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

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

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

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

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

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

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

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

Desain Filter Pasif Pada Sistem Kelistrikan Industri Guna Mengurangi Distorsi Harmonisa

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

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER

Analisis Pemasangan Detuned Reactor dan Perancangan Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Pabrik Kaca

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

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

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

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

PENENTUAN PERALATAN UNTUK MEREDAM HARMONISA BERDASAKAN JENIS SUMBER HARMONISA, ORDE DAN MAGNITUDE HARMONISA DENGAN MEMPERHITUNGKAN BIAYA INVESTASI

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

Arrifat Lubis

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Penentuan Peralatan Untuk Meredam Harmonisa Berdasakan Jenis Sumber Harmonisa, Orde dan Magnitude Harmonisa dengan Memperhitungkan Biaya Investasi

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

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

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

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

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

Analisis Power Quality Pada Sistem Kelistrikan PT. Indopipe Polyplast

Perencanaan High Pass dan Single Tuned Filter Sebagai Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur

Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah Untuk Mengurangi Harmonisa Akibat Penambahan Beban Pada Sistem Kelistrikan PT.

SIMULASI PEMASANGAN FILTER HARMONISA PADA SISTEM TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

Perancangan Filter Harmonisa Pasif untuk Sistem Distribusi Radial Tidak Seimbang

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

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

III. METODE PENELITIAN

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

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

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

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

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

KUKUH WIDARSONO

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

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

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

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

Arrifat Lubis

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

Aplikasi Filter Pasif Pada Beban Inverter Tiga Fase Berbeban

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

ANALISIS UNJUK KERJA HARMONIK DI INSTALASI LISTRIK INDUSTRI DAN UPAYA PENANGGULANGGANNYA. Janny F. Abidin 1)

APLIKASI FILTER PASIF SEBAGAI PEREDUKSI HARMONIK PADA INVERTER TIGA FASE

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

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

Oleh : ARI YUANTI Nrp

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

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

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

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

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

Gambar 1.1 Gelombang arus dan tegangan pada beban non linier

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

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

IDENTIFIKASI KUALITAS DAYA LISTRIK GEDUNG UNIVERSITAS PGRI SEMARANG

PERENCANAAN DAN ANALISIS PENENTUAN LETAK FILTER HARMONIK PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

DAMPAK PENGGUNAAN KAPASITOR PADA SISTEM DISTRIBUSI YANG TERKONTAMINASI HARMONISA

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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. adanya pembentukan gelombang-gelombang yang tidak sinusoidal atau dengan

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

Dosen Pembimbing : Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D. Dimas Fajar Uman Putra, ST., MT. Oleh : Rahmat Septian Wijanarko

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

ANALISIS HARMONISA YANG DIHASILKAN CYCLOCONVERTER DENGAN BERBAGAI PARAMETER

Analisis Aliran Daya Harmonisa Dengan Metode ZBR Pada Sistem Distribusi Tiga Fasa Weakly Meshed

PERENCANAAN HIGH PASS DAN SINGLE TUNED FILTER SEBAGAI FILTER HARMONISA PADA SISTEM KELISTRIKAN ESP DI PT MEDCO E&P INDONESIA

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

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

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

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

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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini

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

Efektivitas Penggunaan Filter Pasif LC dalam Mengurangi Harmonik Arus

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

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

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

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

S I L M I /TE

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

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

Analisis Pemasangan Filter Pasif untuk Menanggulangi Distorsi Harmonisa Terhadap Beban non Linier di PT.Wisesa Group

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

Transkripsi:

Studi Harmonik Pasif pada Sisi Tegangan Rendah pada Sistem Kelistrikan PT. Semen Tonasa V Sulawesi Selatan Rizky Aulia Heydar, Prof.Dr.Ir. Adi Soeprijanto, MT., Prof.Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri (FTI) - Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60 E-mail: adisup@ee.its.ac.id ; zenno_379@yahoo.com Abstrak Kegagalan sistem disribusi yang disebabkan oleh gangguan harmonisa adalah permasalahan serius dalam sistem peralatan tenaga listrik. Plant diambil dari sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan. Dalam penelitian ini untuk mengurangi distorsi dalam bentuk harmonisa akan dirumuskan suatu penyelesaian dalam mendesain filter harmonisa pada sisi tegangan rendah. Batasan dalam analisa harmonisa antara lain dilakukan dengan simulasi menggunakan software ETAP 7.5.0. Analisa desain perencanaan filter harmonisa untuk meredam tingkat distorsi harmonisa adalah langkah yang diambil sebelum pemasangan filter pada bus dengan level tegangan rendah 0,4 kv (low voltage) terhadap aliran daya dan harmonisa di sistem kelistrikan Pabrik PT. Semen Tonasa V Sulawesi Selatan. Sehingga nantinya dapat diketahui kondisi frekuensi harmonisa sebelum dan sesudah penerapan hasil rancangan dari filter harmonisa pada sisi tegangan rendah. harmonisa yang digunakan berjenis filter pasif. Sistem kelistrikan dalam keadaan steady state, semua beban beroperasi, dan menggunakan standar harmonisa 59-992. filter ini berfungsi dengan baik untuk meningkatkan nilai power factor dan meredam distorsi harmonisa serta menurunkan nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan. Kata Kunci : distorsi, harmonisa, filter pasif, low voltage, steady state D I. PENDAHULUAN ALAM sektor industri, energi listrik merupakan komponen yang sangat penting. Permasalahan kualitas daya akan muncul dengan semakin berkembangnya penerapan teknologi elektronika dalam bidang industri. PT. (Perseroan Terbatas) Semen Tonasa V Sulawesi Selatan, produsen semen terbesar di kawasan timur Indonesia yang menempati lahan seluas 75 hektar di desa Bungoro, Kecamatan Bungoro, Kabupaten Pangkep, sekitar 68 kilometer dari kota Makassar selanjutnya disebut PT. Semen Tonasa unit ke V, merupakan group bisnis global yang bergerak di bidang industri semen yang mampu menghasilkan 2,5 juta ton semen per tahun. Sistem kelistrikan PT. Semen Tonasa V yang terletak di dekat kota Makassar mempunyai beberapa alternatif suplai energi untuk kebutuhan beban operasionalnya yaitu PLN (Perusahaan Listrik Negara), 2 unit Generator dan unit Emergency Generator. Kegagalan sistem distribusi yang disebabkan oleh gangguan harmonisa adalah permasalahan serius dalam sistem peralatan tenaga listrik. Akibat dari distorsi harmonisa adalah meningkatnya rugi-rugi dan dan panas energi pada setiap bagian peralatan dalam sistem distribusi tenaga listrik seperti kabel, transformator serta komponen lainnya. Variable Frequency Drives (VFD) adalah contoh dari beban non linear yang menimbulkan harmonisa arus. Sistem kelistrikan industri pada umumnya menggunakan kapasitor daya untuk meningkatkan kualitas daya dan kompensasi daya reaktif. Apabila pada sistem kelistrikan tersebut terdapat sumber arus harmonisa seperti Variable Frequency Drives (VFD) maka kapasitor dapat digunakan sebagai komponen filter harmonisa untuk mengurangi gangguan harmonisa [0]. VFD tersusun atas komponen elektronika daya yaitu rectifier dan inverter yang dipergunakan pada motor untuk efisiensi pemakaian energi listrik []. Untuk mengurangi amplitudo satu atau lebih frekuensi tertentu dari sebuah arus maupun tegangan, dapat digunakan filter harmonisa [6]. Perencanaan filter pasif merupakan penalaan filter pada orde harmonisa tertentu untuk menekan distorsi harmonisa yang terjadi hingga berada pada nilai standar yang telah ditentukan. pasif adalah salah satu jenis filter harmonisa. pasif memiliki kelebihan di sisi teknis yaitu dipergunakan sebagai kompensator daya reaktif yang mampu mengurangi drop voltages dan mengurangi rugi-rugi daya serta keuntungan di sisi ekonomis yaitu meningkatkan kapasitas saluran sehingga memungkinkan adanya penambahan peralatan yang dipergunakan untuk meningkatkan proses produksi pada industri tersebut [4]. Metode yang dipergunakan guna mengatasi masalah ini adalah dengan memanfaatkan filter pasif atau filter harmonik untuk jaringan distribusi tegangan rendah dengan besar suplai tegangan antara 220V hingga 380V. pasif adalah filter yang menggunakan elemen pasif yaitu kapasitor, induktor, dan resistor. Perancangan filter pasif tersebut akan dilakukan dengan menggunakan simulasi pada software Electrical Transient Analyzer Program (ETAP). Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengurangi harmonisa agar suplai daya mempunyai frekuensi yang baik sehingga tidak menjadi ancaman pada peralatan pada sisi tegangan rendah. II. DASAR TEORI Harmonisa sistem tenaga adalah gelombang-gelombang sinus dengan frekuensi kelipatan (integer) dari frekuensi fundamental, yang dapat diuraikan menjadi jumlah gelombang

