HARMONICS TESTING IN ENERGY SAVING LAMPS (ESL) ACCORDING TO IEC 61000, IEEE STANDARD AND PLN POWER FACTOR (CASE STUDY FOR 5 WATTS ESL)

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISIS PENGARUH BEBAN NONLINIER TERHADAP KINERJA KWH METER INDUKSI SATU FASA

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Pembangkit Harmonisa Beban Listrik Rumah Tangga. Secara umum jenis beban non linear fasa-tunggal untuk peralatan rumah

ANALISIS PENGARUH PENGOPERASIAN BEBAN- BEBAN NON-LINIER TERHADAP DISTORSI HARMONISA PADA BLUE POINT BAY VILLA & SPA

Analisis Harmonik pada Lampu Light Emitting Diode

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

WATAK HARMONIK PADA INVERTER TIGA FASA TAK BERBEBAN

PENGUKURAN TINGKAT HARMONISA PADA BEBERAPA MERK JUICER (DENGAN STANDAR IEC )

Analisis Pengaruh Harmonisa terhadap Pengukuran KWh Meter Tiga Fasa

ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP FAKTOR-K PADA TRANSFORMATOR

TINGKAT DISTORSI HARMONISA PADA LAMPU ESSENSIAL YANG BERBEDA MERK

Kualitas Daya Listrik (Power Quality)

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN SINGLE TUNED FILTER PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 18 BUS DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 4.

STUDI PENGGUNAAN RANGKAIAN FILTER UNTUK MENGURANGI EFEK HARMONISA PADA LAMPU HEMAT ENERGI

ANALISIS HARMONISA TEGANGAN DAN ARUS LISTRIK DI GEDUNG DIREKTORAT TIK UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

I Wayan Rinas. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Bali, *

PENGUJIAN HARMONISA DAN UPAYA PENGURANGAN GANGGUAN HARMONISA PADA LAMPU HEMAT ENERGI

PENGARUH HARMONIK PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

Peredaman Harmonik Arus pada Personal Computer All In One Menggunakan Passive Single Tuned Filter

Analisis Harmonik Pada Lampu Hemat Energi

ANALISIS HARMONISA YANG DIHASILKAN CYCLOCONVERTER DENGAN BERBAGAI PARAMETER

Aplikasi Filter Pasif Rc Untuk Mereduksi Harmonik Pada Ac/Dc/Ac Konverter. Asnil*) *Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro, FT-UNP

Watak Harmonik pada Inverter Berbeban

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. induk agar keandalan sistem daya terpenuhi untuk pengoperasian alat-alat.

Perancangan Low Pass RC Filter untuk Mereduksi Harmonik pada Lampu Hemat Energi (LHE) 20W

Aplikasi Filter Pasif Pada Beban Inverter Tiga Fase Berbeban

ANALISIS HARMONISA AKIBAT PENGGUNAAN LAMPU LED HARMONICS ANALYSIS ON THE USE OF LED LAMP

ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP PANAS PADA BELITAN TRANSFORMATORDISTRIBUSI

Aplikasi Low Pass RC Filter Untuk Mengurangi Harmonisa Pada Lampu Hemat Energi

Kajian Harmonisa Arus Dan Tegangan Listrik di Gedung Administrasi Politeknik Negeri Pontianak

BAB I PENDAHULUAN. ini, kebutuhan akan energi listrik meningkat dan memegang peranan penting

APLIKASI FILTER PASIF SEBAGAI PEREDUKSI HARMONIK PADA INVERTER TIGA FASE

ANALISIS HARMONIK LAMPU PENERANGAN JALAN UMUM BERBASIS LED DENGAN TEGANGAN BERVARIASI DAN DAYA KONSTAN Handoko Rusiana Iskandar 1, Nana Heryana 2

Mereduksi Harmonisa Arus Dan Rugi Daya Akibat Beban Non Linier Dengan Memanage Penggunaan Beban Listrik Rumah Tangga

STUDI EFEK HARMONISA PADA LAMPU HEMAT ENERGI (LHE Ber SNI dan LHE tanpa SNI)

APLIKASI TAPIS PELEWAT RENDAH LC (LOW PASS LC FILTER) UNTUK MEREDUKSI DISTORSI HARMONISA PADA LAMPU HEMAT ENERGI

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Beban non linier pada peralatan rumah tangga umumnya merupakan peralatan

tuned filter dan filter orde tiga. Kemudian dianalisa kesesuaian antara kedua filter

ABSTRAKSI ANALISIS DISTORSI HARMONIK PADA SISTEM DISTRIBUSI DAN REDUKSINYA MENGGUNAKAN TAPIS HARMONIK DENGAN BANTUAN ETAP POWER STATION 4.

