Penanganan Harmonisa Terhadap Peningkatan Kualitas Daya Listrik Berbasis Software Etap (Studi Kasus : Pabrik Semen Tonasa V)

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

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

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER

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

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

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

Desain Filter Pasif Pada Sistem Kelistrikan Industri Guna Mengurangi Distorsi Harmonisa

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

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

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

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

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

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

STUDI HARMONIK FILTER PASIF PADA SISI TEGANGAN RENDAH PADA SISTEM KELISTRIKAN PT. SEMEN TONASA V SULAWESI SELATAN

SIMULASI PEMASANGAN FILTER HARMONISA PADA SISTEM TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

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

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

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

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

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

Perencanaan Filter Hybrid untuk Mengurangi Dampak Harmonisa pada PT. Semen Indonesia Pabrik Rembang

Arrifat Lubis

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. macam sumber listrik dapat digunakan yaitu sumber DC sebesar 600 V, 750

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

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

PERANCANGAN FILTER DENGAN METODE MULTISTAGE PASSIVE FILTER PADA PROYEK PAKISTAN DEEP WATER CONTAINER PORT

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

Aplikasi Filter Pasif Pada Beban Inverter Tiga Fase Berbeban

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

ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP FAKTOR-K PADA TRANSFORMATOR

Analisa Harmonisa Sistem Kelistrikan Pabrik Peleburan Baja PT. Ispat Indo Surabaya Akibat Perubahan Konfigurasi dan Pergantian Trafo Utama

Studi Analisis dan Mitigasi Harmonisa pada PT. Semen Indonesia Pabrik Aceh

Perencanaan High Pass dan Single Tuned Filter Sebagai Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan British Oil Company Gresik, Jawa Timur

BAB 1 PENDAHULUAN. Pemakaian energi listrik pada bangunan industri sebaiknya menjadi kajian

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

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

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

BAB I PENDAHULUAN. perhatian utama pada dunia industri. Banyak faktor yang menjadi penentu kualitas daya dari

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

Analisis Harmonik pada Lampu Light Emitting Diode

ABSTRAK Kata kunci : Beban non linier, Harmonisa, THD, filter aktif high-pass.

ANALISIS DAN PERANCANGAN FILTER HARMONIK PADA SISTEM TENAGA LISTRIK DI PUSAT PENAMPUNGAN PRODUKSI MENGGUNG PERTAMINA ASSET IV FIELD CEPU

Analisis Pengaruh Harmonisa terhadap Pengukuran KWh Meter Tiga Fasa

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

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

APLIKASI FILTER PASIF SEBAGAI PEREDUKSI HARMONIK PADA INVERTER TIGA FASE

Studi Harmonik Filter Pasif pada Sisi Tegangan Rendah pada Sistem Kelistrikan PT. Semen Tonasa V Sulawesi Selatan

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

WATAK HARMONIK PADA INVERTER TIGA FASA TAK BERBEBAN

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Bandar Udara Internasional Kualanamu terletak 39 Km dari kota Medan dan

ANALISIS KUALITAS DAYA LISTRIK DI PABRIK GULA TRANGKIL PATI DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6

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

PERENCANAAN FILTER HARMONISA PADA SISI TEGANGAN RENDAH UNTUK MENGURANGI HARMONISA AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN PT.

Perencanaan Filter Hybrid untuk Mengurangi Dampak Harmonisa pada PT. Semen Indonesia Pabrik Rembang

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

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

ANALISA GANGGUAN PADA ELECTRIC ARC FURNACE (EAF) AKIBAT ARUS INRUSH TRANSFORMATOR & RESONANSI FILTER HARMONISA PABRIK PELEBURAN BAJA PT.

