

Tabel 7 (Lampiran) menunjukkan nilai tegangan input, arus input, tegangan output, dan arus output

rangk:iu

berbeban

non-linier

menggunakan

filter aktif

seri

tiga phisa. nerdasarun rat'et z,

diperoleh bahwa

untuk

se.-m

I::*l^o-*:

l-ll-_l-.^1.11 rangkaian menggunakan hlter

aktif

seri tiga phasa menghasilkan

nilai

tegangan input

(il,ri,

t t

\

s

) fi tf

m B D

tit 5l

Ht

Se

nil

adi

Pada kondisi _beban

non-linier

dengan

nilai L

dan C teiap, semakin besar

nilai R

maka

nilai

tegangan i:-:u;

(RMS)

pada rangkaian menggunakan

filter aktif

seri

tiga

phasa'semakin besar, sedangr<an

niiai u*,

i-np,it _1ru.,t-., semakin

kecil.

Kondisi yang sama

juga

ditunjukkan pada rangkaian menggunakan

fitter aktif

seri tiga phasa beibe;,m nonlinier dengan

(l) nilai

R dan C tetap, nilai

L

semakin besaidan (z)

nilai n

dan L tetap, nilai C semakin besar.

D-160

Prosiding Seminar _Nasional Teknoin 2012 ISBN No. 979-97 8-96964-9-8

ffiilSj[],',] f;ettrum ^Harmonisa

^Tegangan

^Input Rangkaian Berbeban Non-Linier Menggunakan Firter

Spektrum harmonisa

dengan

nilai L

dan

C

tetap masing-masing adalah 5, 10,

. tegangan input rangkaian berbeban non-linier tetapi

nilai R

berubah-ubah, ditunjukkan pada

menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa Gambar 14. Variasi

nital

resistanii (R) 15, dan 20 Ohm.

I'h"r$,ls:i;";q.x

I

l

tn

Berbehm

(rif

_ser:

_:s,

esistansi

i-

arus oiiSnr

litunjukim

Berbeh

ran_eb;ar

trk

se=:,r.

)LI

(R\sr

arus

i=lllr ier n-sir (lrJ

rm-nr :- me:.:3:i gan

l=ir

.li

^iRrr{S

ber:;;m

Gambar l4' Spektrum harmonisa tegangan input pada

rangkilfr|;:TflHi?ili"5;-."sernakan

_{firter aktif}

seri tiga phasa dengan nilai L dan

c

Dengan cara yang _sama diperoleh simulasi spektrum harmonisa tegangan

input

pada dua kondisi _rangkaian berbeban non-linier tanpa

filter aktifieri

tiga phasa yang lain.

Harmonisa Berdasarkan spektrum harmonisa tegangan input rangkaiun _Tegangan

Input

Rangkaian Berbeban

Non-Linier

Menggunakan u-"iu.uun non-linier

Filter Aktif

menggunakan Seri

riga

^phasa

filter aktif

seri tiga phasa yang ditunjukkan pada Gambar

:6

alperotetr

b"#;;l;i;;gangan

tundamentar

(v;) =

166,663

vort

dan tegangan harmonisa

ganjil

ke-3 s/d

ke-l1

ber.turut-turut adalah

V, : _l,2iA

^-Volt, _{V5 =}

q,Sit Vol,, _V, = 3,gll

Volt,

ve:

0'866

volt'

dan v11

:

_1,98

_I volt. Nilai

tegangan fundamental dan harmonisa sampai dengan harmonisa

ke-ll

selanjutnya dimasukkan ke Persamaan

2,

untuk memperoleh _nilai

total

harmonic

disrortion(THD)

_{tegangan sebesar} 3'874 yo' Dengan cara yang,sama

nilai THD

tegangan input _dua kondisi rangkaian berbeban non-linier menggunakan

filter aktif

seri

tiga

phasa

lain

dapat ditentut<an.