BAB 1 PENDAHULUAN. kelistrikan maka konsumsi daya semakin meningkat. Seperti halnya komputer,

BAB I PENDAHULUAN. yang disebabkan oleh gangguan pemutusan dari pemutus daya. Seringkali

Oleh : ARI YUANTI Nrp

ELECTRICIAN Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro

BAB I PENDAHULUAN. perkembangan teknologi kala ini. Peralatan-peralatan yang biasa dijalankan secara

BAB 1 PENDAHULUAN. ini terlihat dengan semakin banyaknya penggunaan peralatan elektronik baik pada

BAB I PENDAHULUAN. tombak pemikulan beban pada konsumen. Gangguan-gangguan tersebut akan

NASKAH PUBLIKASI PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 9 BUS DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 7.

ABSTRAK. Kata kunci : Arus Transien, Ketahanan Transformator, Jenis Beban. ABSTRACT. Keywords : Transient Current, Transformer withstand, load type.

ANALISIS DAN PERANCANGAN FILTER PASIF UNTUK MEREDUKSI PENGARUH HARMONISA PADA INVERTER 3-FASA MENGGUNAKAN MATLAB/SIMULINK

STUDI PENGURANGAN ARUS HARMONIK TRIPLEN DENGAN MENGGUNAKAN TAPIS SERI DAN TRANSFORMATOR ZERO PASSING

SIMULASI PEMASANGAN FILTER HARMONISA PADA SISTEM TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

Pengaruh Harmonisa Pada Gardu Trafo Tiang Daya 100 kva di PLN APJ Surabaya Selatan

ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP KABEL NYA

PENGARUH HARMONISA PADA GARDU TRAFO TIANG DAYA 200 KVA DI PT PLN (Persero) APJ SURABAYA UTARA

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

PENGARUH TEGANGAN DAN FREKUENSI TERHADAP INTENSITAS CAHAYA PADA LAMPU PENDAR ELEKTRONIK

50 Frekuensi Fundamental 100 Harmonik Pertama 150 Harmonik Kedua 200 Harmonik Ketiga

BAB 3 METODE PENELITIAN. Serdang. Dalam memenuhi kebutuhan daya listrik industri tersebut menggunakan

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: B-97

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. rendah banyak dibahas dalam forum-forum kelistrikan. Permasalahan kualitas daya

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Saat ini sebagian besar pemakaian beban listrik di masyarakat hampir 90%

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Sistem Catu Daya Listrik dan Distribusi Daya

FILTER AKTIF SHUNT 3 PHASE BERBASIS ARTIFICIAL NEURAL NETWORK (ANN) UNTUK MENGKOMPENSASI HARMONISA PADA SISTEM DISTRIBUSI 220/380 VOLT

ELECTRICAL PROBLEM Page 1

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. yaitu beban linier dan beban non-linier. Beban disebut linier apabila nilai arus dan

SIMULASI KUALITAS DAYA SALURAN DISTRIBUSI SEKUNDER PERUMAHAN

BAB I PENDAHULUAN. jarang diperhatikan yaitu permasalahan harmonik. harmonik berasal dari peralatan yang mempunyai karakteristik nonlinier

BAB 1 PENDAHULUAN. Energi listrik merupakan peran penting dalam kehidupan diberbagai sektor

ANALISA PENANGGULANGAN THD DENGAN FILTER PASIF PADA SISTEM KELISTRIKAN DI RSUP SANGLAH

ISSN : e-proceeding of Engineering : Vol.4, No.3 Desember 2017 Page 3157

Studi Perencanaan Filter Hybrid Untuk Mengurangi Harmonisa Pada Proyek Pakistan Deep Water Container Port

BAB I PENDAHULUAN. utama dari sebagian besar bidang teknik tenaga listrik adalah untuk menyediakan

IDENTIFIKASI KUALITAS DAYA LISTRIK GEDUNG UNIVERSITAS PGRI SEMARANG

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PERANCANGAN FILTER PASIF SINGLE TUNED FILTER UNTUK MEREDUKSI HARMONISA PADA BEBAN NON LINIER

BAB I PENDAHULUAN. tegangan, disebabkan jarak sumber ke saluran yang sangat jauh ke beban

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. dibawah Kementrian Keuangan yang bertugas memberikan pelayanan masyarakat

3.2.3 Teknik pengumpulan data Analisis Data Alur Analisis... 42

BAB 1 PENDAHULUAN. adalah rectifier, converter, inverter, tanur busur listrik, motor-motor listrik,

² Dosen Jurusan Teknik Elektro Industri 3 Dosen Jurusan Teknik Elektro Industri

Analisis Unjuk Kerja Filter Pasif dan Filter Aktif pada Sisi Tegangan Rendah di Perusahaan Semen Tuban, Jawa Timur