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

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

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

Simulasi dan Analisis Fenomena Resonansi Akibat Harmonisa Orde Genap dengan Menggunakan Software ETAP

Variasi Tuning dan Quality Factor pada Perancangan Single-Tuned Passive Filter untuk Optimasi Reduksi Distorsi Harmonik

PERANCANGAN FILTER UNTUK BEBAN FL-2 PADA PL-LB/1 MENGGUNAKAN ETAP POWERSTATION

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

III. METODE PENELITIAN

PENYEMPURNAAN DESAIN FILTER HARMONISA MENGGUNAKAN KAPASITOR EKSISTING PADA PABRIK SODA KAUSTIK DI SERANG - BANTEN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Watak Harmonik pada Inverter Berbeban

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

Kualitas Daya Listrik (Power Quality)

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Meningkatkan Kualitas Daya Listrik dengan Menggunakan Single Tuned Filter

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: B-91

PEMETAAN TINGKAT DISTORSI HARMONIK PADA GEDUNG KAMPUS INSTITUT TEKNOLOGI PADANG

JOM FTEKNIK Volume 2 No. 1 Februari

ANALISIS HARMONISA YANG DIHASILKAN CYCLOCONVERTER DENGAN BERBAGAI PARAMETER

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

Perancangan Filter Harmonisa Pasif untuk Sistem Distribusi Radial Tidak Seimbang

Oleh : ARI YUANTI Nrp

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

BAB I PENDAHULUAN. modern saat ini. Setiap tempat, seperti perkantoran, sekolah, pabrik, dan rumah

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Pada suatu jaringan distribusi arus bolak-balik dengan tegangan (V), daya

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

Implementasi LCL Filter dalam Mereduksi Harmonisa Akibat Penggunaan VSD (Variable Speed Drive) untuk Meningkatkan Kualitas Daya dan Efisiensi Energi

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

PENINGKATAN KUALITAS DAYA LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN BANK KAPASITOR DAN FILTER PADA KAJI STATION PT. MEDCO E&P

ELECTRICIAN Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro

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

BAB I PENDAHULUAN. yang digunakan, sumber daya manusia yang dimanfaatkan untuk. meningkatkan kemajuan industri serta aspek-aspek lainnya.

BAB III METODE PENELITIAN

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

UNIVERSITAS INDONESIA

DAMPAK PENGGUNAAN KAPASITOR PADA SISTEM DISTRIBUSI YANG TERKONTAMINASI HARMONISA

Desain Penggunaan Filter Aktif Seri Berbasis Fuzzy Polar Untuk Mengurangi Harmonisa Pada PT Tabang Coal. Oleh : I Wayan Adi Harimbawa

BAB III METODE PENELITIAN

REDUKSI HARMONISA DENGAN MENGGUNAKAN FILTER PASIF SINGLE TUNE DAN FILTER MATRIX (STUDI KASUS PADA INDUSTRI PENGOLAHAN PLASTIK) TESIS.

Transkripsi:

Penanganan Harmonisa Terhadap Peningkatan Kualitas Daya Listrik Berbasis Software Etap (Studi Kasus : Pabrik Semen Tonasa V) Syafaruddin, Sartika 1, Alvira Octaviani 2 Program Studi S2 Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Abstrak - Harmonisa adalah fenomena pembentukan deretan gelombang sinusoidal berfrekuensi tinggi yang merupakan kelipatan dari frekuensi fundamentalnya. Bila terjadi superposisi antara gelombang frekuensi fundamental dengan gelombang frekuensi harmonisa maka terbentuklah frekuensi gelombang yang terdistorsi sehingga bentuk gelombang tidak lagi sinusoidal. Pabrik Semen Tonasa merupakan perusahaan industri yang bergerak dibidang produksi semen. Pada tugas akhir ini dilakukan simulasi kasus harmonisa untuk mengetahui besar Total Harmonics Distortion (THD) yang terjadi, jenis harmonisa dan menentukan harmonic filter yang sesuai dengan sistem. Sistem yang disimulasikan adalah sistem kelistrikan pabrik semen Tonasa V pada jaringan distribusi 6.3 kv. Simulasi harmonisa pada sistem kelistrikan pabrik Tonasa V PT Semen Tonasa dilakukan dengan menggunakan software ETAP Power Station 7.0.0, merupakan software yang dapat menampilkan secara grapichal interface. Dilakukan beberapa simulasi yaitu saat sebelum dan setelah terpasang harmonic filter. Hasil yang diperoleh dari simulasi tersebut, yaitu nilai THD tegangan tanpa filter harmonisa sebesar 5.24% pada bus B.TR.EP. Saat filter harmonisa diaktifkan nilai THD tegangan sebesar 4.01% pada bus B.TR.EP. Kata kunci: Harmonisa, ETAP Power Station 7.0.0, Total Harmonics Distortion, harmonic filter. I. PENDAHULUAN Power quality atau kualitas daya listrik adalah ukuran tingkat kualitas jaringan listrik yang dikaitkan dengan tingkat efisiensi dari penggunaan energi listrik. Kualitas daya listrik juga merupakan syarat yang harus dipenuhi agar peralatan-peralatan listrik berbasis komponen elektronik yang sensitif terhadap variasi tegangan dapat berfungsi dengan benar. Jika kualitas daya tidak terpenuhi karena adanya harmonisa maka dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan tersebut. Penyebab dari gangguan harmonisa adalah banyaknya peralatan yang digunakan dalam sektor industri berbasis elektronika daya, terutama peralatan yang menggunakan komponen converter dan thyristor. Contoh peralatanperalatan ini adalah penyearah, Variable Speed Drive (VFD) untuk mengendalikan motor-motor industri, thyristor controlled reactor, serta peralatan yang didasarkan pada proses penyaklaran. Untuk beban yang menimbulkan harmonisa seperti electric arc furnace, induction furnace, mesin las, di mana beban tersebut berubah dari waktu ke waktu dengan cepat secara non linear. Beberapa penelitian menyebutkan, tegangan harmonik dapat menyebabkan kenaikan arus pada penghantar netral sehingga mengakibatkan kenaikan rugi-rugi daya[1]. Harmonik dapat menyebabkan pemutusan beban yang sensitif, penurunan keakuratan alat ukur, kegagalan kapasitor tenaga, pemanasan lebih pada transformator dan penghantar netral[2]. Harmonik juga mempengaruhi biaya pemakaian energi listrik[3], resonansi dalam sistem tenaga listrik dan penurunan faktor daya listrik[4]. Perangkat lunak Electrical Transient Analyzer Program (ETAP) merupakan perangkat lunak (software) yang mampu menganalisa harmonisa suatu sistem kelistrikan yang ditampilkan secara grafik dan bekerja secara langsung dengan tampilan single line diagram atau diagram satu garis. Dengan menggunakan ETAP, dapat diketahui besar pengaruh harmonisa terhadap kualitas daya suatu sistem kelistrikan. Sistem kelistrikan yang akan diambil sebagai studi kasus adalah sistem distribusi 6,3 kv di PT Semen Tonasa. PT Semen Tonasa merupakan industri dengan spesialisasi usaha dibidang produksi semen, di mana dalam mesin produksinya banyak menggunakan beban non linear yang memicu terjadinya harmonisa. Jika harmonisa terjadi pada suatu sistem melebihi batas yang diijinkan akan menyebabkan beberapa masalah, antara lain pemanasan pada kawat netral dan transformator, kesalahan pada sistem proteksi, kerusakan pada kapasitor bank, penyimpangan penunjukkan alat ukur dan menimbulkan rugi-rugi pada transmisi dan distribusi tenaga listrik. Karena komponen arus harmonisa dapat mempengaruhi sistem distribusi dan menimbulkan rugi-rugi pada sistem kelistrikan. Maka, perlu dilakukan studi seberapa besar dampak harmonisa terhadap kualitas sistem kelistrikan pabrik Tonasa V. II. LANDASAN TEORI Harmonisa menurut International Electrotechnical Commision (IEC) 6100-2-1-1990 didefenisikan sebagai tegangan ataupun arus sinusoidal yang mempunyai kelipatan frekuensi sistem pasokan tenaga listriknya sebagaimana yang dirancang untuk dioperasikan (50 Hz ataupun 60 Hz). Untuk lebih mudah memahami dasar harmonisa, diberikan contoh dan gambar sederhana dimana frekuensi harmonisa dari gelombang arus dan tegangan dengan multiple frekuensi dari frekuensi dapat dilihat pada persamaan berikut[6]: 59