N.itai.THD

tegangan'inpu,

untuk

semua variasi beban non-linier menggunakan

filter

aktif seri tiga phasa seranjurnya ditunjukkan

pri" iui.r

g (Lampiran).

Berdasarkan perhitungan sampai harmtnisa

ti,-rr o,p.rrr.r,

uur,*u.

nilai. THD

tegangan

input

rangkaian menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa untuk tiga variasi kondisi beban non-linier, _{berkisar a?-,ia,}

a

1,220 sld 3,g74yo.

Batas

THD

tegangan mengacu kepada standar

tEpn stg.untrk k.l;;;;g"ngan

_{dibawah 69}

kv

^(Tabel

t)

adalah 5yo.

Dengan demikian'

nilai THD

tegingan yang dihasilkan oleh

."dil;;"nggunakan _{firter aktif}

_{seri tiga} phasa pada tiga kondisi variasi _beban

non-tiniel,

masitiaibawah _atau

sudah"m"..*rri

persyaratan mengacu pada Standar IEEE

5 t9.

*:'iir'IJlXlSpektrum ^Harmonisa Arus Input Rangkaian

_Berbeban

Non-Linier

Menggunakan

Fitter Aktif

Spektrum harmonisa arus input rangkaian berbeban non-linier menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa dengan

llf,',| !:l; i::X#,jfi'#rai

R beruLah-uuu't,

ait

niukkan pada

c"ri"i rs.

variasi

nlai ,",i,ir,ri

(R) masing-masing

,ri

i,.

''t'a-

: -..,-,1-',. _, -, -" -., ^_"

*;;"

#isnffi:l;*

i-,*-,1

il:l

rl

;'l

,t,,

i

_I

. ,-._-:--::-..i

l-'

Gambar 15' Spehrum harmonisa arus input pada rangkt*"

T.to?l1ll,"ill,rlTr#*rr**an

filter aktif seri tiga phasa dengan nirai L dan c tetap

D-16l

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta, 10 November 2012

Analisis Hasil Harmonisa Arus Input Rangkaian

Berbeban

Non-Linier Menggunakan Filter Aktif S.- ^-

uryr

Phasa

Berdasarkan spektrum harmonisa arus input rangkaian berbeban non-linier menggunakan

filter akti; -.:-

^.xtr

phasa yang ditunjukkan pada Gambar

l5

diperoleh

bahwa nilai

arus fundamental

(lr) =

30,950

A

dan::.--J.u10r harmonisa ganjil ke-3 s/d

ke-l l

berturut-turut adalah

13=2,404 A,

15 = 8,6-<l

A,

¹⁷

=

6,281

A, Iq:

1,528

A. :.-

3,305 A.

Nilai

arus fundamental dan harmonisa sampai dengan harmonisa ke-11 selanjutnya dimasukkan ke

p.

_,-*;uuur

2, untuk memperoleh

nilai

total harmonic distortion

(THD)

arus sebesar 31 ,313 %.

Nilai THD

arus input

untL:

^ri.iil,

variasi beban non-linier menggunakan

filter aktifseri

tiga phasa ditunjukkan pada fabel 9 (Lampiran).

Berdasarkan

perhitungan sampai

harmonisa

ke-11 diperoleh bahwa nilai THD arus inpur

r:.--*,Lrl menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa untuk tiga variasi kondisi beban non-linier, berkisar antara 14,636 s

; -.

^.

0h. Batas THD arue mengacu kepada Standar IEEE 5 I 9 sampai dengan harmonisa ke- 1

I

^(Tabel

2)

adalah4 s/d - -.

,

Hasil Simulasi

Faktor

Daya

Input

Rangkaian Berbeban

Non-Linier

Tanpa

Filter Aktif

Seri Tiga Phasa

Hasil simulasi faktor daya input rangkaian berbeban non-linier menggunakan frlter

aktif

seri tiga phasa

:.:

r.ur

nilai

L

dan C tetap tetapi nilai R berubah-ubah, ditunjukkan pada Gambar 16. Variasi

nilai

resistansi

(Rj

misine -:-

-

^:rL

adalah 5, 10, 15, dan 20 Ohm.