Rancang Bangun Rangkaian AC to DC Full Converter Tiga Fasa dengan Harmonisa Rendah

RANCANG BANGUN PENYEARAH AC TO DC RESONANSI SERI DENGAN ISOLASI TERHADAP FREKUENSI TINGGI

UJI KINERJA ENERGI PADA BALLAST ELEKTRONIK UNTUK LAMPU FLUORESEN (TL) SATU TABUNG

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik sangat di butuhkan pada zaman modern ini, karena saat ini kebutuhan manusia akan teknologi

UNIVERSITAS INDONESIA ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP PENYIMPANGAN PENGUKURAN ENERGI LISTRIK PADA KWH METER ANALOG DAN DIGITAL SKRIPSI

92 Teknologi Elektro, Vol. 16, No.03,September -Desember I Gusti Ngurah Dwipayana 1, I Wayan Rinas 2, I Made Suartika 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Pembangkit tegangan tinggi DC sangat diperlukan pada riset dibidang fisika

BAB 1 PENDAHULUAN. tertentu seperti beban non linier dan beban induktif. Akibat yang ditimbulkan adalah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. selalu berbanding lurus dengan tegangan setiap waktu [3]. Beban linear ini mematuhi

Penggunaan Filter Daya Aktif Paralel untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Beban Non Linier Menggunakan Metode Cascaded Multilevel Inverter

Universitas Bina Darma; Jl. A. Yani No. 03 Palembang 1. Program Studi Teknik Elektro, Universitas Bina Darma 2

BAB 1 PENDAHULUAN. Pemakaian daya listrik dengan beban tidak linier banyak digunakan pada

meningkatkan faktor daya masukan. Teknik komutasi

BAB 1 PENDAHULUAN. Peradaban manusia modern adalah salah satunya ditandaidengan kemajuan

BAB 1 PENDAHULUAN. pada gelombang listrik dari pada peralatan yang dimaksudkan ialah X-Ray (sinar-

PEMETAAN TINGKAT DISTORSI HARMONIK PADA GEDUNG KAMPUS INSTITUT TEKNOLOGI PADANG

ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP RUGI-RUGI DAYA PADA PENGHANTAR

Meningkatkan Kualitas Daya Listrik dengan Menggunakan Single Tuned Filter

Transkripsi:

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan ISSN 1978-2365 PENGUJIAN HARMONISA PADA LAMPU HEMAT ENERGI (LHE) MENURUT STANDAR IEC 61000-3-2 KELAS C, IEEE 512-1992 DAN POWER FACTOR PLN (STUDI KASUS UNTUK LHE 5 WATT) HARMONICS TESTING IN ENERGY SAVING LAMPS (ESL) ACCORDING TO IEC 61000, IEEE 512-1992 STANDARD AND PLN POWER FACTOR (CASE STUDY FOR 5 WATTS ESL) Widhiatmaka, Mohamad Aman Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi Jl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 Telepon: (021)7203530 ext 225 widhi_wise@yahoo.com ABSTRAK Telah diuji tingkat harmonisa yang ditimbulkan oleh 6 sampel lampu hemat energi (LHE) 5 watt yang beredar di pasaran. Data individual harmonic distortion (IHD) diukur sampai orde ke-39 untuk setiap LHE, sesuai standar International Electrotechnical Commission (IEC) 61000. Hasil pengujian menunjukkan bahwa I THD berkisar 69,3-81,72%, power factor (PF) 0,54-0,62, dan IHD tertinggi pada orde ke-3 dan diikuti orde ke-5. Menurut standar Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 519-1992 I THD < 20%, standar Perusahaan Listrik Negara (PLN) PF 0,85 dan standard IEC 61000, dapat disimpulkan bahwa 6 sampel LHE tersebut tidak ada yang memenuhi standar performance yang disyaratkan. Kata kunci: lampu hemat energi, harmonisa, dan power factor. ABSTRACT The level of harmonics generated by the six samples of common market energy-saving lamps (ESL) of 5 watts has been measured up to the 39th order for each ESL, according to IEC 61000. From the test results of the six samples show I THD ranged from 69.3 to 81.72%, and power factor (PF) 0.54-0.62, with the highest harmonics on the order of the 3rd and 5th. According to the IEEE Standard 519-1992 I THD has to be less than 20%, PLN standard i.e. PF has to be greater than or equal to 0.85, and the IEC61000. It can be concluded that the six samples of ESL have not met the required performance standards. Keywords: energy saving lamp, harmonics, power factor. 105

