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

dokumen-dokumen yang mirip
PENGATURAN DAYA AKTIF PADA UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) BERBASIS DUA KONVERTER SHUNT DAN SEBUAH KAPASITOR SERI

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

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

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

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

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

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

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

Oleh : ARI YUANTI Nrp

LAMPIRAN A RANGKAIAN CATU DAYA BEBAN TAK LINIER. Berikut adalah gambar rangkaian catu daya pada lampu hemat energi :

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

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

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

Desain Filter Pasif Pada Sistem Kelistrikan Industri Guna Mengurangi Distorsi Harmonisa

DAYA ELEKTRIK ARUS BOLAK-BALIK (AC)

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

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER

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

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

Reduksi Harmonisa dan Ketidakseimbangan Tegangan menggunakan Hybrid Active Power Filter Tiga Fasa berbasis ADALINE-Fuzzy

Desain dan Simulasi Konverter Buck Sebagai Pengontrol Tegangan AC Satu Tingkat dengan Perbaikan Faktor Daya

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

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

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

Oleh : Kikin Khoirur Roziqin Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mochammad Ashari, M.Eng. Ir. Sjamsjul Anam, M.T.

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

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

KUKUH WIDARSONO

Sistem Perbaikan Faktor Daya Pada Penyearah Diode Tiga Phasa Menggunakan Hysteresis Current Control

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

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

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

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

ANALISIS HARMONISA YANG DIHASILKAN CYCLOCONVERTER DENGAN BERBAGAI PARAMETER

PEMODELAN DAN SIMULASI STATIC SYNCHRONOUS SERIES COMPENSATOR (SSSC) MENGGUNAKAN KONTROL PWM UNTUK PENGATURAN ALIRAN DAYA PADA SISTEM TRANSMISI

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

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

Reduksi Harmonisa Arus Sumber Tiga-Fasa Dengan Transformator Penggeser Fasa

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

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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

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

ANALISA RUGI-RUGI PADA GARDU 20/0.4 KV

PERBAIKAN REGULASI TEGANGAN

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

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

BAB 1 PENDAHULUAN. Perkembangan pemakaian peralatan elektronika dengan sumber DC satu fasa

TESIS PENGURANGAN HARMONISA PADA KONVERTER 12 PULSA TIGA FASA MENGGUNAKAN DIAGONAL RECURRENT NEURAL NETWORK (DRNN)

NOPTIN HARPAWI NRP Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT Ir. Sjamsjul Anam, MT

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

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

Rancang Bangun AC - DC Half Wave Rectifier 3 Fasa dengan THD minimum dan Faktor Daya Mendekati Satu menggunakan Kontrol Switching PI Fuzzy

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 2, (2015) ISSN: ( Print) A-130

Voltage sag atau yang sering juga disebut. threshold-nya. Sedangkan berdasarkan IEEE Standard Voltage Sag

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

Peredaman Resonansi Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Industri Menggunakan Filter Hybrid Dengan Konduktansi Variable

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

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

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

Desain Konverter DC/DC Zero Voltage Switching dengan Perbaikan Faktor Daya sebagai Charger Baterai untuk Kendaraan Listrik

STUDI KESTABILAN SISTEM BERDASARKAN PREDIKSI VOLTAGE COLLAPSE PADA SISTEM STANDAR IEEE 14 BUS MENGGUNAKAN MODAL ANALYSIS

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

PENGARUH KOMBINASI PEMBEBANAN INDUKTIF DAN NON LINIER TERHADAP KARAKTERISTIK HARMONIK GENERATOR INDUKSI 3 FASE TEREKSITASI DIRI

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

Desain Unified Power Flow Controller (UPFC) Berbasis Dua Konverter Shunt dan Sebuah Kapasitor Seri