f h = (h) x frekuensi dasar (1) Di mana h = bilangan bulat Dari bentuk gelombang tersebut dapat diuraikan sebagai berikut[8]: i 1 I m1.sin t (2) i 3 I m3.sin (3 t 3 ) (3) i 5 I m5.sin (5 t 5 ) (4) i 7 I m7.sin (7 t 7 ) (5) Dengan Imh = nilai puncak RMS dari arus harmonisa dan total distorsi arus harmonisa dapat diuraikan ke dalam persamaan berikut: I total I m1.sin t I m3.sin(3 t 3 ) I m5.sin(5 t 5 ) I m7.sin(7 t 7 ) (6) Sehingga gelombang yang terdistorsi dapat direpresentasekan sebagai penjumlahan frekuensi dasar dengan frekuensi harmonisa dan amplitudonya.seperti yang terlihat dapa gambar berikut ini : Keterangan: (9) THDV = Total Harmonic Distortion Tegangan [%] THDI = Total Harmonic Distortion Arus [%] V h = Nilai rms tegangan harmonisa ke-h [Volt] I h = Nilai rms arus harmonisa ke-h [Ampere] V I = Nilai rms tegangan pada frekuensi dasar [volt] = Nilai rms arus pada frekuensi dasar [Ampere] I 1 Tabel 2.1. IEEE STD. 519-1992, Voltage Distortion Limits Bus Voltage at PCC IHDv (%) THDv(%) 69 kv and below 3,0 5,0 69.001 kv through 161 1,5 2,5 kv 161 kv and above 1,0 1,5 Keterangan: IHDv adalah Individual Harmonics Voltage Distortion THDv adalah Total HarmonicsVoltage Distortion Gambar 1. Bentuk Gelombang 60 Hz terdistorsi harmonisa ke-3, ke-5 dan ke-7. Orde harmonisa adalah perbandingan frekuensi harmonisa dengan frekuensi dasar, dapat didefinisikan dengan persamaan berikut[7]: (7) Di mana: h = orde harmonisa f = frekuensi harmonisa ke-h F = frekuensi dasar Total Harmonic Distortion (THD) adalah indeks penting yang secara luas digunakan untuk mengetahui kualitas daya listrik pada sistem transmisi dan distribusi. THD menyatakan besarnya distorsi yang ditimbulkan oleh semua komponen harmonisa, dapat didefinisikan dengan persamaan berikut [7]: (8) Tabel 2.2. IEEE STD. 519-1992 IEEE-519 Maximum Odd-Harmonic Current Distortion, (%) Limits for General Distribution Sistems (120 Volts-69,000 Volts) Isc/IL n<11 11<n<1 7 17<n<2 3 23<n<3 5 35<n TD D <20 4,0 2,0 1,5 9,6 0,3 5,0 20<50 7,0 3,5 2,5 1,0 0,5 8,0 50<100 10,0 4,5 4,0 1,5 0,7 12,0 100<100 0 12,0 5,5 5,0 2,0 1,0 15,0 >1000 15,0 7,0 6,0 2,5 1,4 20,0 Keterangan : n adalah orde harmonisa IL adalah arus beban fundamental Isc adalah arus hubung singkat yang ada pada PCC (Point of Common Couple) 60