Gambar 16. Kurva simulasi faktor daya (pl) _input pada rangkaialffiTff

Jil-lnierrnenggunakan

filter aktif seri riga phasa dengan nilai L

::

Dengan cara yang sama diperoleh simulasi faktor daya

(pfl

input pada dua kondisi rangkaian

berbebai

^"

linier

menggunakan

filter aktif

seri

tiga

phasa

lain. Hasil

simulasi

faktor

daya

Qtfl

^input selanjutnya disajikan

:..:l

Tabel 10. Tabel

l0

menunjukkan

nilai

faktor daya input

Qflpada

rangkaian dengan

tiga

variasi kondisi

bebar.

^-

linier menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa. Gambar

l6

menunjukkan grafik perbandingan

nilai

harmonisa

tes::,

^il input tiga variasi rangkaian berbeban non-linier tanpa dan menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa. Berdasarkan -

i:.i l0

diperoleh bahwa

nilai

rata-rata faktor daya input

(pfl

pada rangkaian dengan

tiga

variasi kondisi beban

non---

^:"

tanpa

hlter aktif

seri tiga phasa berkisar antara 0,488 s/d 0,683.

Nilai

faktor daya tersebut masih berada dibawah .: ^, belum memenuhi batas persyaratan PLN sebesar 0,85.

Analisis Perbandingan Nilai Harmonisa Tegangan Input Rangkaian Berbeban Non-Linier Tanpa

^;r"Lr Menggunakan

Filter Aktif

Seri

Tiga

Phasa

Tabel ll

(Lampiran) menunjukkan perbandingan

nilai

harmonisa tegangan

input

rangkaian

berbeban:.:

linier tanpa dan menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa. Gambar

l7

menunjukkan

grafik

perbandingan nilai harmc:.-.

tegangan

input tiga variasi

rangkaian berbeban

non-linier

tanpa

dan

menggunakan

filter aktif seri tiga pL.--

Berdasarkan perhitungan sampai harmonisa ke-11 diperoleh bahwa nilai rata-rata

THD

tegangan input

rangkiian'r--:l filter aktif

seri tiga phasa untuk

tiga

variasi kondisi beban non-linier, berkisar antara

5,536 sld

7,043 %0.

Sedantr nilai

rata-rata

THD

tegangan input menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa berkisar antara 1,969

sld2532%.8.,.

THD

tegangan mengacu kepada Standar

IEEE 519 untuk

kelas tegangan dibawah

69 kV (Tabel l)

adalah

:,

Berdasarkan

nilai

tersebut rangkaian dengan

tiga

variasi beban non

linier

menggunakan

filter aktif

seri

tiga

pl-. _- menghasilkan rata-rata

THD

tegangan

lebih kecil (baik)

dibandingkan rangkaian tanpa

filter aktif seri tiga ph-.

Rangkaian menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa

juga

mampu menghasilkan tegangan input yang

rn.rn.nuhi ,r.=

batas THD tegangan sesuai Standar IEEE 5 19 dibandingkan rangkaian tanpa

filter aktif

seri tiga phasa.

Analisis Perbandingan

Nilai Harmonisa Arus Input

Rangkaian Berbeban

Non-Linier Tanpa

dan

Menggunak

r

Filter Aktif

Seri

Tiga

Phasa

Tabel

12 (Lampiran) menunjukkan perbandingan

nilai

harmonisa arus

input

rangkaian berbeban

non-lir.:

tanpa dan menggunakan

filter aktif

seri tiga phasa. Gambar 18 menunjukkan

grafik

perbandingan

nilai

harmonisa a:*

input tiga

variasi rangkaian berbeban

non-linier

tanpa dan menggunakan

filter aktif seri tiga

phasa. Berdasarkr perhitungan sampai harmonisa ke- I

I

diperoleh bahwa nilai rata-rata THD arus input rangkaian tanpa

filter

aktif seri

r.;

phasa untuk tiga variasi kondisi beban non-linier, berkisar antara 30,298 s/d 58,440 %. Sedangkan

nilai

rata-rata Tl.-- arus input menggunakan

filter aktif

seri

tiga

phasa berkisar antara 21 ,027 s/d 36,834 ^o/o. Batas

THD

arus mensa:-

5.