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 Vol. - 114 No. 2 Desember 2012 : 105-114 PENDAHULUAN Semakin menipisnya cadangan bahan bakar fosil dan meningkatnya kebutuhan bahan bakar fosil untuk elektrifikasi mengharuskan adanya penghematan. Salah satu upaya untuk penghematan adalah menggunakan alat-alat elektronik berlabel hemat energi. Tetapi, disisi lain, penggunaan alat-alat berlabel hemat energi mengakibatkan timbulnya gangguan atau distorsi oleh karena beban bersifat nonlinear. Beban non-linear adalah beban listrik yang menghasilkan keluaran gelombang tegangan dan arus berbeda dengan gelombang masukannya (gelombang sinusoidal) 1 karena di dalamnya mengandung komponen yang merespon gelombang masukan secara tidak linear di dalam gelombang keluarannya. Komponen tersebut misalnya induktor, kapasitor, dan perangkat elektronika zat padat seperti dioda, bridge, transistor, dan thyristor, disebabkan oleh switching 2 yang menghasilkan arus diskontinu yang kemudian menjadikan gelombang sinusoidal terdistorsi. Harmonisa merupakan gangguan yang disebabkan oleh beban non-linear, dimana terjadi distorsi pada gelombang tegangan dan arus, dan terjadi pembentukan gelombanggelombang dengan frekuensi kelipatan bulat dari frekuensi fundamental. 3 Fenomena harmonisa digambarkan seperti tertera di Gambar 1. Harmonisa semakin banyak terjadi saat ini dengan adanya peralatan-peralatan listrik yang berlabel hemat energi/listrik. Peralatan-peralatan tersebut hanya membutuhkan arus yang sangat kecil untuk operasinya, dan didalamnya terdapat komponen dioda penyearah yang berfungsi mengubah arus listrik bolak balik (AC) menjadi arus listrik searah (DC). Komputer dekstop, printer, AC, TV dan lampu swabalast (lampu hemat energi) adalah contoh-contoh peralatan listrik yang banyak dipakai masyarakat dan merupakan sumber dari kasus harmonisa. 4 Gambar 1. Gelombang sinusoidal arus/tegangan yang terdistorsi. 5 Harmonisa dapat memberikan dampak yang negatif pada sistem kelistrikan skala kecil/rumah tangga sampai sistem distribusi tenaga listrik. Berikut beberapa dampak negatif dari adanya harmonisa, antara lain, panas berlebih pada motor, trafo, kapasitor dan kawat netral sebagai akibat timbulnya harmonisa ketiga yang dibangkitkan peralatan listrik satu fasa; dapat menimbulkan tambahan torsi pada kwh meter jenis elektromekanis yang menggunakan piringan induksi berputar, sehingga dimungkinkan adanya kesalahan ukur; 5 interferensi frekuensi pada sistem telekomunikasi karena kabel untuk keperluan komunikasi biasanya ditempatkan berdekatan dengan kawat netral; pemutus beban dapat Diterima 106 redaksi : 24 Oktober 2012, dinyatakan layak muat : 14 Desember 2012

Pengujian Ketenagalistrikan Harmonisa Dan Pada Energi Lampu Terbarukan Hemat Energi (LHE) Menurut Standar IEC 61000, IEEE 512-1992 Dan Power Factor Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 PLN - 114 (Studi Kasus Untuk LHE 5 Watt) bekerja tidak normal, hal ini terjadi jika pemutus beban tidak dapat mendeteksi arus rms sebenarnya (true-rms current). 5,6 Seiring berjalannya waktu, isu harmonisa tidak selalu hanya berdampak negatif terhadap peralatan listrik saja, tetapi berdampak lebih luas, yaitu terhadap kualitas daya dan power factor (PF). Kualitas daya yang buruk dapat merugikan PLN maupun konsumen pengguna listrik. 7 Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh data-data Individual Harmonic Distortion (IHD), total harmonisa arus (I THD ), dan power factor (PF) dari 6 LHE daya 5 watt yang beredar di pasaran, dan membandingkan hasil pengujian dengan standar-standar: IEC 61000, IEEE 512-1992 dan power factor PLN, untuk mengetahui apakah 6 LHE yang beredar di pasaran tersebut memenuhi standar ataukah tidak. Kemudian, dilakukan analisis faktorfaktor penyebabnya dari perbedaan desain balast yang digunakan. mengukur daya output dan power factor dari LHE. Tanpa beban atau dengan beban resistif, stabilizer menghasilkan bentuk tegangan sinus murni dan power factor = 1, tetapi bila dipasang beban non linear seperti LHE, tegangan yang keluar berupa sinus terdistorsi dan power factor kurang dari 1. Power quality analizer pada menu fungsi pengukuran harmonik digunakan untuk mengukur harmonisa yang ditimbulkan oleh LHE. Menurut manual, Fluke 43B yang digunakan dalam penelitian ini dapat digunakan untuk mengukur harmonisa dari orde 1 sampai orde 51. Penggunaan stabilizer yang baik akan mengisolasi sistem pengukuran dari gangguan/cacat jaringan, menjamin bahwa suplai tegangan untuk pengukuran stabil dan berupa sinus murni tanpa distorsi, dan meyakinkan bahwa harmonisa yang diukur murni disebabkan oleh beban LHE yang dipasang. METODOLOGI PENELITIAN Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengujian di laboratorium dengan menggunakan peralatan ukur yang dibutuhkan. Diagram metodologi pengujian LHE dapat dilihat pada gambar 2. Peralatan uji yang digunakan adalah sebuah stabilizer sumber tegangan AC yaitu AC power source merk INSTEK APS-9100 dan sebuah power quality analyzer merk Fluke 43B, serta saklar-saklar. Stabilizer berfungsi menyetabilkan tegangan dan frekuensi input daya listrik PLN pada nilai 220 V/50 Hz, dan Gambar 2. Single line diagram pengujian LHE. 5 Metode/cara pengukuran seperti ini mengacu kepada narasi tentang distorsi tegangan dan arus (voltage versus current distortion) 5 yang menurut rangkuman penulis 107

