BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI. Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Cilegon. Dalam karya tulis ini dilakukan

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Dalam karya tulis ilmiah Suhendar, Ervan Efendi, dan Herudin (2013), tentang Audit Sistem Pencahayaan dan Sistem Pendingin Ruangan di Gedung Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Cilegon. Dalam karya tulis ini dilakukan pengukuran nilai Intensitas Konsumsi Energi (IKE), audit sistem pendinggin, dan audit pencahayaan. Didapatkan hasil bahwa besar IKE RSUD Cilegon masih dibawah standar yang dilakukan ASEAN_USAID, serta kondisi sistem pencahayaan dan pendingin tidak sesuai dengan SNI. Dalam karya tulis ilmiah Sanurya (2014), Audit Energi dan Analisis Peluang Penghematan Energi Listrik pada Rumah Tangga. Dalam karya tulis ini, dijelaskan bahwa kebanyakan dari penggunaan listrik rumah tangga cenderung boros. Oleh karena itu, dilakukan penelitian untuk menganalisa peluang penghematan energi pada rumah tangga dengan melakukan audit energi. Dari penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa peluang konsumsi energi listrik yang dapat dihemat pada rumah tangga adalah sebesar 65,4% tiap bulan. Syauqi Al Ghifari (2015), melakukan penelitian tentang Audit Energi Listrik di Rumah Sakit. Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran pada panel-panel yang ada di Rumah Sakit Islam Muhammadiyah Tegal. Kemudian didapatkan hasil bahwa Kondisi Kualitas Daya listrik di Rumah Sakit Islam Muhammadiyah Tegal rata-rata berada dalam kondisi yang kurang baik. Selain 6

2 7 itu, dilakukan juga pengukuran intensitas cahaya dan suhu pada setiap ruang yang ada di Rumah Sakit Islam Muhammadiyah Tegal dan didapatkan standar untuk tingkat pencahayaan dan suhu pada tempat tersebut. 2.2 Audit Energi Pengertian Energi adalah kemampuan dari suatu sistem untuk melakukan kerja pada sistem yang lain. Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 6196:2000), Audit Energi adalah teknik yang dipakai untuk menghitug besarnya konsumsi energi pada bangunan gedung dan mengenali caracara penghematannya. Sedangkan menurut Suhendar et al. (2013), Audit energi adalah suatu analisis terhadap konsumsi energi dalam sebuah sistem yang menggunakan energi, seperti gedung bertingkat, pabrik dan sebagainya. Hasil dari audit energi adalah laporan tentang bagian yang mengalami pemborosan energi. Umumnya bentuk energi yang di audit adalah energi listrik Macam-Macam Audit Energi 1. Walking audit Walking audit ini sering disebut dengan mini audit. Umumnya fokus dari audit ini adalah pada bidang perawatan dan penghematan yang tidak terlalu memerlukan biaya investasi yang besar.

3 8 2. Prelimentary audit Audit yang hanya dilakukan pada bagian vital saja. Audit ini meliputi identifikasi mesin, analisa kondisi aktual, menghitung konsumsi energi, menghitung pemborosan energi dan beberapa usulan. 3. Detailed audit Audit energi yang dilakukan secara menyeluruh terhadap seluruh aspek yang mengkonsumsi energi listrik beserta semua kemungkinan penghematan yang dapat dilakukan. Biasanya dilakukan oleh lembaga auditor yang professional dalam jangka waktu tertentu. 4. Energy management plan and implementation action Audit energi yang dilakukan adalah suatu alat dalam menejemen energi, pada dasarnya audit ini sama dengan detailed audit, akan tetapi audit ini dilakukan secara berkesinambungan, dalam jangka waktu yang cukup lama Prosedur Audit Energi pada Bangunan Gedung a. Audit Energi Awal Kegiatan yang dilakukan pada saat audit energi awal adalah sebagai berikut: 1. Pengumpulan dan penyusunan data energi bangunan gedung. Data-data tersebut antara lain:

4 9 a. Dokumentasi bangunan terdiri dari: Denah bangunan gedung. Denah instalasi pencahayaan bangunan seluruh lantai. Kurva satu garis listrik. b. Pembayaran rekening listrik bulanan. c. Tingkat hunian bangunan (occupancy rate). 2. Menghitung besarnya intensitas konsumsi energi (IKE) Gedung. b. Audit Energi Rinci Audit energi rinci dilakukan bila nilai IKE lebih besar dari nilai target yang ditentukan. Jika dari hasil perhitungan IKE ternyata sama atau lebih kecil dari pada IKE yang ditargetkan, audit energi rinci masih dapat dilakukan untuk memperoleh IKE yang lebih rendah lagi. Kegiatan yang dilakukan dalam audit energi rinci adalah : 1.Penelitian Konsumsi Energi. 2.Pengukuran energi. 3.Identifikasi Peluang Hemat Energi. 4.Analisis Peluang Hemat Energi.

5 10 Gambar 2.1 Bagan Alur Proses Audit Energi Sumber : SNI

6 Audit Energi Sistem Pencahayaan pada Bangunan Gedung A. Tujuan Audit Energi Sistem Pencahayaan Tingkat pencahayaan merupakan besarnya cahaya yang dibutuhkan untuk menerangi suatu ruangan. Parameter ini dinyatakan dalam satuan lux. Alat untuk mengukur tingkat pencahayaan adalah Luxmeter. Audit energi sistem pencahayaan bertujuan untuk mengetahui tingkat kuat penerangan dalam suatu ruangan. Tingkat kuat penerangan dalam suatu ruangan harus disesuaikan dengan jenis aktifitas didalam ruangan tersebut. Jika aktifitasnya membutuhkan ketelitian yang tinggi, maka tingkat kuat penerangan yang dibutuhkan juga semakin besar. Selain untuk mengetahui tingkat kuat penerangan dalam suatu ruangan, audit energi sistem pencahayaan juga bertujuan untuk mengetahui efisiensi penggunaan energi untuk sistem pencahayaan dalam suatu ruangan. B. Tingkat Pencahayaan yang Direkomendasikan Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 6197:2000), penentuan tingkat pencahayaan minimum (E) yang direkomendasikan tercantum dalam Tabel 2.1. Tingkat Pencahayaan minimum yang direkomendasikan adalah:

7 12 Tabel 2.1 Tingkat Pencahayaan yang Direkomendasikan Sumber : SNI Fungsi ruangan Tingkat Pencahayaan (lux) Kelompok renderasi warna Rumah Tinggal : Teras 60 1 atau 2 Ruang tamu 120~250 1 atau 2 Ruang makan 120~250 1 atau 2 Ruang kerja 120~250 1 Kamar tidur 120~250 1 atau 2 Kamar mandi atau 2 Dapur atau 2 Garasi 60 3 atau 4 Perkantoran : Ruang Direktur atau 2 Ruang kerja atau 2 Ruang komputer atau 2 Ruang rapat atau 2 Ruang gambar atau 2 Keterangan Gunakan pencahayaan setempat pada meja gambar. Gudang arsip atau 4 Ruang arsip aktif atau 2 Lembaga Pendidikan: Ruang kelas atau 2 Perpustakaan atau 2 Laboratorium 500 1

8 13 Lanjutan Tabel 2.1 Tingkat Pencahayaan yang Direkomendasikan Tingkat Kelompok Fungsi ruangan Pencahayaan renderasi Keterangan (lux) warna Ruang gambar atau 2 Kantin Hotel dan Restauran : Lobby, koridor Ballroom/ruang sidang Ruang makan Cafetaria Kamar tidur atau 2 Dapur Rumah Sakit/Balai pengobatan: Ruang rawat inap atau 2 Gunakan pencahayaan setempat pada meja gambar. Pencahayaan pada bidang vertikal sangat penting untuk menciptakan suasana atau kesan ruang yang baik. Sistem pencahayaan harus di rancang untuk menciptakan suasana yang sesuai. Sistem pengendalian switching dan dimming dapat digunakan untuk memperoleh berbagai efek pencahayaan. Diperlukan lampu tambahan pada bagian kepala tempat tidur dan cermin.