D; l.

2.

4. 5.

D-l62

:

^._

^-

^"

Serr

Tgar

a, _ru

-[E

13 lfiu

:,:rP;l 4Ui

=grig

_Im"

,r:n,,

;r:ii,l$lr'

!LIL&JTM

i.:flui![

-i

1993.

prosiding _Seminar

Nasional Teknoin ₂₀₁₂ ISBN _No.

_{979_97} g_96964_9_B kepada Standar

IEEE

5l9..sampai dengan harmonisa

ke-lr

adalah (Tabel

2)

adalah

4 s/d r'%.Berdasarkan

_nilai tersebut rangkaian _den-gan tiga _variasi uEuan'non.tini..

,.rrggunut-

_firter

_aktif

_seri

_tiga

phasa menghas,kan rata-rata THD arus lebih kecil

(ba;tl.iiuanaingtaniangtaian

_,unpu

ii,".r'utiirr.rr

tigu phasa.

Nimun

demikian rangkaian _ranDa dan menggunakan

filter akir

'*i t,8u'pr,".JGtu.n *u,,ip, ;ilh;rinu,

u.u, input yang memenuhi syarat batas TFiD arus sesuai Standar IEEE

519, ^,rq,rpu

ursuBrtasuKan arus lnput _{yang mem}

iffiiiH.1"ifi'fi::an ^Faktor

^Dava

^{(pfl Input}

Rangkaian Berbeban

Non-Linier

Tanpa dan Menggunakan

Firter

Tabel

l3

(Lampiran) menunjukkan perbandingan faktor _daya (pfl-,input.rangkaian _berbeban

non-rinier _tanoa

x;:ff LtiHIil,fl fl *tl:::lil'*l;*,:Hli1###i*il;;m5lilxTffi ^ffi iiil;;;;;;;il:;;x1

Berdasarkan Tabel

l1

diperoleh

batwa nilai .":tl-r"t" i"tt".-'a.v". irprt i*!t"ii,

tunpu firter

aktif

seri _tiga phasa untuk tiga variasi kondisi

d;";;;;;ir., _t..tir*

_Jl

"ri'oili, ^yd

0,980 %.*sedangkan nitai _{rata_rata} faktor dava input menggunakan

rrllel.att!rseri iig. _i'r,,r.,

_berkisar

r.ir* o,ii! .,a

o,oos

%."e;;;;:;,r*

rakror daya input mengacu kepada Standar.PLN _aaatatr

o,[j''Berdasarkan,r"i"rr.irr,

penggunaan

nrte, ai.irt

seri

tiga

_{phasa pada} rangkaian dengan tiga variasi

otuu' non'iini.. ,.tut ,.nurrnt un"ili.ii"tr".

daya inpur

aiuu*aii

_standar pLN. _Denean

*'#*X!Ttth:l?,-T,:"*"'ku' filt;,";k;ir ,.,i tigu

pr,u.u

u.i,.i*^iurp,

menghasirkan raktor daya input

ying

Berdasarkan

l1u.et tl s/d l3

diperoleh,bah.wa penggunaan firrer

aktif

_{seri tiga} phasa pada rangkaian densan variasi tiga beban non

linier

mampu memperbaiki

,ir.i TH6%;;;;un'du, _urr.

inpur, namun sebariknya

,.n*rnfun

nilai

raktor _dava

input'

Padahal

J;",";;;i;;;ril ;;;; il-il"#5iilkan

_oreh

niar'r,armonria

tegangan, harmonisa arus' dan faktor dava

inp,t'

