ANALISA DAMPAK HARMONISA TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL TESIS. Oleh TOHAR SUHARTONO /TE

Transkripsi

1 ANALISA DAMPAK HARMONISA TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL TESIS Oleh TOHAR SUHARTONO /TE FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 ANALISA DAMPAK HARMONISA TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL TESIS Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro Pada Fakultas Teknik Oleh Tohar Suhartono /TE FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 Judul Tesis : ANALISIS DAMPAK HARMONIK TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL Nama Mahasiswa : Tohar Suhartono Nomor Induk : Program Studi : Magister Teknik Elektro Menyetujui Komisi Pembimbing: (Prof.Dr. Ir. Usman Baafai) Ketua (Ir. Refdinal Nazir, M.S. Ph.D) Anggota Ketua Program Studi Dekan, (Prof.Dr.Ir.Usman Baafai) (Prof.Dr.Ir.Bustami Syam,MSME) Telah Lulus : 16 Juni 2011

4 ABSTRAK Meningkatnya perkembangan teknologi saat ini, membawa perubahan pola kehidupan manusia dalam melakukan aktivitas sehari-hari, termasuk dalam hal menyelesaikan tugas-tugasnya yang semuanya itu tidak terlepas dari penggunaan alat bantu. Alat bantu yang digunakan diantaranya seperti komputer serta peralatan kantor lainnya yang umumnya terbentuk dari komponen elektronika daya. Berbagai peralatan aplikasi hampir seluruhnya menggunakan komponen elektronika daya. Seperti peralatan-peralatan yang digunakan di perkantoran; industri maupun rumah tinggal. Di sisi lain, krisis energi menjadi pemicu meningkatnya penggunaan Lampu Hemat Energi (LHE). Padahal komputer; LHE dan peralatan-peralatan yang menggunakan komponen elektronika daya adalah merupakan jenis beban non-linier, yang menjadi penyebab terjadinya harmonisa yang dapat mengganggu sistem distribusi termasuk transformator distribusi. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh beban non linier terhadap nilai total distorsi harmonisa dan kerugian finansial yang disebabkannya diperlukan data. Melalui metode pengukuran langsung pada sekunder transformator di kompleks Bisnis Multatuli Medan (BMM), diperoleh data yang menunjukkan bahwa baik tegangan maupun arus akibat beban terdapat harmonisa. Setelah dianalisa, diperoleh bahwa semakin besar pembebanan pada transformator memberi dampak meningkatnya distorsi harmonisa total (THDi), dan rugi-rugi energi. Rugi-rugi energi yang terjadi akibat harmonisa dalam satu tahun diperkirakan mencapai ,91 kwh, yang menyebabkan terjadinya rugi-rugi finansial akibat harmonisa yang tidak terbaca oleh kwh meter dalam satu tahun diperkirakan mencapai Rp ,62 atau berkisar 15,127% dari nilai tagihan total per tahun. Kata-kata kunci :Beban Listrik Non Linier, Harmonisa, Rugi Finansial.

5 ABSTRACT The increasing development of technology today, bringing the changing pattern of human life in performing daily activities, including in terms of completing tasks that they were not separated from the use of assistive devices. Tools used such as computers and other office equipment which is generally formed from the components of power electronics. A variety of application equipment almost entirely using power electronics components, such as equipment used in offices; industrial and residential. On the other hand, the energy crisis triggered increased use of Energy Saving Lamps (ESL). Though the computer; Bulb Low Energy and equipment that uses power electronics components is a type of non-linear loads, which became the cause of harmonics that can interfere with the distribution system including distribution transformer. To find out how big the influence of non-linear loads on the value of total harmonic distortion and financial losses caused by it required data. Through the method of direct measurement on the secondary transformer in the complex field Multatuli Business (BMM), obtained data showing that both the voltage and current harmonics due to load there. Once analyzed, found that the greater the impact loading on the transformer increased the total harmonic distortion (THDi), and energy losses. Energy losses that occur due to harmonics in one year is estimated at 52, kwh, which led to financial losses due to harmonics that are not readable by the kwh meter in one year is estimated to reach Rp 58,218, or about % of the value total bill per year. The key word: non linear loads, harmonics, Financial Losses