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan bahwa meskipun bus sumber tegangan benarbenar sinusoid murni, beban nonlinier akan menarik arus terdistorsi harmonik, dan arus terdistorsi yang melewati impedansi saluran penyampai daya ini akan menghasilkan tegangan terdistorsi harmonik dan jatuh tegangan pada bus beban, yang nilainya tergantung pada impedansi dan arus saluran. Dalam IEEE Standard 519-1992, Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems juga dinyatakan bahwa: (1). Kontrol atas jumlah injeksi arus harmonisa ke dalam sistem terjadi pada aplikasi pengguna akhir 8, dan (2). Dengan asumsi injeksi arus harmonik berada dalam batas yang wajar, kontrol atas distorsi tegangan dilaksanakan oleh entitas yang memiliki kendali atas impedansi sistem, yang sering yaitu perusahaan pembangkitan 8. Dalam penelitian ini aplikasi pengguna akhir yaitu LHE yang menghasilkan harmonisa arus yang akan diukur, sementara distorsi tegangan pada jaringan selama pengukuran diyakini masih ada akibat dari sumber lain sehingga sistem harus diisolasi dengan menggunakan stabilizer yang baik. Konsultasi penulis kepada Narasumber membenarkan cara pengukuran harmonisa LHE tersebut. 9 Pengujian IHD dilakukan dari orde ke-2 sampai orde ke-39, sesuai dengan standar dalam IEC 61000, sesuai tertera pada Tabel 1. Tabel 1. Standar IEC 61000-3-2 Kelas C. 8 Besar total gangguan dari harmonisa arus pada suatu sistem tenaga listrik dinyatakan dengan I THD, yang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Keterangan: I THD = h =2 I h = arus harmonisa pada orde ke-h I 1 = arus fundamental I h 2 I 1 (1) Dengan rumus yang sama, gangguan harmonisa total untuk tegangan juga dapat dihitung yaitu mengganti komponen I dengan V. Harmonisa dapat diketahui dari nilai PF dan DPF (displacement power factor) atau Cos, dimana jika nilai PF lebih kecil dibandingkan dengan DPF (PF < DPF), maka terjadi gangguan harmonisa. PF menunjukkan ukuran dari kemampuan daya rangkaian, dengan mencakup seluruh komponen harmonisa dan dirumuskan sebagai berikut : PF = P total semua frekuensi V rms. I rms (2) Diterima 108 redaksi : 24 Oktober 2012, dinyatakan layak muat : 14 Desember 2012