BAB III METODE PENELITIAN

Analisa dan Pemodelan PWM AC-AC Konverter Satu Fasa Simetri

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

BAB III METODE PENELITIAN

Perancangan Filter Harmonisa Pasif untuk Sistem Distribusi Radial Tidak Seimbang

Arrifat Lubis

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. A. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (Pembangkit Listrik Sistem

BAB I PENDAHULUAN. menimbulkan permasalahan kualitas daya. Komponen power

BAB I PENDAHULUAN. lainnya. Contohnya yaitu beban beban nonlinier, terutama peralatan listrik berbasis

Analisis Harmonik Pada Lampu Hemat Energi

Desain Penyearah 1 Fase Dengan Power Factor Mendekati Unity Dan Memiliki Thd Minimum Menggunakan Kontrol Pid-Fuzzy Pada Boost Converter

Dari Gambar 1 tersebut diperoleh bahwa perbandingan daya aktif (kw) dengan daya nyata (kva) dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf) atau cos r.

1. BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

STUDI PENGARUH PEMASANGAN STATIC VAR COMPENSATOR TERHADAP PROFIL TEGANGAN PADA PENYULANG NEUHEN

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

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

Analisis Harmonik pada Lampu Light Emitting Diode

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR PWM (PULSEWIDTH MODULATION) TIGA FASA MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

ANALISA HARMONISA DAN PENGARUHNYA TERHADAP TORSI ELEKTROMAGNETIK PADA MOTOR INDUKSI JENIS ROTOR BELIT PADA SISTEM PEMAKAIAN SENDIRI PT PJB GRESIK

BAB I PENDAHULUAN. industri, tegangan masukan pada peralatan tersebut seharusnya berbentuk

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

SIMULASI PEMASANGAN FILTER HARMONISA PADA SISTEM TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

BAB 1 PENDAHULUAN. serta dalam pengembangan berbagai sektor ekonomi. Dalam kenyataan ekonomi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

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

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

ANALISIS PENGARUH BEBAN NONLINIER TERHADAP KINERJA KWH METER INDUKSI SATU FASA

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

BAB III METODE PENELITIAN

Penyearah (rectifier) Permasalahan yang ditimbulkan oleh harmonisa Permasalahan Harmonisa pada Transformator...

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

Transkripsi:

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: 2301-9271 B-91 Desain dan Simulasi Switched Filter Compensation Berbasis Tri Loop Error Driven Weighted Modified Pid Controller untuk Peningkatan Kualitas Daya Listrik Moch. Wahyu Jasa Diputra, Vita Lystianingrum Budiharto Putri, Mochamad Ashari Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: ashari@ee.its.ac.id Abstrak SFC (Switched Filter Compensation) merupakan bagian dari FACTS devices yang digunakan untuk meningkatkan kualitas daya listrik pada sistem transmisi yang dipasang pada sisi pengirim daya. SFC terdiri dari sebuah kompensasi seri dan dua kompensasi shunt. Pada tugas akhir ini dilakukan desain SFC yang dikontrol dengan menggunakan tri loop error driven yang tergabung dengan weighted modified PID. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pemasangan SFC berbasis dua kompensasi seri dan dua kompensasi shunt dapat menaikkan tegangan bus generator, perbaikan power factor dan mengurangi THD. Pengujian pada sistem menunjukkan bahwa SFC memiliki respon yang baik ketika terjadi gangguan pada sistem. Kata Kunci power factor, tegangan, THD, SFC, FACTS P I. PENDAHULUAN ENINGKATAN dalam konsumsi energi listrik selalu diikuti dengan permintaan dalam kualitas, keandalan dan keamanan energi listrik. Namun seiring dengan perkembangan pemakaian energi listrik maka kendala-kendala dalam energi listrik juga semakin kompleks seperti terjadinya turunnya tegangan, tegangan lebih, arus lebih, turunnya power factor, harmonisa (THD) dan lain-lain. Salah satu cara adalah dengan menggunakan FACTS devices. FACTS devices pada umumnya digunakan untuk mengontrol transmisi. Sejak pengenalan FACTS dan konsep pengaturan daya, peralatan seperti Static Synchronous Compensator (Statcom), Static Var Compensator (SVC), Thrystor Controlled Series Capacitor (TCSC), dan UPFC telah mengalami pengembangan untuk peningkatan peningkatan kualitas daya dan keandalan sistem[1]. Untuk mengerti bagaimana hasil peningkatan/perbaikan dari FACTS devices, maka pengertian dasar tentang kualitas daya diperlukan[1]. Masalah dalam kualitas daya dijelaskan sebagai variasi pada tegangan, arus atau frekuensi yang dapat menyebabkan kegagalan pada peralatan[1]. Pada sistem kelistrikan modern telah terjadi peningkatan beban non-linier, seperti konverter, transformator, mesin-mesin berputar, variable speed drive (VSD), lampu hemat energi (LHE), dll[2]. Karena beban non-linier inilah yang menyebabkan harmonisa. Salah satu besaran dalam harmonisa adalah Total Harmonic Distortion (THD). Besaran ini didefinisikan sebagai persentase total komponen harmonisa terhadap komponen fundamentalnya (komponen dapat berupa tegangan atau arus) [3]. Harmonisa dapat mengganggu sistem distribusi listrik karena menyebabkan gelombang arus dan tegangan menjadi cacat dan tidak sinusoidal lagi. Akibatnya pada peralatan adalah meningkatnya rugi tembaga dan rugi arus eddy pada transformator dan mengganggu pengoperasian kontroler pada sistem elektonik[3]. Metode yang ditawarkan untuk meningkatkan kualitas daya sistem adalah SFC (Switched Filter Compensation). FACTS yang berbasiskan kompensasi seri dan dua kompensasi paralel ini dikontrol oleh tri loop error driven yang tergabung dengan weighted modified PID. Penggunaan kompensasi konverter seri dan dua kompensasi shunt diharapkan dapat membuat SFC meningkatkan kualitas daya, memperbaiki power factor, membatasi tegangan jatuh dan arus hubung singkat pada sistem. II. SISTEM DENGAN SFC BERBASIS DUA KOMPENSASI SHUNT DAN SEBUAH KOMPENSASI SERI Sistem tenaga listrik yang disimulasikan adalah sebuah pembangkit yang terhubung dengan beban dan infinite bus yang ditunjukkan pada gambar 1. Unit pembangkit yang dipakai adalah sebuah generator sinkron, digunakan untuk menyuplai beban yang berada di daerah pembangkit dan bus infinite. Beban tersebut merupakan perwakilan dari bebanbeban yang digunakan untuk mendukung operasi pembangkit tersebut. Dalam penyaluran daya pembangkit ke infinite bus terdapat SFC, trafo dan saluran transmisi sepanjang 300 km. Generator yang digunakan memiliki tegangan 22 kv dengan frekuensi 50 Hz dan kapasitas 600 MVA, dengan tegangan generator dinaikkan oleh trafo menjadi 500 kv pada sisi saluran transmisi. Saluran transmisi yang digunakan pada sistem memiliki sifat induktif dan resistif. Peletakan SFC berada pada daerah tegangan 22 kv karena beban besar yang berpengaruh pada sistem berada dekat dengan pembangkit tersebut. Keterangan Gambar 1: V S dan V R : Tegangan sisi kirim dan ujung sisi terima