Fungsi filter pasif secara sederhana dapat dikatakan sebagai jalan yang harus dilewati harmonisa sehingga harmonisa tidak sampai lewat pada sistem dan beban lain yang mengganggu sistem. Sedangkan filter aktif dibentuk dari peralatan elektronika daya yang lebih mahal daripada filter pasif. Filter pasif dibentuk dari kapasitor, induktor dan resistor. Terdapat berbagai macam konfigurasi filter pasif, antara lain band pass (single tune), high pass, double band pass, and composite. Gambar 5 berikut ini menyajikan bentuk konfigurasi, plot R-X, dan plot Z-ω. Tonasa V (name plate transformator, motor, generator, dll ) 3. Pengolahan data, setelah mendapatkan data-data yang dibutuhkan selanjutnya data tersebut diolah dan dimodelkan dalam bentuk simulasi, meliputi simulasi harmonik dengan software ETAP Power Station 7.0.0. 4. Analisa Hasil, Analisa yang akan dilakukan meliputi hasil simulasi terhadap level THD( Total Harmonics Distortion ) tegangan maupun arus dan mengidentifikasi jenis harmonisa bersadarkan orde pada sistem kelistrikan pabrik semen Tonasa V, 5. Penarikan Kesimpulan, merupakan jawaban dari permasalahan yang dianalisis. Selain itu juga akan diberikan saran sebagai masukan berkaitan dengan apa yang telah dilakukan. Mulai Buat One-Line Diagram Gambar 2. Macam-macam konfigurasi filter pasif. III. METODOLOGI Pada penelitian ini akan dilakukan kajian mengenai penanganan besar harmonisa terhadap peningkatan kualitas daya listrik pada jaringan distribusi kelistrikan pabrik semen Tonasa, sebab bila distorsi harmonisa melebihi batas yang dijinkan dapat mengakibatkan peningkatan panas pada peralatan (transformator, kabel penghanatar, dll) yang kemudian dapat mengakibatkan peningkatan pada rugi-rugi serta penurunan efisiensi dari sistem distribusi. Untuk tujuan analisis akan dilakukan pemodelan sistem kelistrikan pabrik Semen Tonasa dengan software ETAP. Hasil kajian ini diharapkan dapat mengetahui besar harmonisa, mengidentifikasi jenis harmonisa dan pemasangan filter harmonisa yang sesuai pada sistem distribusi kelistrikan pabrik semen Tonasa V. Penelitian ini merupakan studi kasus, yang diawali dengan perumusan masalah, melakukan kajian studi pustaka, pengumpulan data, analisa data, interpretasi hasil, dan penarikan kesimpulan dengan uraian sebagai berikut : 1. Studi literature, meliputi studi pustaka, internet, bukubuku dan referensi lainnya terkait kualitas daya (power quality), kualitas sistem tenaga dan harmonisa, pengaruh harmonisa pada sistem tenaga, metode perhitungan dan simulasi. 2. Pengumpulan data, Penulis melaksanakan pengumpulan data-data sistem kelistrikan pabrik semen Tonasa V berupa Single line diagram, data peralatan pabrik semen Gambar 3. Flowchart penelitian. IV. Masukkan Data: Power Grid(MVAsc) Generator (kv, MW, MVAR) Transformator (kv, MVA, Z, X/R) Transmisi (Panjang, R,X,Y) Pengaman (Rating dari library) Bus (KV,%V, angle, LDF) Run Program Tidak Besar arus hubung singkat (Isc) [ Hasil Simulasi ] Besar arus beban maksimum (IL) [ Hasil Simulasi ] Hitung rasio arus hubung singkat (Isc/IL) Apakah batas Harmonisa sesuai Standar IEEE? Ya selesai Tidak Rekomendasi Pemasangan Filter Harmonisa HASIL DAN PEMBAHASAN 61

Simulasi dilakukan dengan 5 kondisi yang berbedabeda, yaitu: - Saat filter harmonisa belum terpasang pada system, - Saat filter harmonisa terpasang pada 3 sub station ( 581 SS 51, 581 SS 52, 581 SS 53 ), - Saat fiter harmonisa pada sub station 581 SS 51 dilepas, - Saat filter harmonisa pada sub station 581 SS 52 dilepas, - Saat filter harmonisa pada sub station 581 SS 53 dilepas. Hal ini bertujuan untuk mengetahui dan membandingkan nilai THD tegangan dan arus pada tiaptiap bus pada sistem dengan kondisi pemasangan filter yang berbeda-beda serta dapat mengetahui jenis konten harmonisa yang dominan pada sistem distribusi 6,3 kv pabrik Tonasa V. Dengan simulasi tersebut, kita juga dapat mengetahui apakah pemakaian filter harmonisa yang telah terpasang pada pabrik Tonasa V sudah optimal atau belum. Simulasi tanpa Filter Harmonisa Nilai Distorsi Harmonisa pada simulasi ETAP digambarkan secara Spectrum maupun waveform. Di bawah ini menunjukkan distorsi harmonisa yang terjadi pada bus B.TR.EP, yang merupakan bus dengan nilai distorsi tertinggi, Gambar 5. Gelombang terdistorsi B.TR.EP saat belum ada filter harmonisa. Simulasi dengan Filter Harmonisa Simulasi saat filter harmonisa telah terpasang pada 3 bus sub station. Nilai THD tegangan yang melebihi stardar IEEE Std. 519-1992 tidak ditemukan lagi pada simulasi ini. Sedangkan nilai THD arus masih ada yang melebihi batas standar yang terjadi pada bus yang sama dengan simulasi sebelum terpasang filter harmonisa dengan rata-rata kenaikan sebesar 0.5%. Di bawah ini menunjukkan distorsi harmonisa yang terjadi pada bus B.TR.EP, yang merupakan bus dengan nilai distorsi tertinggi digambarkan secara grafik dan gelombang terdistorsi. Gambar 4. Grafik Spectrum B.TR.EP saat belum ada filter harmonisa Gambar 6. Grafik spectrum B.TR.EP saat semua filter harmonisa bekerja Gambar 7. Grafik Spectrum B.TR.EP semua filter harmonisa bekerja. 62

