BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik sangat di butuhkan pada zaman modern ini, karena saat ini kebutuhan manusia akan teknologi semakin meningkat. Oleh karena itu para ilmuan berlomba-lomba menemukan alat-alat yang dapat mempermudah pekerjaan manusia. Alat-alat tersebut sebagian besar menggunakan listrik. Baik untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari maupun untuk memenuhi kebutuhan industri. Energi listrik sampai ke konsumen pertama - tama dibangkitkan pada pusat pembangkit tenaga listrik, kemudian ditransmisikan ke pusat-pusat beban (gardu distribusi) melalui saluran transmisi tegangan tinggi dan saluran transmisi tegangan menegah. Penyaluran energi listrik dari gardu distribusi sampai pada beban dilakukan melalui jaringan tegangan rendah. Terdapat dua jenis beban yang terpasang pada suatu sistem tenaga listrik, yaitu beban linier dan beban non linier. Beban non linier adalah beban yang komponen arusnya tidak proporsional terhadap komponen tegangannya, sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang masukannya (mengalami distorsi). Contoh beban non linier berupa aplikasi elektronika daya antara lain adalah penyearah (power supply), komputer, pengaturan kecepatan motor, (lampu-lampu pelepasan), alat-alat ferromagnetik, UPS (uniinterruptible power supply), motor arus searah (DC), tungku busur api, dan sebagainya (Dugan ; Rizy, 2001). Meningkatnya pengoperasian beban-beban non linier mengakibatkan terjadinya distorsi pada gelombang arus dan tegangan. Gangguan akibat adanya distorsi gelombang disebut harmonisa. Harmonisa merupakan gangguan pada sistem tenaga listrik yang mengakibatkan terbentuknya gelombang dengan frekuensi yang menyimpang dari frekuensi fundamentalnya yaitu berkisar antara 50Hz-60Hz. Sehingga bentuk gelombang tegangan dan arus tidak sinusiodal murni lagi. Akibat dari harmonik yang terjadi komponen-komponen peralatan dalam sistem akan mengalami penurunan kinerja dan bahkan akan mengalami kerusakan. Salah satu dampak 1
2 yang umum dari gangguan harmonisa adalah panas berlebih pada kawat netral, menimbulkan rugi-rugi pada sistem dan transformator serta dapat menghasilkan arus netral yang lebih tinggi dari arus phase. Besarnya harmonisa pada suatu sistem distribusi tenaga listrik disebut dengan Total Harmonic Distortion (THD). Total Harmonic Distortion (THD) merupakan nilai prosentase antara total komponen harmonisa dengan komponen fundamentalnya. Semakin besar prosentase THD ini menyebabkan semakin besarnya resiko kerusakan peralatan akibat harmonisa yang terjadi pada arus maupun tegangan. PLTS merupakan pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Sel surya atau sel photovoltaic adalah alat yang mengubah energi matahari menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik, dimana proses pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P di bagian atas terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik (Mansyur., 2012). Penyulang Abang merupakan penyulang dengan konfigurasi sistem distribusi tipe radial dan mendapatkan pasokan tenaga lisrik dari Gardu Induk (GI) Amlapura dengan beban puncak sebesar 1989 kw (PT. PLN). Pada awal tahun 2013, tepatnya tanggal 25 Februari 2013 penyulang Abang memiliki 2 suplai tenaga listrik yaitu dari GI Amlapura dan PLTS. PLTS yang sebagian besar menggunakan peralatan yang merupakan beban-beban non linear, seperti inverter yang menggunakan 50 buah. Berdasarkan kondisi tersebut penulis ingin melakukan penelitian tentang Analisa Distorsi Harmonisa Pada Penyulang Abang Karangasem Setelah Terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Pada analisa tugas akhir ini akan dibandingkan bagaimana distorsi harmonisa sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada penyulang Abang Karangasem.
3 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka didapat rumusan masalah, yaitu : 1. Bagaimanakah kondisi Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada jaringan distribusi 20 kv penyulang Abang Kabupaten Karangasem? 2. Bagaimana perbandingan Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada jaringan distribusi 20 kv penyulang Abang Kabupaten Karangasem? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Untuk mengetahui kondisi Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada jaringan distribusi 20 kv penyulang Abang Kabupaten Karangasem. 2. Untuk mengetahui bagaimanakah perbandingan Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya sebelum dan sesudah terpasangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) pada jaringan distribusi 20 kv penyulang Abang Kabupaten Karangasem. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diberikan dari penulisan tugas akhir ini adalah dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk meningkatkan kualitas tenaga listrik pada sistem distribusi 20 kv di PLN Bali Timur Rayon Karangasem serta dapat memberikan pengetahuan kepada masyarakat pada umumnya dan mahasiswa Teknik Elektro pada khususnya bagaimana kajian dan analisa Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Penyulang Abang Karangasem.
4 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian Mengingat demikian luasnya ruang lingkup permasalahan, maka dibuat pembatasan masalah serta asumsi-asumsi sebagai berikut, yaitu : 1. Analisis penelitian dilakukan dengan menggunakan simulink MATLAB. 2. Analisa Total Harmonic Distortion (THD) dan rugi-rugi daya pada Penyulang Abang setelah masuknya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dilakukan dengan menentukan beban siang berdasarkan beban puncak karena Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini tidak menggunakan baterai. 3. Sistem distribusi yang dievaluasi adalah sistem distribusi tipe radial. 4. Data Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang digunakan hanya daya yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), sehingga tidak dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). 5. Data beban linear non Karena PLN tidak pernah mencatat data beban non linier yang tersambung pada gardu distribusi, maka akan di asumsikan 50% dari total beban yang terpasang pada gardu distribusi adalah beban non linier sedangkan 50% sisanya adalah beban linier. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam penelitian ini terbagi menjadi tiga bab, dengan uraian sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Pada bab pendahuluan dijelaskan mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, ruang lingkup dan batasan penelitian. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Meliputi: teori-teori tentang harmonisa, tingkat kandungan harmonisa, THD, distorsi daya, kualitas daya sistem distribusi serta lainnya yang dapat menunjang penelitian Tugas Akhir ini. BAB III : METODELOGI PENELITIAN
5 Pada bab ini dijelaskan mengenai tempat dan waktu penelitian, sumber data, teknik pengumpulan data dan langkah pelaksanaan penelitian serta alur analisis yang digunakan.