Ketenagalistrikan Pengujian Harmonisa Dan Pada Energi Lampu Terbarukan Hemat Energi (LHE) Menurut Standar IEC 61000, IEEE 512-1992 Dan Power Factor Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 - PLN 114 (Studi Kasus Untuk LHE 5 Watt) Cos θ (Displacement Power Factor / DPF) merupakan perbandingan daya aktif (kw) terhadap daya nyata (kva) pada frekuensi fundamental. Adapun DPF dapat dirumuskan sebagai berikut : DPF = P fundamental V 1. I 1 (3) Penelitian ini mengacu pada 3 standar yang mengatur harmonisa (I THD dan IHD) dan power factor (PF), yaitu {1} IEC 61000-3-2 (Electromagnetic compatibility (EMC) Part 3-2: Limits Limits for harmonic current emissions (equipment input current 16 A per phase) : mengatur total harmonisa arus (I THD ) peralatan kelac C (fluorescent light); {2} Seperti tertera pada Tabel 2, IEEE 519-1992 (IEEE Recommended Practices Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems) : Mengatur besaran Total Harmonic Distortion (THD) pada sistem ketenagalistrikan, khususnya untuk sistem distribusi umum (120 V sampai 69000 V); dan {3} Standard PLN mengenai power factor (PF 0,85). Nilai IHD hanya diambil pada orde ganjil, hal ini karena tidak ada komponen DC dalam proses pembebanan LHE. Pengujian dilakukan dengan menyalakan satu persatu LHE kemudian hasilnya dapat dilihat di display power quality analyzer, seperti data IHD, I THD, V THD, I rms, dan power factor (PF). Untuk data IHD dilakukan pengujian sampai orde ke-39 tiap-tiap LHE, sesuai standard IEC 61000-3-2. Penelitian ini dilakukan selama 2 bulan pada bulan Oktober-Nopember 2011 di Laboratorium Uji Lampu Swabalast P3TKEBTKE. Tabel 2. Batasan distorsi arus untuk sistem distribusi umum (120 V sampai 69000 V) menurut Standard IEEE 519-1992 (Tabel 8, 10 10.3) HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Harmonisa LHE Menurut Standar IEC 61000-3-2 Kelas C Hasil pengukuran IHD 6 sampel LHE dibandingkan dengan standard IEC 61000-3-2 kelas C ditunjukkan pada gambar 3. 109

IHD (ma) Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 Vol. - 114 No. 2 Desember 2012 : 105-114 35 30 25 20 15 10 5 0 2 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Orde sampel A sampel B sampel C sampel D sampel E sampel F Standard IEC 61000 Gambar 3. Perbandingan nilai IHD 6 sampel LHE dengan standard IEC 61000-3-2 kelas C. Seperti terlihat pada Gambar 3, semua sampel yang diuji mempunyai nilai IHD yang melebihi standar IEC 61000-3-2 kelas C dan mempunyai IHD terbesar pada orde-3. IHD orde-5 seluruh sampel juga masih jauh di atas standar IEC 61000 tersebut. Pola IHD seluruh lampu sama, orde-3 terbesar; orde-5 masih besar jauh di atas standar (sekitar 5 9 kalinya); orde-7, orde-9, orde-11, dan seterusnya semakin kecil tetapi masih di atas (sekitar 5 7 kali) nilai standar IEC 61000. Artinya semua sampel LHE yang diuji tidak memenuhi standar IEC 61000. Pola grafik IHD yang sama karena pola rangkaian balast elektronik yang sama, yaitu ada dioda penyearah, kapasitor perata, dan rangkaian switching frekuensi tinggi, serta tidak ada filter harmonik. LHE dirancang untuk menggunakan arus listrik kecil secara hemat dan efisien dan bekerja pada daerah frekuensi tinggi (>20kHz) untuk penyalaan tabung lampu LHE melalui pengatur berupa balast elektronik. Efikasi LHE 50 70 lm/w sedangkan efikasi lampu pijar 10 17 lm/w, atau efisiensi 9 11% untuk LHE dan 1,9 2,6% untuk lampu pijar dibandingkan terhadap 100% efisiensi lampu menurut teori 680 lm/w. 11 Dengan daerah kerja frekuensi tinggi LHE tidak terjadi flicker dan cepat menyala. Di sisi lain balast elektronik dapat menyebabkan gangguan harmonisa. Balast elektronik umumnya berisi dioda penyearah, kapasitor perata, dan biasanya dua transistor switching. 11 Cara kerjanya yaitu: arus AC awalnya di-dc-kan oleh dioda penyearah, kemudian dikonversi oleh transistor yang terhubung sebagai rangkaian resonansi inverter DC ke AC menjadi AC frekuensi tinggi, dan kemudian diterapkan untuk menyalakan tabung LHE. 11 Harmonisa pada LHE disebabkan utamanya oleh penggunaan dioda penyearah dan transistor switching (bagian inverter) tersebut yang menghasilkan respon arus diskontinu yang kemudian menjadikan gelombang sinusoidal terdistorsi harmonik. 2 Tiga komponen semikonduktor yang menyebabkan harmonisa, yaitu: dioda, transistor, dan thyristor. 12 Pada Gambar 3 dapat di lihat bahwa nilai IHD pada mayoritas orde untuk sampel F mempunyai nilai yang terbaik daripada lima 110