Simulasi dengan Filter Harmonisa Bus 581 SS 51 dilepas Pada simulasi ini, filter harmonisa yang aktif hanya pada bus 581 SS 52 dan 581 SS 53. Sedangkan filter pada bus 581 SS 51 dilepas. Di bawah ini menunjukkan distorsi harmonisa yang terjadi pada bus B.TR.EP, yang merupakan bus perbandingan dengan hasil simulasi pada saat semua filter harmonisa terpasang. bus perbandingan dengan hasil simulasi pada saat semua filter harmonisa terpasang. Gambar 11. Gelombang terdistorsi B.TR.EP saat filter harmonisa bus 581 SS 52 dilepas Simulasi dengan Filter Harmonisa Sub Station 581 SS 53 dilepas Pada simulasi ini, filter harmonisa yang aktif hanya pada bus 581 SS 51 dan 581 SS 52. Sedangkan filter pada bus 581 SS 53 dilepas. Di bawah ini menunjukkan distorsi harmonisa yang terjadi pada bus B.TR.EP, yang merupakan bus perbandingan dengan hasil simulasi pada saat semua filter harmonisa terpasang. Gambar 8. Grafik spectrum B.TR.EP saat filter harmonisa bus 581 SS 51 dilepas. Gambar 12. Grafik spectrum B.TR.EP saat filter harmonisa 581 SS 53 dilepas Gambar 9. Gelombang terdistorsi B.TR.EP saat filter harmonisa bus 581 SS 51 dilepas Simulasi dengan Filter Harmonisa Sub Station 581 SS 52 dilepas Pada simulasi ini, filter harmonisa yang aktif hanya pada bus 581 SS 52 dan 581 SS 53. Sedangkan filter pada bus 581 SS 52 dilepas. Di bawah ini menunjukkan distorsi harmonisa yang terjadi pada bus B.TR.EP, yang merupakan Gambar 13. Gelombang terdistorsi B.TR.EP saat filter harmonisa 581 SS 53 dilepas Analisis Hasil Simulasi Harmonisa Dari hasil simulasi diperoleh konten harmonisa yang dominan adalah orde 7, orde 11 dan orde 13. Besarnya nilai konten harmonisa pada setiap simulasi dapat dilihat pada Tabel 3.: 63