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: 2301-9271 B-92 V S2 : Tegangan pada ujung sisi kirim sebelum trafo transmisi V R2 : Tegangan pada ujung sisi kirim sebelum saluran transmisi V B : Tegangan pada bus beban V cap : Tegangan pada kapasitor DC B g dan B g1 : Bus generator dan bus sisi kirim sebelum trafo transmisi B s : Bus sisi kirim sebelum saluran transmisi Bi : Bus sisi terima/infinite X, R : Induktor dan resistor yang mewakili saluran transmisi NLL : Beban non-linear DL : Beban dinamis SFC : Switched filter compensation, FACTS devices yang digunakan pada sistem ini B. Kompensasi Shunt 1 Kompensasi shunt 1 atau filter pasif berfungsi untuk menyerap atau mengalirkan arus pada frekuensi tertentu. Seperti terlihat pada gambar 2 dimana filter ini disebut tune arm filter yang terdiri dari resistor, kapasitor, dan induktor. Filter pasif ini hanya dapat mengalirkan orde harmonisa pada frekuensi tertentu. Sehingga satu filter hanya bekerja pada satu frekuensi. Nilai parameter filter tertulis pada tabel 1. Gambar 1. Single line diagram Sistem dengan SFC III. PEMODELAN KOMPONEN SFC BERBASIS DUA KOMPENSASI SHUNT DAN SEBUAH KOMPENSASI SERI Desain SFC yang diterapkan pada tugas akhir ini adalah dengan menggunakan kompensasi seri berupa kapasitor bank yang dipasang secara seri pada jaringan sistem dan kompensasi shunt yang terdiri dari kapasitor bank dan filter pasif yang terdiri dari kapasitor, resistor dan induktor seperti gambar 2. Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa untuk proses kerja kompensasi shunt dipengaruhi oleh rangkaian saklar yang diatur dengan sinyal p1 dan p2. Sedangkan untuk kompensasi seri tidak dipengaruhi oleh kontroller apapun. A. Kompensasi Seri Kompensasi seri ini mempunyai peran untuk mengurangi impedansi transmisi jaringan. Sesuai dengan sifat kapasitor yang kapasitif berlawanan dengan sifat dari jaringan transmisi yang bersifat induktif. Pemasangan Kapasitor seri Cs yang terhubung secara seri dengan jaringan tiga fasa menyebakan impedansi jaringan transmisi secara keseluruhan berubah sesuai dengan rumus Gambar 2. SFC Tabel 1 Nilai Parameter Filter pasif No. Parameter Filter Nilai 1 Kapasitor 12,5 μf 2 Induktor 22,5 mh 3 Resistor 0,5 Ω Dengan mengetahui nilai kapasitor, induktor dan resistor yang digunakan, maka orde harmonisa yang akan diserap maksimal oleh filter dapat dihitung dengan rumus Dengan menggunakan rumus 2 maka frekuensi resonansi filter berada pada frekuensi 300 Hz. C. Kompensasi Shunt 2 Kompensasi shunt yang berupa kapasitor bank terpasang paralel terhadap sistem berfungsi untuk menyuplai daya reaktif terhadap sistem. Seperti terlihat pada gambar 2, diantara kapasitor bank dengan pentanahan terdapat saklar. Saklar tersebut dikontrol oleh sinyal P1 untuk menutup dan membuka. Dimana nilai Z pada kompensasi shunt hanya dipengaruhi nilai kapasitor, sehingga Z = X C. Dengan nilai kapasitor sebesar 12,5 μf Untuk menghitung daya reaktif yang dihasilkan oleh kapasitor ini dapat diperoleh dengan mensubtitusikan nilai X C pada persamaan Nilai kapasitor yang digunakan sebesar 660 μf karena besar beban pada infinite bus sebesar 107 MVA. D. Rangkaian Kontrol Kompensasi Shunt Rangkaian kontrol ini berfungsi untuk mengendalikan saklar pada kompensasi paralel. Sehingga diperoleh pengaturan daya reaktif yang sesuai dengan kebutuhan sistem. Sinyal output p1 dan p2 merupakan sinyal yang dihasilkan

