REDUKSI HARMONISA PADA UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN SINGLE TUNED PASSIVE FILTER OLEH AGUS ALMI NASUTION

Transkripsi

1 REDUKSI HARMONISA PADA UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN SINGLE TUNED PASSIVE FILTER OLEH AGUS ALMI NASUTION FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 REDUKSI HARMONISA PADA UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN SINGLE TUNED PASSIVE FILTER TESIS Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro Pada Fakultas Teknik Oleh AGUS ALMI NASUTION FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3

4 Telah diuji pada Tanggal : 22 Agustus 2015 PANITIA PENGUJI TESIS: Ketua : Dr. Maksum Pinem, ST,MT Anggota : 1. Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST,MT 2. Emerson P.Sinulingga, ST,M.Sc,Ph.D 3. Suherman, Ph.D

5 ABSTRAK Penggunaan beban non linier pada Uninterruptible Power Supply (UPS) mengakibatkan distorsi harmonik yang berdampak pada kwalitas daya. Penelitian ini, dirancang sebuah single-tuned passive filter untuk mengatasi distorsi harmonik pada UPS. Pada tahapan ini dilakukan pengukuran THDv, THDi, dan IHDi pada UPS. Simulasi ujicoba filter menggunakan MATLAB/ Simulink. Setelah pemasangan filter Single Tuned Passive Filter Nilai arus harmonisa orde ke-3 berkurang dari 47,69 % menjadi 7,08 % tereduksi sebesar 40,61 %. Kata-kata Kunci : Single Tuned Passive Filter, UPS Harmonik, UPS Satu Fasa

6 ABSTRACT Using non-linier load in Uninterruptible Power Supply (UPS) can cause harmonic distortion which will eventually have the effect on power quality. The research was designed as a single-turned passive filter to cope will harmonic distortion in UPS. In this phase, THDv, THDi, and IHDi were measured in UPS. MATLAB/Simulink was used for simulation of filter testing. After single-turned passive filter was installed, the third order of harmonic current decreased from 47,69% to 7,08% or reduced 40.61%. Keywords : Single-Turned Passive Filter, UPS Harmonics, One Phase Harmonic

7 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji dan syukur kepada Allah Subhanahu Wataalla, atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul REDUKSI HARMONISA PADA UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN SINGLE TUNED PASSIVE FILTER Penulisan tesis ini dilakukan untuk memenuhi salah satu syarat kurikulum Program Studi Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik, Medan. Pada kesempatan yang berbahagia ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Bapak Dr. Maksum Pinem, ST,MT, dan Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST,MT sebagai Pembimbing, atas segala bimbingan, saran dan nasehatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Suherman, Ph.D sebagai Ketua Prodi Magister Teknik Elektro USU dan Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT selaku Sekretaris Program Studi Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik. Terima kasih juga kepada Bapak Suherman, Ph.D dan Bapak Emerson P.Sinulingga, ST.M.Sc.Ph.D selaku Komisi Penguji pada Sidang Tesis, yang banyak memberikan saran dan masukan kepada penulis demi kebaikan tesis ini, serta seluruh Staf Pengajar, staf Administrasi dan rekan-rekan mahasiswa angkatan 2012 Program Studi Magister Teknik Elektro atas bantuan dan kontribusinya dalam penyelesaian tesis ini. Terima kasih juga kepada Ayahanda Usman Nasution, Ibunda Nuraini Siregar, istri tercinta Hamidah, ST, anak anak tersayang Prianindita, Naura Sidqia dan Mhd. Lakia Arfan Nasution yang telah memberi banyak dukungan, semangat dan pengorbanan waktunya.

8 Semoga Allah Subhanahu Wataalla memberikan kebahagiaan, berkah dan karunia kepada semua pihak yang telah membantu penulis sehingga selesai tesis ini. Harapan penulis kiranya tesis dapat bermanfaat kepada siapa saja yang membaca, semua pengguna atau pemakai alat-alat listrik dan kepada yang berminat dalam meneliti masalah kwalitas daya khususnya kompensasi harmonisa. Terima kasih. Medan, Juli 2015 Penulis, Agus Almi Nasution

9 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 7 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Teori Harmonisa Sumber Harmonisa Pengaruh Penggunaan Peralatan Elektronika Daya Terhadap Harmonisa Pengaruh Harmonisa Pada Efisiensi Tegangan Standar Distorsi Harmonisa IEC Uninterruptible Power Supply (UPS) Komponen UPS Filter Pasif... 25

10 2.7.1 Aspek Umum Dalam Perancangan Filter Pasif Harmonik BAB 3 METODE PENELITIAN Teknis PengukuranYang Dilakukan Teknik Analisa Data BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Data Pengukuran UPS Klasifikasi Arus Harmonisa UPS Perhitungan Single Tuned Passive Filter Rangkaian Simulasi Sebelum Pemasangan Filter Simulasi Setelah Pemasangan Filter Hasil Harmonisa Setelah Penggunaan Filter Penggunaan Filter Untuk Mengurangi Harmonisa Hasil Setelah Pemasangan Filter Dengan Tegangan Sumber Diturunkan Menjadi 219 dan 218 Volt BAB 5 PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 61

11 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 1.1 Penelitian yang sudah dilakukan Data Hasil Pengukuran Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas A Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas B Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas C Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas D Impedansi Kabel Saluran Data Pengukuran UPS Data Pengukuran Harmonisa Arus (IHDi) UPS Klasifikasi Arus Harmonisa Pengukuran Pada UPS Berdasarkan Standar IEC Kelas C Data Hasil Simulasi Sebelum Pemasangan Single Tuned Passive filter Data Hasil Simulasi Setelah Pemasangan Single Tuned Passive filter Hasil Simulasi IHDi sebelum dan Sesudah Pemasangan Single Tuned Passive filter Penurunan Tegangan Sumber menjadi 219 Volt Penurunan Tegangan Sumber menjadi 218 Volt... 56

12 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2.1 Gelombang Perpaduan antara gelombang Harmonisa dengan gelombang Normal ( Ideal ) Spektrum urutan orde harmonisa Liebert PSA Iton UPS 1000 VA Rangkaian Penyearah Rangkaian Inverter Inverter Satu Fasa Rangkaian Filter Pasif Vektor segitiga daya untuk menentukan kebutuhan daya reaktif Q Diagram Alir Penelitian Rangkaian Simulasi Sebelum Pemasangan Filter Grafik Tegangan dan Arus Sebelum Pemasangan Filter Spektrum Tegangan dan Arus Sebelum Pemasangan Filter Rangkaian Simulasi Setelah Pemasangan Filter Grafik Tegangan dan Arus Setelah Pemasangan Filter Spektrum Tegangan dan Arus Setelah Pemasangan Filter Diagram Perbandingan Arus Harmonisa Sebelum dan Setelah Pemakaian Single Tuned Passive Filter Simulasi Dengan Tegangan Sumber 219 Volt Simulasi Dengan Tegangan Sumber 218 Volt... 54

13 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1. Hasil Pengukuran UPS Record Gelombang Tegangan, Arus, Daya, Harmonisa, dan Frekuensi Spectrum Harmonisa THDv dan THDi... 64