9 14 Lanjutan Tabel 2.1 Tingkat Pencahayaan yang Direkomendasikan Tingkat Kelompok Fungsi ruangan Pencahayaan renderasi Keterangan (lux) warna Ruang operasi, ruang bersalin Laboratorium atau 2 Gunakan pencahayaan setempat pada tempat yang diperlukan. Ruang rekreasi dan rehabilitasi Pertokoan/Ruang pamer: Ruang pamer dengan obyek berukuran besar (misalnya mobil) Tingkat pencahayaan ini harus di-penuhi pada lantai. Untuk beberapa produk tingkat pencahayaan pada bidang vertikal juga penting. Toko kue dan makanan Toko buku dan alat tulis/gambar Toko perhiasan, arloji Toko Barang kulit dan sepatu Toko pakaian Pasar Swalayan atau 2 Toko alat listrik (TV, Radio/tape, mesin cuci, dan lain-lain). Industri (Umum): atau 2 Pencahayaan pada bidang vertical pada rak barang.

10 15 Lanjutan Tabel 2.1 Tingkat Pencahayaan yang Direkomendasikan Tingkat Kelompok Fungsi ruangan Pencahayaan renderasi Keterangan (lux) warna Ruang Parkir 50 3 Gudang Pekerjaan kasar. 100~200 2 atau 3 Pekerjaan sedang 200~500 1 atau 2 Pekerjaan halus 500~ Pekerjaan amat halus 1000~ Pemeriksaan warna Rumah ibadah: Mesjid atau 2 Untuk tempat-tempat yang mem butuhkan tingkat pencahayaan yang lebih tinggi dapat digunakan pencahayaan setempat. Gereja atau 2 Idem Vihara atau 2 idem Audit Energi Sistem Tata Udara pada Bangunan gedung A. Tujuan Audit Energi Sistem Tata Udara Kondisi suhu dan kelembaban dalam suatu ruangan sangat mempengaruhi kenyamanan penghuni yang berada diruangan tersebut. Rasa nyaman dapat diperoleh apabila suhu ruangan berkisar antara 24 o C 26 o C dan dengan kelembaban udara antara 50 70%. Untuk mencapai kondisi yang diinginkan tersebut maka digunakan peralatan penyejuk udara misalnya kipas angin dan air conditioning (AC). Audit energi

11 16 sistem tata udara bertujuan untuk mengetahui kondisi suhu dan kelembaban dalam suatu ruangan dan mengetahui efisiensi penggunaan peralatan penyejuk udara. B. Standar Suhu yang Direkomendasikan Prinsip utama dari suatu sistem pendingin ruangan adalah kenyamanan dari pemakai bangunan tidak hanya terhadap temperature saja, namun kenyamanan penghuni bangunan. Untuk mencapai suhu yang diinginkan dalam ruangan maka dibutuhkan pendingin ruangan atau air conditioning (AC). Berikut ini merupakan Tabel 2.2 standar suhu, kelembaban dan tekanan udara menurut fungsi ruangan atau unit berdasarkan Badan Standarisasi Nasional: SNI 6390:2011 tentang konservasi energi sistem tata udara bangunan gedung. Tabel 2.2 Standar Suhu dan Kelembaban Menurut Ruangan atau Unit Sumber : SNI 6390:2011 No Ruangan atau Suhu Kelembaban Unit ( C) /RH (%) 1 Ruang Kerja Lobi, Koridor

12 Energi, Daya, dan Faktor Daya Energi Energi didefinisikan sebagai kemam-puan untuk melakukan kerja. Energi memiliki satuan Joule atau Btu. Sedangkan daya di-definisikan sebagai laju energi yang dibang-kitkan atau dikonsumsi. Satuan dari daya adalah Joule/detik atau watt. Maka satuan energi listrik adalah watt-detik atau lebih populer dengan watt-hour. - Besarnya energi atau beban listrik yang terpakai ditentukan oleh reaktansi (R), induksi (L), dan capasitansi (C) - Sedangkan besarnya pemakaian energi listrik disebabkan oleh banyak dan beraneka ragamnya peralatan (beban) listrik yang digunakan dalam suatu gedung atau industri Daya Daya ada 3 macam antara lain daya aktif (P), daya reaktif (Q), dan daya semu (S). 1. Daya Nyata (P) Daya nyata merupakan daya listrik yang digunakan untuk keperluan menggerakkan mesin-mesin listrik atau peralatan lainnya. Line to netral / 1 fasa P = V x I x Cos Ø...(2.1) Line to line/ 3 fasa P = 3 x V x I x Cos Ø...(2.2)