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: 2301-9271 B-93 oleh pwm generator yang bersifat komplementer, jika p1 high (menutup) maka p2 low (membuka) 1) Tri Loop Error Driven Kontroller error ini berfungsi untuk memperkecil error yang berasal dari sinyal pengukuran yang dibandingkan dengan sinyal referensi. Desain kontroller error ini dapat dilihat pada gambar 3 berikut. Pada Gambar tersebut dapat dilihat sinyal input yang diukur Iabc dan Vabc berasal dari bus generator. Sinyal tegangan dan arus yang diukur tersebut akan diambil salah satu fasa misal, fasa a. Ia dan Va yang terukur tersebut akan dijadikan acuan untuk melakukan perhitungan daya (Pa). Untuk memisahkan sinyal fundamental dan harmonisa akan digunakan Low Pass Filter. Tiap-tiap loop akan menghasilkan error yang dijumlahkan, menjadi global error yang selanjutnya akan diolah oleh kontroler PID. merupakan fungsi delay dari dirinya sendiri. Output Error sequential ini akan dikalikan dengan gain, selanjutnya akan ditambahkan dengan output PID. A. Nilai Parameter Sistem IV. HASIL SIMULASI Tabel 3 menunjukkan nilai parameter yang digunakan pada simulasi. Nilai rating trafo, beban linier, beban non-linier, resistansi saluran dan induktansi saluran yang digunakan disesuaikan dengan nilai pada referensi [1]. Rating daya generator yang digunakan sebesar 600 MVA dengan frekuensi 50 Hz. Sudut fasa tegangan pada sisi generator mendahului sebesar 5,79ᴼ sehingga akan terdapat aliran daya aktif dan daya reaktif pada saluran. TABEL 2 NILAI PARAMETER SISTEM No. Parameter Sistem Nilai 1 Tegangan RMS Fasa- 12,7 5.79ᴼ kv Netral Generator 2 Tegangan RMS Fasa- 288,67 0ᴼ kv Netral Bus Infinite 3 Frekuensi Kerja 50 Hz 4 Resistansi Saluran 0,01273 Ω/kM Transmisi 5 Induktansi Saluran 0,9337 mh/km Transmisi 6 Panjang Saluran 300 km Transmisi 7 Daya Rating Generator 600 MVA 8 Daya Rating 600 MVA Transformator 9 Rating beban Non- 30 MVA Linear 10 Rating beban Linear 30 MVA 11 Rating beban Dinamis 24,1 MVA 12 Bus Infinite 107 MVA Gambar 3. Tri loop error driven [1] Gambar 4. Weighted modified controller[1] 2) Weighted modified PID Kontroller yang digunakan untuk mengolah sinyal error adalah kontroler PID yang telah dimodifikasi. Modified PID menggunakan error sequential activation yang berada di sekitar PID seperti terlihat pada gambar 4. Error sequential ini terdiri 2 fungsi, fungsi pertama merupakan perkalian cross antara global error dengan dirinya sendiri. Fungsi yang kedua B. Simulasi Sistem Tanpa SFC tanpa beban non-linier Simulasi sistem tanpa SFC dilakukan dengan parameter tegangan dan frekuensi sesuai dengan nilai yang tertera pada Tabel 2. Beban yang diberikan pada sisi generator adalah beban linier tiga fasa dan beban dinamis tiga fasa sebesar 54,1 MVA atau sebesar 0,09 pu. Gambar 5 8 (a) menunjukkan bahwa daya aktif di bus generator sebesar 0,2093 pu sedangkan daya reaktifnya mencapai 0,3938 pu. Hal ini mengakibatkan faktor daya yang sangat rendah yaitu 0,4692. Selain hal tersebut kita dapat melihat tegangan terukur di bus generator sebesar 0,9996 pu, hal ini menunjukkan tegangan generator berada pada kondisi dibawah 1 pu namun kondisi tegangan tersebut masih berada pada kondisi yang bisa ditoleransi. C. Simulasi Sistem Dengan SFC tanpa beban non-linier Setelah mengetahui kinerja sistem tanpa menggunakan SFC, dilakukan simulasi sistem dengan menggunakan SFC. Rangkaian sistem dengan SFC terpasang pada bus sisi kirim. Pengamatan besar kualitas daya pada bus generator setelah digunakan SFC dapat dilihat pada tabel 4 dan gambar 5 8 (b). Besar daya aktif yang dibangkitkan oleh generator sebesar