I THD (%) Ketenagalistrikan Pengujian Harmonisa Dan Pada Energi Lampu Terbarukan Hemat Energi (LHE) Menurut Standar IEC 61000, IEEE 512-1992 Dan Power Factor Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 - PLN 114 (Studi Kasus Untuk LHE 5 Watt) sampel lainnya. Dari pengamatan sampel, I THD sampel F mempunyai nilai yang relatif terbaik dibandingkan sampel lain karena di dalam rangkaian balast elektroniknya digunakan semikonduktor dengan kualitas lebih bagus dan dilengkapi dengan komponen induktor dan kapasitor yang berfungsi sebagai filter, seperti yang terlihat pada Gambar 4, meskipun dari gambar 3 sampel ini juga masih belum memenuhi standar IEC 61000. untuk sampel 1 sampai 6 berkisar antara 38 ma sampai 40 ma sehingga I SC /I L > 1000, maka standar yang berlaku I THD 20%. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 A B C D E F Sampel Gambar 5. Perbandingan nilai I THD (putih) dengan standar IEEE 512-1992 (merah) Gambar 4. Balast elektronik dari salah satu sampel LHE Pengujian Harmonisa LHE Menurut Standar IEEE 512-1992 Hasil pengukuran total harmonic distortion arus listrik (I THD ) 6 sampel LHE dibandingkan dengan standard IEEE 512-1992 tabel 10.3 (I THD 20%, lihat tabel 2 di atas) ditunjukkan pada gambar 5. Diambil nilai standar I THD 20% karena dari hasil pengukuran I L dan perhitungan I SC /I L untuk semua LHE yang diuji memasukkannya ke dalam kategori I SC /I L > 1000, dan I THD 20% merupakan nilai batas I THD terbesar yang diizinkan. Menurut tabel arus hubung singkat dari buku Panduan Aplikasi Teknis Schneider diperoleh nilai arus hubung singkat (I SC ) dari alat plan rumah tinggal sebesar 1,1 ka 13. I L Dari Gambar 5 dapat diketahui bahwa nilai I THD dari ke-6 sampel tidak ada yang memenuhi standar IEEE 512-1992. Sesuai rumus (1), dapat dilihat bahwa nilai I THD berbanding lurus dengan nilai IHD, sehingga sampel F, yang mempunyai nilai IHD pada mayoritas orde lebih rendah daripada IHD sampel lainnya, mempunyai nilai I THD yang lebih baik diantara 5 sampel lainnya. Pengujian Harmonisa LHE Sebagai Efek Jumlah LHE Terpasang Dalam pengujian ini, juga dibandingkan pengaruh jumlah lampu dengan nilai I THD. Seperti terlihat pada Gambar 6, jumlah lampu mempengaruhi nilai I THD, dalam arti dengan bertambahnya jumlah lampu, maka nilai I THD juga semakin tinggi, namun karena jumlah LHE tiap sampel yang terbatas sehingga data 111

PF I THD (%) Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan yang tersedia hanya dari 1 sampel (merk), maka tidak dapat dipastikan hubungan antara keduanya linear. Perlu pengujian yang lebih banyak untuk mendapatkan gambaran hubungan yang lebih pasti antara jumlah LHE yang dipasang dan IHD yang ditimbulkan. Yang pasti adalah semakin banyak jumlah LHE yang dipasang maka semakin tinggi I THD. 84 I THD 83 82 81 80 79 78 77 76 1 2 3 4 5 10 Jumlah Lampu Gambar 6. Perbandingan nilai I THD dengan jumlah lampu (sampel F) Standar ANSI yang berlaku di Amerika menyaratkan nilai I THD harus kurang dari 32%. Kebanyakan balast elektronik yang beredar di pasar Amerika mempunyai I THD < 20%. Balast dengan I THD sebesar 5% juga sudah ada, tetapi biasanya lebih mahal daripada balast lainnya dan mempunyai arus awal (inrush current) yang lebih tinggi. 14 Di Indonesia standar yang berlaku untuk LHE yaitu SNI 04.6504.2001 (Obligatory) tentang persyaratan safety, dan SNI - IEC 60969.2009 tentang persyaratan kinerja (performance), serta Peraturan Menteri ESDM No. 6 Tahun 2011 tentang kriteria tanda hemat energi lampu swabalast yang salah satu ketentuannya bahwa harmonik tegangan suplai tidak lebih dari 5%, tidak menyebutkan ketentuan harmonik arus. Sebaiknya persyaratan harmonik arus I THD ataupun IHD khususnya orde 3 pada LHE juga harus disebutkan karena fenomena harmonik arus dapat terakumulasi dan menjalar ke jaringan yang berakibat pada harmonik tegangan dan turunnya power factor (PF) di sisi beban, serta efek runutan lainnya seperti disebutkan di pendahuluan. Pengujian Power Factor LHE Pengujian power factor (PF) dilakukan pada frekuensi fundamental (50 Hz). Gambar 7 menunjukkan nilai PF 6 sampel LHE yang di uji yaitu sekitar 0,6, artinya masih jauh dari standard PLN (PF 0,85). 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 A B C D E F Sampel Gambar 7. Nilai-nilai PF untuk masing-masing merk (arsiran), vs PF PLN (putih). Power factor rendah pada LHE diakibatkan oleh adanya gangguan harmonisa sebagaimana Diterima 112 redaksi : 24 Oktober 2012, dinyatakan layak muat : 14 Desember 2012