Pada

Srgy G.".c; et

at.,

itllai*u-** i"rr*u

uur,*u _urur,u

i"ngr.ungi rHD

tegangan

jff:il:,J"Il:1ff1ff*;._d;"";fi;#;i ^a"r,. $t"r1k,;;Hniiui _runo. d.t A;;ikk;;:maka _rHD

_tesansan

Kesimpulan

Penelitian ini m-enghasilkan beberapa kesimpulan antara lain:

1'

Rangkaian

filter

aktif seii _tiga prrasa

Japlt olgrrut* rotut,nrngt

ompensasi distorsi harmonisa dan tegangan input

^';j7|';;#';:k?:;:qi,ffi;q;#ffi;xili,ffi x[ilffi il",;*on;;;*;ffi ;rangkairni",";;;

2'

Rangkaian dengan tegangan lebih kecil (baik) tiga variasi dibandhgr<an

u"uui nJ'-rl-Jer rargtuiunil"pu

menggunaku,

_i,r-i., nrtL

aktif.seri tiga phasa menghasirkan rata-rata THD

"iui?'r".i

^{tiga phasa.}

nangtiian

menggunakan firrer

" ifni:iJffi lBTd:iru;5i;n',:ffifi#:ffijff,6fur.,uhi

syara, batas

rHD,6",c", ;;;;;;

3'

^arus Rangkaian dengan lebih kecil

(baik)

tiga dibandingkan

variisi uto'n"non

_iinier menggunakan firtJr aktrf seri tiga phasa menghasirkan rata-rata THD

'ungLui* tanpifilter akirseri

tiga phasa.'Namun

J.-.ir.iun

rangkaian tanpa

+li#:ffi:ffIil,fllTaktir

^se"ri

^tisa ;il ^u.rr, ,.rp, ,n."ei^irr.*

arus inpur yung

,"r.nuhi

_{syarat baras}

4'

Penggunaan

filter aktif

_{seri tiga} phasa pada rangkaian dengan tiga variasi beban non

linier

terah menurunkan nilai

.&::"JfJ,lilffi ^if illlfi*f il*rtrtrf;t#gj##:l.m:sr*menggunakannr,,,.i.,ii,..r'iie"

5' nilai THD

kualitas daya Penggunaan tegansan

filter listrik aktif tJri ditentukan;;li;;;"rmonisa'tegang"r,

dan

arus"ini;,ffi;;'r.u'"rimy. tlgu p'#r r#*lt\riun ^i.ngun ,!rr.rit.r'rirai iigu'*,"riuri rr"..*rsa

_beban

_faktor

_{arus, aan} non rinier _{daya- an<tor}

_input.

mampu memperbaiki_daya padahar paramerer

_input.

Dengan

ff I'Hiffix}: ffi i,ffl,TlT'+'srurur,ffi

", -**ransnva

n,

ai

raktor

daya

S e b ar iknya _l i ka

DAFTAR PUSTAKA

' i';\*lBlilfl# ,X**: '.n'^1,1,!:*,!,:: ?1,(,:,::error

^Harmonic Compensation in Power Systems, IEEE Trans.

^ !9werDel.,

^{Vot. r0,}

r.ro.:,

pp.

rszo_t;i,ii, _,sSs.

2. V.

I

gsl E Wasner lQol

ctr^^,

^rrt ii*nr,,tEEE

Trans. power

3. A.

Von Jouanne and B. Banerj ee, 2001, 4, pp. 782-790, Oct. 200 I.

4. l. ^Z.

^{Peng, I 998,} Apptication Sep./Oct. t 998.

5. ?:!ye, ^Q.

^Wang,

^{W. yao,}

^and

IEEE Trans. power Electron., Vol.

Del.,

Vol.

8, No.

2,

pp. 672_.680, Apr, Assessment

of

Voltage Unbalance,

IEEE Trans,

power Del.,

Vol.

I6. _No.

lssues

of

Active

power

_{Filfers, IEEE}

Ind. Appl. Mag,, yol.4, _No.

_5,

_pp.

21_30, .J-.