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: 2301-9271 B-94 0,3661 pu sedangkan daya rekatif yang dihasilkan oleh generator sebesar 0,139 pu. Hal tersebut menunjukkan terjadi peningkatan pada daya aktif dan penurunan pada daya reaktif. Oleh karena itu, Pf generator menjadi naik 0,9294. Pemasangan SFC membuat tegangan generator menjadi meningkat sebesar 1,096 pu jika dibandingkan dengan tanpa SFC sebesar 0,9996. Tabel 3 Hasil Perbandingan Sistem tanpa dan dengan SFC tanpa beban non-linier pada bus generator Parameter Sistem Tanpa SFC Dengan SFC Daya Aktif 0,2093 0,3661 Daya Reaktif 0,3938 0,139 Faktor Daya 0,4692 0,9294 Tegangan V L-L 0,9996 1,096 Gambar 5. Aliran daya aktif pada bus generator sistem tanpa beban non-linier Gambar 6. Aliran daya reaktif pada bus generator sistem tanpa beban nonlinier Gambar 8. RMS Tegangan pada Bus Generator sistem tanpa non-linier D. Simulasi Sistem kondisi hubung singkat tanpa beban non-linier Pengamatan pertama dilakukan terhadap respon sistem ketika diberi hubung singkat pada lokasi didaerah setelah trafo atau pada daerah transmisi. Hubung singkat dilakukan selama 0,1 detik pada detik 0,2 0,3. 1) Simulasi Sistem Dengan SFC tanpa beban non-linier Dari gambar 9-10 (a) dapat dilihat bahwa kondisi tegangan generator mengalami penurunan ketika terjadi hubung singkat pada detik 0,2-0,3. Sedangkan untuk arus Generator mengalami kenaikan yang cukup besar mencapai 5 pu, hal ini disebabkan oleh generator sebagai penyupalai arus ketika hubung singkat. 2) Simulasi Sistem Dengan SFC tanpa beban non-linier Dari gambar 9-10 (b) dapat dilihat bahwa kondisi tegangan generator mengalami kenaikan walaupun terjadi hubung singkat. Sedangkan kondisi arus yang terjadi ketika terjadi hubung singkat pada detik 0,2-0,3 yang terukur pada bus generator mengalami kenaikan namun tidak sebesar dengan kondisi tanpa SFC. Hal ini dikarenakan peletakkan SFC pada posisi sebelum trafo. Ketika terjadi hubung singkat, kompensasi seri pada SFC bersifat discharge sehingga tegangan pada bus beban tidak turun tetapi mengalami kenaikan. Kondisi arus pada bus generator tidak mengalmi kenaikan yang berlebihan karena ketika terjadi hubung singkat kapasitor seri disini menjadi hambatan Xc. Gambar 7. Pf pada Bus Generator sistem tanpa non-linier Gambar 9. Tegangan RMS pada bus generator sistem tanpa beban non-linier Gambar 10. Arus RMS pada bus generator sistem tanpa beban non-linier