Ketenagalistrikan Pengujian Harmonisa Dan Pada Energi Lampu Terbarukan Hemat Energi (LHE) Menurut Standar IEC 61000, IEEE 512-1992 Dan Power Factor Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 - PLN 114 (Studi Kasus Untuk LHE 5 Watt) telah diukur (gambar 3 dan gambar 5), dan sesuai dengan rumus (2) dan (3) di atas adanya harmonisa akan memperkecil power factor. KESIMPULAN Dari hasil pengujian lampu hemat energi yang telah dilakukan, ditemukan bahwa keenam merk lampu yang beredar di pasaran belum ada satupun yang memenuhi standar baik standar IEC 61000, IEEE 519-1992, maupun standar PLN. Oleh karena itu agar kualitas daya pada sisi pengguna dapat terjaga dengan baik, perlu ditetapkan sebuah standar dan labelisasi yang lebih ketat, dengan memasukkan ketentuan harmonisa arus I THD yang belum dipersyaratkan hingga saat ini, untuk pasar LHE yang dijual di Indonesia. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kepala P3TKEBTKE dan Jajaran Manajemen atas persetujuan DIPA 2011 sehingga penelitian ini dapat terlaksana. Tidak lupa kepada rekan-rekan KTL dan Pak Dede Rusli atas kerjasama baiknya selama pelaksanaan kegiatan. DAFTAR PUSTAKA [1]. Arrilaga, Jos. and Neville R. Watson. 2003. Power System Harmonics. New York : John Wiley & Sons. [2]. Jerry Cassel, LC; Senior Specification Engineer, Total Harmonic Distortion (THD): A Lesson for Lighting Harmony. (http://www.geappliances.com/email/lighti ng/specifier/downloads/total_harmonic_ Distortion.pdf [diakses 23 okt 2012]. [3]. Sankaran, C. 2002. Power Quality. Florida : CRC Press LLC. [4]. Marsudi, Djiteng, Ir. 2002. Pengaruh Harmonisa Dalam Pasokan Tenaga Listrik. Prosiding Seminar Kiat Menghadapi Krisis Energi Listrik. Universitas Trisakti. Jakarta. [5]. Roger C.Dugan, Mark F.McGranaghan, Surya Santoso, dan H.Wayne Beaty. 2003. Electrical Power Systems Quality, 2nd Edition. New York : McGraw Hill. [6]. Tribuana, Wanhar, 2005, Pengaruh Harmonik pada Transformator Distribusi, (http://www.elektroindonesia.com/elektro/ ener25.html) [diakses 30 September 2012]. [7]. Bien, L., E. dan Sudarto. 2004. Pengujian Harmonisa dan Upaya Pengurangan Gangguan Harmonisa pada Lampu Hemat Energi. Dalam: JETri, Volume 4, Nomor 1, Agustus 2004, Halaman 53-64, ISSN 1412-0372 [8]. Duffey, C. K, 1989. Update of Harmonic Standard IEEE-51. IEEE Transaction on Industry Application, Vol.25. No.6, November 1989. [9]. Konsultasi pribadi dengan Bapak Eka Firmansyah, Ph.D., dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Gajah Mada, tanggal 10 Oktober 2011 di Jakarta. [10]. IEEE Std 519-1992 (Revision of IEEE Std 519-1981), IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, 113

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 11 No. 2 Desember 2012 : 105 Vol. - 114 11 No. 2 Desember 2012 : 105-114 Published by Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, April 12, 1993 [11]. http://en.wikipedia.org/wiki/compact_fl uorescent_lamp [23 Okt 2012] [12]. DR. H. Tumbelaka Hanny, Introduction to Harmonic, ABB, Surabaya. [13]. Kadang, Jon Marjuni. 2006. Studi Efek Harmonisa Akibat Penggunaan Lampu Hemat Energi (LHE) di Rumah Tinggal Atau Rumah Toko (Ruko). Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra, Surabaya. [14]. National Lighting Product Information Program, Guide to Specifying High- Frequency Electronic Ballasts, November 1996. [15]. APS Series, AC Power Source Specifications, http://www.metrictest.com/catalog/brands/ instek/pdfs/aps-series.pdf [diakses 6 Agustus 2011]. [16]. Fluke Corporation, Fluke 43B Power Quality Analizer Users Manual, April 2001. Diterima 114 redaksi : 24 Oktober 2012, dinyatakan layak muat : 14 Desember 2012

Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan 11