Liu,

2001,

A

Series Active power

Filter

_Ado

16, No. 3,

pp.'itir:iiol

May

2001. pting Hvbrid control

Approach, D-163

Bidang Teknik Elektro

Yogyakarta,

10

November 2012

6. F.Z.Peng,H.Akagi,andA.Nabae,

1990,NewApproachtoHqrmonicCompensationinPowerSystemseCa..:vtw System of Shunt Passive and Series Active Filters, IEEE Trans. Ind.

Appl.,

Yol.26, No.6,

pp.983-990, Nor

_-ru,

1990.

7. J. W.

Dixon,

G.

Venegas, and

L.A. Moran,

1997,

A

Series Active Power

Filter

Based on a Sinusoidal C:*'rnrl Controlled Voltage-Source Inverter, IEEE Trans. Ind. Electron. ,Yo1. ^44, No. 5, pp.

612419,

OcL 1997 .

8. A.

Campose, G. Joos, and P.

D.

Ziogas, 1994, Analysis And Design

of

a Series Voltage Unbalance

Contp;':;r,

Based on a Three-Phase VSI Operating

with

Unbalanced Switching Functions,IEEE Trans. Power Elec.,

Vol

^:

3, pp. 269-27 4,

May

1994.

9. G.

Venkataramanan

and M. Illindala, 2002, Microgrids and

Sensitive

Loads, in

Proc.

IEEE

PowerEn=

ri,

WinterMeeting, New York, Jan.

27-3 1,2002,pp.3

15-322.

10.S.M.-R.Rafiei,A.H.Toliyat,R.Ghani,andT.Gopalarathnam,200l,AnOptimal andFlexibleControl .-(.': i

for

^Active

^Filtering

^{and Power}

^Faktor

Correction under l,'{on-Sinusoidal

Line

Voltages, IEEE Trans.

Pori;: l*, Vol.

16,

No.2,

pp. 297-305, Apr.2001.

11.S. George and

V.

^Agarwal,

A Novel Techniquefor

Optimising The Harmonics and Reactive Power

Un,i:-

^rru

Sinusoidal Voltage Conditions, in Proc. 28th Annu. Conf. IEEE Industrial Electronic ^Soc., pp. 858-863.

12.N. Mohan, T.

M.

Undeland, and W. P. Robbins,2003, Power Electronics Converters, Applications, and Des;:-,. n' ed. New York: Wiley, 2003, p. 105.

13.Sincy George and

Vivek Agarwal,

2003,

A

Novel

Techniquefor

Optimizing the Harmonics and Reactil'e

::.'w

(Jnder Non-Sinusoidal Supply and Unbalanced Load Conditions, in Proc. Power Electronics Specialist

Con: -

^rr

Jun.2003,

Vol.4,

pp. 1537-1541.

14.Ferraci, Ph., Power Quality, Cahier ^Technique

Merlin

Gerin I'{o. 199, 2001 Fluke 39/41 B Power Harmonic

l::.t:

Netherlands: Fluke Corporation, 1995.

l5.IEEE

Standart 519-1992, Recommended Practices and Requirements

for Harmonic Control in Electrica. --,,r'

System.

16.

Li

Jianlin, et. a1., 2000,

A

Novel

Circuit

Source Converter

with Carrier

Phase Shifted SPWM

for

Actit e -: ^{' ,}

ff Filter,

China: Electrical Engineering Dept. Zhejiang University Hangzou.

lT.Sincy

George and

Vivek Agarwal, 2007,

DSP Based Control Algorithm

for

^Series

Active Filter for ^03:

^{^ -.'tr,}

Compensation Under Nonsinusoidal qnd Unbalance Voltage Condition, IEEE Transactions on Power Delir e:.

22, No.

l,

January,2007.

l8.Fujita

etal, A

Hibrid

Active

Filterfor

Damping of Harmonic Resonance in

lndustrial

Power System, IEEE

T:-,

ⁱ

Power Electronic,

Vol.

^{15, No.} 2, March 2000,Page216.

L*

D-164