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: 2301-9271 B-95 E. Simulasi Sistem kondisi pelepasan beban dengan beban non-linier Pada pengujian kali ini dilakukan pengujian pada sistem berupa pelepasan beban. Beban yang digunakan pada percobaan kali ini adalah beban linier, beban dinamis, dan beban non-linier. Dari ketiga beban tersebut beban yang akan dilepas adalah beban linier. Pelepasan beban dilakukan selama 0,1 detik pada waktu 0,2 0,3. 1) Simulasi Sistem Tanpa SFC Pada gambar 11-12 (a) dapat dilihat kondisi tegangan dan arus pada sistem ketika terjadi kondisi pelepasan beban. Pada kondisi tersebut diperoleh kondisi tegangan naik pada detik 0,2-0,3. Dan kondisi arus turun pada bus generator di detik 0,2-0,3. 2) Simulasi Sistem Dengan SFC Pada gambar 11-12 (b) dapat dilihat kondisi tegangan dan arus pada sistem ketika terjadi kondisi pelepasan beban. Pada kondisi tersebut diperoleh kondisi tegangan tidak mengalami kenaikan atau tegangan pada tiap-tiap bus tetap sama atau stabil ketika terjadi pelepasan beban pada detik 0,2-0,3. Hal ini disebabkan SFC mampu merespon dengan cepat dalam pengaturan daya reaktif. Sedangkan arus pada bus mengalami penurunan (sama dengan kondisi tanpa SFC). tentang pengaruh harmonisa pada bus generator dan bus infinite. 1) Simulasi Sistem tanpa SFC Analisis harmonisa dilakukan pada bus beban. Dengan kondisi tegangan bus beban pada saat beban nonlinier terpasang ditunjukkan pada gambar dibawah. Dari hasil simulasi yang ditunjukkan oleh gambar 13 dan 14 pada saat beban non linear terpasang, terlihat bahwa harmonisa tegangannya adalah 18,63 % dengan komponen fundamental 1.415 pu. Sedangkan harmonisa arus yang timbul adalah 25.03 % dengan komponen arus fundamental sebesar 0,1673 pu. Terlihat pula dari kedua gambar tersebut, bentuk gelombang dari arus maupun tegangan sudah tidak lagi sinusoidal murni, dikarenakan oleh adanya komponen-komponen harmonisa pada gelombang tersebut. 2) Simulasi Sistem dengan SFC Seperti yang disebutkan diatas bahwa bus yang dilihat adalah bus beban. Dari bus beban akan dilihat kondisi arus dan tegangan ketika dipasang SFC. Karena pada tabel sebelumnya diperoleh orde THD besar berada pada orde 3, 5, 7 dan 11. Maka filter pasif yang digunakan disini dituning pada frekuensi 300. Dari hasil simulasi yang ditunjukkan oleh gambar 15 dan 16 pada saat beban non linear terpasang, terlihat bahwa harmonisa tegangannya adalah 6,77 % dengan komponen fundamental 1.52 pu. Sedangkan harmonisa arus yang timbul adalah 21.14 % dengan komponen arus fundamental sebesar 0,1785 pu. Dari data tersebut dapat kita peroleh bahwa harmonisa arus dan tegangan pada bus beban menjadi berkurang. Gambar 11. Tegangan RMS pada bus generator sistem dengan beban nonlinier Gambar 13 Gelombang dan Spektrum arus pada bus beban tanpa SFC Gambar 12. Arus RMS pada bus generator sistem dengan beban non-linier F. Simulasi Sistem kondisi Harmonisa dengan beban nonlinier Pada pengujian kondisi harmonisa dilakukan pada kondisi sistem yang terpasang beban linier, beban dinamis dan beban non-linier. Dengan Pemasangan beban-beban tersebut akan dilakukan analisis harmonisa yang terjadi pada salah satu bus. Bus akan dibahas disini adalah bus beban karena lokasinya yang berdekatan dengan SFC. Selanjutnya akan dibahas Gambar 14 Gelombang dan Spektrum tegangan pada bus beban tanpa SFC