13 18 Ket : P = Daya Nyata (Watt) V = Tegangan (Volt) I = Arus yang mengalir pada penghantar (Amper) Cos Ø = Faktor Daya 2. Daya Semu (S) Daya semu merupakan daya listrik yang melalui suatu penghantar transmisi atau distribusi. Daya ini merupakan hasil perkalian antara tegangan dan arus yang melalui penghantar. Line to netral/ 1 fasa S = V x I...(2.3) Line to line/ 3 fasa S = 3 x V x I...(2.4) Ket : S = Daya semu (VA) V = Tegangan (Volt) I = Arus yang mengalir pada penghantar (Amper) 3. Daya Reaktif (Q) Daya reaktif merupakan selisih antara daya semu yang masuk pada penghantar dengan daya aktif pada penghantar itu sendiri, dimana daya ini terpakai untuk daya mekanik dan panas. Daya reaktif ini adalah hasil kali antara besarnya arus dan tegangan yang dipengaruhi oleh faktor daya.

14 19 Line to netral/ 1 fasa Q = V x I x Sin Ø...(2.5) Line to line/ 3 fasa Q = 3 x V x I x Sin Ø...(2.6) Ket : Q = Daya reaktif (VAR) V = Tegangan (Volt) I = Arus (Amper) Sin Ø = Faktor Daya Hubungan antara daya aktif (P) daya reaktif (Q) dan daya semu (S) dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut: Gambar 2.2 Segitiga Daya Faktor Daya Istilah faktor daya atau power factor (PF) atau cos phi (ø) merupakan istilah yang sering sekali dipakai di bidang-bidang yang berkaitan dengan pembangkitan dan penyaluran energi listrik. Faktor daya merupakan istilah penting, tidak hanya bagi penyedia layanan listrik, namun juga bagi konsumen listrik terutama konsumen level industri. Penyedia layanan listrik selalu berusaha untuk menghimbau konsumennya

15 20 agar berkontribusi supaya faktor daya menjadi lebih baik, pun para konsumen juga berusaha untuk mendapatkan faktor daya yang baik agar tidak sia-sia bayar mahal kepada penyedia layanan. Faktor daya bisa dikatakan sebagai besaran yang menunjukkan seberapa efisien jaringan yang kita miliki dalam menyalurkan daya yang bisa kita manfaatkan. Faktor daya dibatasi dari 0 hingga 1, semakin tinggi faktor daya (mendekati 1) artinya semakin banyak daya tampak yang diberikan sumber bisa kita manfaatkan, sebaliknya semakin rendah faktor daya (mendekati 0) maka semakin sedikit daya yang bisa kita manfaatkan dari sejumlah daya tampak yang sama. Di sisi lain, faktor daya juga menunjukkan besar pemanfaatan dari peralatan listrik di jaringan terhadap investasi yang dibayarkan. Seperti kita tahu, semua peralatan listrik memiliki kapasitas maksimum penyaluran arus, apabila faktor daya rendah artinya walaupun arus yang mengalir di jaringan sudah maksimum namun kenyataan hanya porsi kecil saja yang menjadi sesuatu yang bermanfaat bagi pemilik jaringan Perbaikan Faktor Daya Perbaikan faktor daya dapat diartikan sebagai usaha untuk membuat faktor daya atau cos ø mendekati 1 (satu). Salah satu cara untuk memperbaiki faktor daya adalah dengan memasang kompensasi kapasitif menggunakan kapasitor pada jaringan tersebut. Kapasitor adalah komponen listrik yang justru menghasilkan daya reaktif pada jaringan dimana dia tersambung. Pada jaringan yang bersifat induktif dengan