Dari tabel diatas diketahui bahwa konten harmonisa yang perlu di filter adalah orde 7,orde 11 dan orde 13 karena ketiga orde ini yang paling besar nilainya. Sehingga filter yang seharusnya terpasang adalah filter yang mampu menurunkan nilai dari ketiga konten harmonisa tersebut. Pada kenyataannya di sistem, filter harmonisa yang terpasang merupakan filter untuk konten harmonisa orde 5, orde 11 dan orde 13. Akibatnya, kita lihat pada tabel 4.21 nilai konten harmonisa orde 7 pada saat semua filter terpasang, nilainya bertambah besar dari sebelum filter terpasang. Tabel 3. Nilai konten harmonisa pada bus B.TR-EP. Konten Harmoni sa Tanp a filter Filter terpasa ng semua Simulasi Filter bus 581 SS 51 dilepas Filter bus 581 SS 52 dilepas Filter bus 581 SS 53 dilepas Orde 5 0.5 0.9 0.75 0.75 0.75 Orde 7 1.45 3.6 3.1 3.1 3.9 Orde 11 2.5 0.5 1.2 1.2 0.7 Orde 13 2.85 0.2 0.4 0.4 0.2 Orde 17 1.25 0.1 0.1 0.1 0.1 Orde 19 1.3 0.1 0.1 0.1 0.1 Orde 23 1.6 0.15 0.15 0.15 0.15 Orde 25 0.75 0,1 0.1 0.1 0.15 Orde 29 0.2 0.05 0.05 0.05 0 Orde 31 0.2 0.05 0.05 0.05 0 Order C-Type belum dioff-kan. Seperti yang terlihat pada gambar berikut ini: Gambar 14. Grafik spectrum B.TR.EP saat sebelum filter 3rd Order C-Type dioff-kan Gambar 15. Grafik spectrum B.TR.EP saat setelah filter 3rd Order C-Type dilepas. Dari hasil analisis, kami menyarankan agar memasang filter untuk menurunkan konten harmonisa orde 7. Selanjutnya disimulasi kembali, yaitu keadaan saat filter untuk konten harmonisa orde 7 terpasang pada bus 581 SS 53 saja. Kemudian dibandingkan saat filter orde 7 terpasang dan meng-off-kan filter tipe 3rd Order C-Type yang ada pada bus 581 SS 51, 581 SS 52 dan 581 SS 53. Hasil dari perbandingan tersebut nilai distorsi saat filter orde 7 terpasang dan filter tipe 3rd Order C-Type dioff-kan hasilnya lebih rendah dibandingkan saat saat filter tipe 3rd Gambar 16. Gelombang terdistorsi B.TR.EP saat setelah filter 3rd Order C-Type dilepas Kapasitas filter untuk menurunkan konten harmonisa orde 7 dapat dihitung dengan cara berikut ini : Bus 581 SS 53 memiliki faktor daya 92% lagging, Perbaikan factor daya pada bus ini direncanakan hingga mencapai 97.8%. Daya reaktif yang akan diinjeksikan diperoleh dari perhitungan di bawah ini: 64

Dari perhitungan kapasitor yang akan dikonfigurasi dengan induktor dan resistor, total kapasitor yang dibutuhkan untuk meredam harmonisa bus ini sebesar 5961.13 kvar. Karena grounding terhubung delta maka nilai kompensasi daya reaktif sebesar 1987.043 kvar. Pada bus 581 SS 53 akan direncanakan Single Tuned Filter Orde 7 menggunakan parameter satu fasa, sehingga kompensasi daya reaktif sebesar 662 kvar dipasang dengan hubungan delta, pada level tegangan fasa 3.64 kv, sistem tiga fasa dan grounding terhubung delta. Maka didapatkan perhitungan nilai-nilai dari komponen kapasitor, induktor dan resistor adalah sebagai berikut: Kapasitor (C) Diketahui frekuensi fundamental sistem kelistrikan pabrik semen Tonasa V menggunakan 50 Hz. Induktor (L) Orde harmonisa yang hendak diredam adalah orde 7 sehingga didapat frekuensi tuning sebesar 350 Hz. Pemilihan frekuensi tuning untuk meredam harmonisa terkadang memerlukan sedikit toleransi, dalam hal ini dipilih frekuensi tuning 347 Hz. Pergeseran frekuensi tuning ini diperlukan untuk meng-cover frekuensi harmonisa yang akan diredam agar didapat performa maksimum dari filter. Peredaman harmonisa dengan frekuensi yang akan dituning, maka harus memenuhi syarat resonansi antara komponen induktor dengan kapasitor. Hal ini diperlukan untuk mendapatkan impedansi yang sekecilkecilnya untuk by pass arus harmonisa menuju grounding. Resistor (R) Faktor kualitas filter (Q) untuk jenis Single Tuned Filter berada dalam rentang 30 sampai 60 dan dipilih Q = 40. Maka nilai resistornya adalah: Dari hasil sumulasi tersebut maka diperoleh besar rugi daya pada sistem kelistrikan pabrik Tonasa V, seperti yang ditunjukkan pada grafik berikut ini Ket : Simulasi 1 = simulasi tanpa filter Simulasi 2 = simulasi filter terpasang semua Simulasi 3 = simulasi filter bus 581 SS 51 dilepas Simulasi 4 = simulasi filter bus 581 SS 52 dilepas Simulasi 5 = simulasi filter bus 581 SS 53 dilepas Simulasi 6 = simulasi filter orde 7 terpasang pada bus 581 SS 53 Simulasi 7 = simulasi setelah filter orde 7terpasang dan 3rd Order C-Type dioff-kan. Gambar 17. Grafik rugi daya Dari grafik diatas diperoleh nilai rugi daya yang terbesar diperoleh saat sistem belum terpasang filter harmonisa yaitu sebesar 7.62 MW. Setelah filter harmonisa terpasang sesuai data yang diperoleh dari pabrik Tonasa V, maka rugi daya yang diperoleh turun menjadi 7.12 MW. Setelah sistem ditambah dengan filter untuk harmonisa orde 7 rugi daya turun menjadi 7.01 MW. Rugi daya yang terkecil diperoleh ketika filter untuk harmonisa orde 7 65