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: 2301-9271 B-96 Gambar 15 Gelombang dan Spektrum arus pada bus beban dengan SFC Gambar 16 Gelombang dan Spektrum tegangan pada bus beban dengan SFC Tabel 5 menunjukkan hasil perbandingan pada saat menggunakan SFC dan tidak pada kondisi harmonisa. Dapat dilihat pada tabel bahwa ketika tidak dipasang SFC dan dipasang SFC kondisi tegangan dan arus bus beban mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan ketika harmonisa diredam bentuk sinyal tegangan mendekati bentuk sinusoidal. Tabel 5 Perbandingan Sistem tanpa dan dengan SFC kondisi Harmonisa Parameter Sistem Tanpa SFC Dengan SFC Faktor Daya 0,4548 0,4642 Arus Fundamental 0,1673 pu 0,1785 pu (peak) Teg. Fundamental 1,451 pu 1,52 pu (peak) Arus Fundamental 0,1238 pu 0,1320 pu (rms) Teg. Fundamental 1 pu 1,1 pu (rms) THD Arus 25,03 % 21,14 % THD Tegangan 18,63 % 6,77 % Dari hasil tabel diatas, setelah pemasangan SFC pada sistem dapat diperoleh THD arus dan tegangan bus beban berhasil diturunkan. THD arus yang awalnya sebesar 25,03 % turun menjadi 21,14 % dan untuk THD tegangan turun dari 18,63 % menjadi 6,77 %. Pemasangan SFC dapat mengurangi THD tegangan bus generator dan bus infinite menjadi 6,77 %. Namun hal ini berkebalikan dengan THD arus yang mengalami peningkatan pada bus generator menjadi 11,73 % dan pada bus infinte menjadi 1,59. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa SFC selain dapat mengurangi harmonisa, juga dapat menghasilkan harmonisa. Adanya THD arus pada bus generator dan infinite yang mengalami kenaikan juga dikarenakan peletakan posisi SFC yang lebih dekat dengan bus beban dibandingkan bus yang lain. V. KESIMPULAN/RINGKASAN A. Kesimpulan Dari hasil simulasi dan analisis data yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa: 1) Pemasangan SFC pada sisi tegangan menengah dapat menaikkan tegangan dan power factor (pf) pada bus generator. Sebelum pemasangan SFC tegangan 0,9996 pu dan pf 0,4692. Dan setelah pemasangan SFC tegangan menjadi 1,096 pu dan pf menjadi 0,9294. 2) SFC ini berfungsi dengan baik pada kondisi hubung singkat. Sebelum pemasangan SFC, tegangan bus generator ketika diberi hubung singkat turun mencapai 0,4 pu dan arus naik mencapai 5 pu. Setelah pemasangan SFC tegangan naik diantara 1,35 pu dan arus dapat diredam menjadi 0,6 pu. 3) SFC yang menggunakan kompensasi seri dan paralel memiliki respon yang baik dalam menghadapi pelepasan beban. Hal tersebut karena SFC ini mampu membuat tegangan generator tetap dalam kondisi stabil. 4) Bila ditinjau dari sisi harmonisa, maka SFC ini telah berhasil mengurangi harmonisa. Dari THD arus beban 25,03% menjadi 21,14% dan THD tegangan beban 18,63% menjadi 6,77%. B. Saran 1) Tugas akhir ini dibatasi pada beban linear, dinamis dan nonlinear, untuk penelitian selanjutnya dapat digunakan beban motor induksi untuk membuat sistem lebih nyata. 2) Untuk hasil lebih optimal, maka parameter Kontroler PID pada SFC dapat dicari dengan kecerdasan buatan. DAFTAR PUSTAKA [1] Adel. M. Sharaf, Abdelazeem A. Abdelsalam, A Novel Switched Filter Compensation Scheme For Power Quality Enhancement And Loss Reduction, IEEE 978-1-61284-922-5/11, (2011). [2] Setyawan Ricky Dwi, Desain Dan Simulasi Filter Aktif Multilevel Menggunakan Synchronous Reference Frame Berbasis Fuzzy Logic Untuk Jaringan Distribusi Tiga Fasa, Buku TA, (2011, Juli). [3] Mack Grady, Understanding Power System Harmonics, Dept. of Electrical & Computer Engineering University of Texas at Austin, Ch. 1, (2006, Juni).