16 21 segitiga daya seperti ditunjukan pada gambar 2.2. apabila kapasitor dipasang, maka daya reaktif yang harus disediakan oleh sumber akan berkurang sebesar Qkoreksi (yang merupakan daya reaktif yang berasal dari kapasitor). Karena daya aktif tidak berubah sedangkan daya reaktif berkurang, maka diperoleh segitiga daya yang baru yang ditunjukan pada gambar 2.3 garis oranye. Terlihat bahwa sudut mengecil akibat pemasangan kapasitor tersebut sehingga faktor daya jaringan akan naik. Gambar 2.3 Perbaikan Faktor Daya Menentukan Kapasitas Kapasitor Kapasitas kapasitor adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik. Dalam menentukan kapasitas kapasitor ini sangat penting agar didapatkan faktor daya yang diinginkan. Kapasitas suatu kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara muatan Q yang dapat disimpan dalam kapasitor dengan beda potensial antara kedua koduktornya. Dirumuskan : C = Qc V 2 x ω...(2.7) Keterangan : C : Kapasitas kapasitor (Farad) Qc : Daya reaktif kapasitor (VAR) V : Beda potensial kedua ujungnya (Volt) ω 2 ƒ 2.4 Harmonisa

17 Definisi Harmonisa Definisi harmonisa dapat dijelaskan sebagai gelombang terdistorsi secara periodik pada keadaan steady-state yang disebabkan oleh interaksi antara bentuk gelombang sinus sistem pada frekuensi fundamental dengan komponen gelombang lain yang merupakan frekuensi kelipatan integer dari frekuensi fundamental sumber. Untuk sistem tenaga dengan frekuensi 50 Hz, maka harmonisa pertama atau frekuensi fundamental dari sistem tenaga tersebut adalah 50 Hz, harmonisa kedua (100 Hz) merupakan kelipatan kedua dari harmonisa pertama, harmonisa ketiga (150 Hz) merupakan kelipatan ketiga dari harmonisa pertama, maka harmonisa ke-n merupakan kelipatan n dari frekuensi fundamental. Perubahan bentuk dari gelombang arus dan tegangan yang disebabkan harmonisa akan menganggu sistem distribusi listrik dan menurunkan kualitas daya sistem Sumber Harmonisa Pada sistem tenaga listrik, harmonisa dapat disebabkan oleh peralatan-peralatan diantaranya adalah banyaknya pemakaian beban-beban non linear seperti AC dives, DC drives, Converter statis. Selain itu harmonisa bisa disebabkan oleh : Transformator Penyearah dan thyristor (SCR) Lampu hemat energi UPS (Uninteruptible power supply) Mesin las (Arc Furnace)

18 23 Discharge lamp Macam macam Harmonisa Berdasarkan sumber gelombangnya, kita ketahui ada harmonisa arus dan harmonisa tegangan. Harmonisa berdasarkan urutan ordenya dibedakan menjadi harmonisa urutan ganjil dan harmonisa urutan genap. Harmonisa urutan ganjil yaitu ke 3,5,7,9,11 dan seterusnya. Urutan gelombang ke 1 adalah gelombang aslinya pada frekuensi 50 Hz. Harmonisa genap yaitu harmonisa ke 2,4,6,8,10 dan seterusnya. Harmonisa berdasarkan urutan fasanya dibedakan menjadi 3 macam yaitu harmonisa urutan positif, harmonisa urutan negatif dan harmonisa urutan nol. Harmonisa urutan pertama polaritasnya adalah positif, harmonisa urutan kedua polaritasnya adalah negatif, dan harmonisa urutan ketiga polaritasnya adalah nol, harmonisa urutan keempat polaritasnya adalah positif (berulang berurutan sampai seterusnya). Harmonisa urutan positif (positive sequence) mempunyai fasa yang sama dengan gelombang murni frekuensi dasarnya 50 Hz dan dapat menimbulkan medan magnet pada forward motor atau panas pada sistem distribusi. Harmonisa urutan negatif (negative sequence) mempunyai fasa yang berlawanan dengan gelombang murni frekuensi dasarnya 50 Hz dan dapat menimbulkan medan magnet pada reverse motor atau panas serta merubah arah putar motor pada sistem distribusi. Harmonisa urutan nol (zero sequence) tidak berpengaruh pada putaran medan, tapi menghasilkan panas serta arus netral pada sistem distribusi. Harmonisa urutan nol sering