terpasang dan filter sebesar 7 MW. 3rd Order C-Type dioff-kan yaitu V. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1. Besar THD (Total Harmonik Distortion) arus dan tegangan pada pabrik semen Tonasa V pada sistem 6.3 kv berdasarkan hasil simulasi menggunakan ETAP yaitu: a. Saat sebelum filter harmonisa terpasang yaitu sebesar 4,6 % untuk THD tegangan dan 10 % untuk THD arus. b. Saat setelah filter harmonisa terpasang yaitu sebesar 3,6 % untuk THD tegangan dan 10,5 % untuk THD arus. 2. Jenis harmonisa yang dominan yang muncul pada sistem kelistrikan pabrik semen Tonasa V berdasarkan hasil simulasi menggunakan ETAP yaitu harmonisa orde 7, orde 11 dan orde 13. 3. Harmonic filter yang sesuai untuk sistem kelistrikan pabrik semen Tonasa V adalah filter jenis single tuned untuk orde 7, orde 11 dan orde 13. Lokasi pemasangan Harmonic filter yaitu pada bus 581 SS 51, 581 SS 52, 581 SS 53. 4. Setelah pemasangan filter harmonisa orde 7 nilai THD tegangan sebesar 1.4 % dan nilai THD arus sebesar 10 % [4] Wolfe, W.H. and Hurley, W.G., (2002). Power Factor Correction and Harmonic Filtering for AC/DC Converters, IEEE 2002 28th Industrial Electronic Societ [5] Rakhmawati,Renny, dkk, (2007). Penggunaan Filter Daya Aktif Paralel untuk Kompensasi Harmonisa. Makassar. [6] C. Dugan Roger, dkk, (2004). Electrical Power Systems Quality, Second Edition. Downloaded from Digital Engineering Library @McGraw-Hill. [7] Kusko Alexander, Marc T Thompson (2007).Power Quality in Electrical System. The Mc-Grow Hills Componies, New York. [8] De La Rosa, Francisco C, (2006). Harmonics And Power Systems - Copyright 2006 by Taylor & Francis Group, Francis. [9] Institut Teknologi Sepuluh November. Modul Etap Power Plot, Surabaya, 2008. [10] Operation Technology,Inc. E T A P 5. 0. 0 A N S I S h o r t C i r c u i t, Southern California, 2004. SARAN 1. Bagi Perusahaan Dari hasil analisis, kami menyarankan agar memasang filter untuk menurunkan konten harmonisa orde ke-7 serta meng-off-kan filter tipe 3rd Order C- Type. Karena dari hasil simulasi filter tipe 3rd Order C-Type tidak mempengaruhi sistem secara signifikan setelah pemasangan filter harmonisa orde ke-7. 2. Bagi Universitas Untuk pengembangan penelitian ini, ada baiknya jika penelitian selanjutnya dilakukan analisis harmonisa pada jaringan distribusi tengangan rendah 0.4 kv pada pabrik semen Tonasa V. DAFTAR PUSTAKA [1] A. Bracale, G Carpinelli, dkk, (2004). International Converence on Harmonics and Quality of Power - ICHQP. [2] Grady, W.M and Santoso, S., (2001). Understanding Power System Harmonics, IEEE Power Engineering Review, November 2001 [3] Talacek, P.J. and Watson, N.R., (2002). Marginal Pricing of Harmonic Injections, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 17, No. 1, February 2002 66