6 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan syukur kepada ALLAH SWT, penulis dapat menyelesaikan tesis ini yang berjudul: ANALISA DAMPAK HARMONIK TERHADAP TRANSFORMATOR DISTRIBUSI DAN KERUGIAN FINANSIAL yang merupakan salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Pascasarjana di Program Studi Magister Teknik Elektro. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai dan Ir. Refdinal Nazir, MS. PhD selaku komisi pembimbing yang telah memberikan banyak arahan, petunjuk dan nasehat yang bermanfaat dalam menentukan langkah-langkah penelitian dan penulisan, sehingga dapat selesainya usulan penelitian ini, Prof. Dr. Ir. Usman Baafai selaku ketua Program Studi yang telah memberikan tanggapan serta saran-saran perbaikan demi kesempurnaan tulisan usulan tesis ini, Bapak-bapak dosen serta rekan-rekan yang telah membantu dan berpartisipasi dalam seminar usulan tesis ini dan semua pihak yang telah membantu sehingga dapat selesainya tulisan ini, Istri, anak-anak penulis yang telah banyak memberikan dorongan dan semangat yang telah diberikan kepada penulis serta semua pihak yang tidak dapat disebut disini yang telah memberikan bantuan dan petunjuk yang sebesar-besarnya kepada penulis. Semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat yang berguna bagi penulis dan bagi kita semua. Medan, Juni 2011 TOHAR SUHARTONO

7 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Tohar Suhartono Tempat/Tanggal Lahir : Silau Dunia/22 September 1952 Jenis Kelamin Agama Bangsa Alamat : Laki-laki : Islam : Indonesia : Jl. Karya II No. 53, Medan Menerangkan dengan sesungguhnya, bahwa: PENDIDIKAN: 1. Tamatan SDN II Silau Dunia Kabupaten Simalungun Tahun Tamatan SMP Taman Siswa, Tebing Tinggi Tahun Tamatan STM Jurusan Listrik Taman Siswa, Tebing Tinggi Tahun Universitas Darma Agung Jurusan Teknik Elektro Tahun Institut Mitra management Indonesia (IMMI) Tahun 1994 PEKERJAAN: 1. Wira Swasta di PT. Sibrama Sakti Demikian riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Medan, Juni 2011

8 Tertanda, Tohar Suhartono DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR RIWAYAT HIDUP... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 5 BAB 2 TEORI UMUM Transformator Distribusi Tegangan Umum Primer Transformator Distribusi Tingkatan Daya Transformator Distribusi Hubungan Belitan Transformator Tiga Fasa Rugi-rugi dan Pemanasan Pada Transformator Distribusi Losses (rugi-rugi) pada Penghantar Netral... 12

9 2.2.2 Rugi-rugi akibat Harmonisa pada Transformator Beban Listrik Pada Transformator Distribusi Efek Harmonisa Pada Transformator Distribusi Definisi dan Standar Harmonisa yang umum digunakan Sistem Distribusi dan Transformator Distribusi di Kompleks BMM Spesifikasi Transformator Distribusi di Kompleks BMM Komposisi Beban Terpasang di Kompleks BMM Sejarah Perkembangan Transformator Distribusi di Kompleks BMM BAB 3 METODE PENELITIAN Tahapan Penelitian Data Penelitian Data Spesifikasi Transformator Distribusi di Kompleks BMM... Error! Bookmark not defined Alat Ukur Teknik Analisa data BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengukuran Hasil Pengukuran Arus Hasil Pengukuran Daya Perhitungan Rugi-rugi akibat Harmonisa Pembahasan BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 46

10 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 1.1 Beberapa penelitian yang dilakukan sebelumnya [5] [6] [7] Nilai Rugi-rugi Transformator Distribusi Batas Harmonisa Tegangan Pada Frekuensi Fundamental Standard Distorsi Arus untuk Sistem Distribusi Polaritas dari komponen harmonisa Akibat dari polaritas komponen harmonisa Nilai khusus P EC-R Data beban pelanggan komplek BMM Data penggantian transformator distribusi di Kompleks BMM Spesifikasi Teknis Transformator Distribusi Tiga Fasa (a) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-r (a) Hasil perhitungan arus harmonisa untuk fasa-r Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa tiap jam Hasil perhitungan rugi-rugi daya akibat harmonisa tiap jam Kerugian finansial tahun

11 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2.1 Diagram satu garis Sistem Distribusi Tenaga Listrik Transformator Hubungan Y Transformator Hubungan Bintang-Zigzag (Yzn5) Rangkaian Listrik Beban Linier Rangkaian Listrik Beban Non Linier Gelombang tegangan fundamental dan harmonisa ke Gelombang non linier dengan menjumlahkan Gambar spektrum arus harmonisa Diagram alir penelitian... Error! Bookmark not defined. 4.1 Gelombang arus per fasa hasil pengukuran pada hari libur Gelombang arus per fasa hasil pengukuran pada hari kerja Fluktuasi THDi per fasa hasil pengukuran pada hari libur Fluktuasi THDi per fasa hasil pengukuran pada hari kerja Fluktuasi arus per fasa hasil pengukuran pada hari libur Fluktuasi arus per fasa hasil pengukuran pada hari kerja Fluktuasi daya per fasa hasil pengukuran pada hari libur Fluktuasi daya per fasa hasil pengukuran pada hari kerja... 38

12 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1 Denah Lokasi Penelitian Transformator 160 kva sebagai objek penelitian Genius Energy Meter Mk6N Data hasil pengukuran... 55