19 24 disebut juga dengan triplens harmonics yaitu harmonisa ke 3,9,15 dan seterusnya Total Harmonic Distortion Untuk mengetahui besarnya pengaruh harmonisa pada sistem tenaga listrik digunakan istilah Total Harmonic Distortion (THD) yang didefinisikan sebagai sebagai persentase total komponen harmonisa terhadap komponen fundamentalnya (komponen dapat berupa tegangan atau arus). THD dapat ditentukan pada tegangan dan arus. THD pada tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut: V THD = h=2 Vh 2...(2.8) V 1 Total harmonisa distortion (THD) pada arus dirumuskan : I THD = dengan, Ih2 h=2 I 1...(2.9) THDV dan THDI adalah THD tegangan dan THD arus Vh dan Ih adalah tegangan dan arus harmonisa V1 dan I1 adalah tegangan dan arus fundamental Standar Harmonisa IEEE 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 dari IEEE

20 25 Tabel 2.3 Limit Distorsi Tegangan Berdasarkan IEEE Tegangan Bus Pada PCC Tegangan Individual Terdistorsi (%) THD (%) 69 kv dan ke bawah 3,0 5,0 69,001 kv sampai 161 kv 1,5 2,5 161,001 kv dan ke atas 1,0 1,5 Tabel 2.4 Limit Distorsi Harmonisa Arus untuk Sistem Distribusi Berdasarkan IEEE Std Distorsi Harmonisa Arus Maksimum dalam % terhadap IL Orde Harmonisa Individual ISC/IL <11 11 h h h h TDD < ,5 0,6 0, ,5 2,5 1 0, ,5 4 1,5 0, , > ,5 1, Alat untuk Mereduksi Harmonisa 1. Filter Harmonisa Pasif Single-Tuned Filter harmonisa pasif digunakan untuk mereduksi harmonisa orde frekuensi tertentu dari sebuah tegangan atau arus. Prinsip kerja utama dari filter harmonisa pasif adalah resonansi, yaitu menurunkan impedansi sekecil mungkin pada frekuensi yang ditala. Pada filter harmonisa pasif jenis single-tuned, hanya ada satu orde yang ditala. Dengan penambahan filter harmonisa pada sistem tenaga listrik yang

21 26 mengandung harmonisa, maka penyebaran arus harmonisa ke seluruh jaringan dapat ditekan sekecil mungkin. Selain itu, pemasangan filter harmonisa pasif juga dapat mengkompensasi daya reaktif dan memperbaiki faktor daya. 2. Phase Shifting Transformer Phase shifting transformer atau trafo penggeser fasa dapat digunakan untuk mereduksi harmonisa. Prinsip kerjanya adalah dengan mensuper-posisikan komponen-komponen harmonisa arus yang signifikan dari dua cabang beban sistem sehingga saling meniadakan. Gambar 3 adalah gambar skematik trafo penggeser fasa, dimana terlihat satu trafo menggunakan belitan delta-delta dan trafo yang lain menggunakan belitan delta-wye. 3. Reaktor Reaktor adalah sebuah peralatan induktor yang dipasang secara seri pada saluran. Reaktor dirancang untuk mengurangi arus yang mengalir pada saluran terutama saat terjadi hubung singkat. Dalam beberapa kasus, penggunaan reaktor juga dapat mengurangi harmonisa, contohnya saat dipasang antara motor dan VSD (dinamakan load reactor) atau antara VSD ke bus trafo (dinamakan line reactor). 2.5 Ketidakseimbangan Definisi Keadaan seimbang didefinisikan sebagai berikut : 1. Ketiga vektor arus / tegangan sama besar.

22 27 2. Ketiga vektor saling membentuk sudut 120º satu sama lain. Sedangkan maksud dari keadaan tidak seimbang adalah keadaan di mana salah satu atau kedua syarat keadaan seimbang tidak terpenuhi. Keadaan tidak seimbang adalah sebagai berikut: 1. Ketiga vektor sama besar tetapi tidak membentuk sudut 120º satu sama lain. 2. Ketiga vektor tidak sama besar tetapi membentuk sudut 120º satu sama lain. 3. Ketiga vektor tidak sama besar dan tidak membentuk sudut 120º satu sama lain Ketidakseimbangan Tegangan (Unbalanced Voltage) Ketidakseimbangan tegangan adalah besarnya ketidakseimbangan tegangan dari setiap fasa ke fasa, dimana setiap fasa mempunyai besar sudut vektor yang berbeda-beda sehingga besar tegangannya pun tidak sama. Ketidakseimbangan tegangan ini mempengaruhi pengoperasian beban tiga fasa, dimana menyebabkan timbulnya peningkatan temperatur, meningkatnya konsumsi KWH, dan menurunnya kemampuan operasi. Ada beberapa hal yang menyebabkan ketidakseimbangan tegangan, sebagai berikut : 1. Ketidakseimbangan pada power supply 2. Taping pada trafo yang tidak sama atau tidak sesuai 3. Ada trafo single phase pada sistem 4. Ada open phase pada primer trafo distribusi

23 28 5. Ada fault atau ground di trafo power 6. Ada open delta pada trafo-bank 7. Impedansi dari konduktor power supply tidak sama 8. Heavy reactive single phase load Misal : mesin welder 9. Ketidakseimbagan distribusi atau single phase load (lighting) 10. Ada fuse-blown di 3 fasa pada kapasitor bank Ketidakseimbangan Beban (Load) Ketidakseimbangan beban adalah ketidakseimbangan yang diakibatkan tidak seimbangnya arus yang mengalir antara tiap fasa. Besarnya ketidakseimbangan ini menunjukkan ketidakseimbangan beban di setiap fasa sekunder trafo dan membuat arus mengalir pada titik netral. Arus netral ini akan mengakibatkan terjadinya beda tegangan antara netral dan ground. Akibat lain dari mengalirnya arus pada penghantar netral trafo adalah akan timbunya rugi-rugi daya (Losses). Losses pada penghantar netral dapat dirumuskan sebagai berikut : PN = IN 2. RN...(2.10) dimana : PN : losses penghantar netral trafo (watt) IN : arus pada netral trafo (A) RN : tahanan penghantar netral trafo (Ω)

24 29 Gambar 2.4 Vektor Diagram Arus Keadaan Seimbang Sumber : ISSN : Gambar 2.5 Vektor Diagram Arus Keadaan Tidak Seimbang Sumber : ISSN : Gambar 2.4 memperlihatkan vektor diagram arus pada saat keadaan seimbang. Dan terlihat bahwa penjumlahan dari ketiga vektor arusnya (IR, IS, IT) adalah sama dengan nol sehingga tidak muncul arus netral (IN). Sedangkan pada Gambar 2.5 memperlihatkan vektor diagram arus pada saat keadaan yang tidak

25 30 seimbang. Pada gambar ini terlihat bahwa penjumlahan ketiga vektor arusnya (IR, IS, IT) tidak sama dengan nol sehingga muncul sebuah besaran yaitu arus netral (IN) yang besarnya akan bergantung dari seberapa besar faktor ketidakseimbangannya Rumus untuk Menentukan Besaran Ketidakseimbangan Beban I rata rata = I R+I S +I T...(2.11) 3 I R = a I rata rata maka : a = I S = b I rata rata maka : b = I T = c I rata rata maka : c = I R I rata rata I S I rata rata I T I rata rata Ketidakseimbangan = { a 1 + b 1 + c 1 } 3 100%...(2.12) Standar Ketidakseimbangan Berdasarkan IEEE Tabel 2.5 Batasan Ketidakseimbangan Tegangan dan Beban Standar Ketidakseimbangan Ketidakseimbangan Tegangan Beban IEEE 2,5 % s/d 5% 5 % s/d 20% Sumber : ISSN : X