dengan frekuensi dasar dan distorsi harmonisanya [3]. Gelombang non sinusoidal dapat terbentuk dengan menjumlahkan gelombang gelombang sinusoidal. A. Total Harmonic Distorsion Untuk mengetahui besarnya pengaruh harmonisa pada sistem tenaga listrik digunakan istilah Total Harmonic Distortion (THD) yang didefinisikan sebagai sebagai persentase total komponen harmonisa terhadap komponen fundamentalnya (komponen dapat berupa tegangan atau arus). Tabel. Limit distorsi tegangan berdasarkan Std 59-992 Tegangan Bus Pada PCC Distorsi Tegangan THD Individual 69 kv dan ke bawah 3 5 69,00 kv sampai 6 kv,5 2,5 6,00 kv dan ke atas,5 reaktansi induktif dan kapasitifnya sama dengan nol. Kualitas sebuah filter (Q) ditentukan dari ketajaman pada penalaannya. dengan Q yang tinggi ditala secara tajam pada satu frekuensi harmonik yang rendah (contohnya ke-5) dan nilai yang umum diantara 30 dan 60. dengan Q yang rendah biasanya dalam batas 0,5 sampai 5 memiliki impedansi yang rendah pada jangkauan frekuensi yang lebar. Faktor kualitas ( Q ) filter didefinisikan sebagai perbandingan antara induktansi (kapasitansi) pada resonansi dengan besarnya resistansi. X 0 Q = (2) R Pada frekuensi resonansi nilai reaktansi induktor atau kapasitor sebagai berikut: L X 0 = ω n L = ω C = (3) C n B. Pasif pasif merupakan salah satu metode penyelesaian yang efektif dan ekonomis untuk masalah harmonik. pasif sebagian besar didesain untuk memberikan bagian khusus untuk mengalihkan arus harmonik yang tidak diinginkan dalam sistem tenaga pasif berfungsi untuk mengurangi amplitudo satu atau lebih frekuensi tertentu dari sebuah tegangan atau arus dengan cara menyediakan jalur yang rendah impedansinya pada frekuensi-frekuensi harmonisa. pasif seri memiliki karakteristik sebagai resonansi paralel dan merupakan tipe filter yang bersifat sebagai penghalang, yang memiliki impedansi tinggi pada frekuensi tertentu. Sebagai contohnya adalah penggunaan komponen penghalus atau perata gelombang pada peralatan elektronika daya. Sedangkan filter pasif paralel memiliki karakteristik sebagai resonansi seri dan merupakan filter yang bertipe trap yang memiliki impedansi yang rendah pada frekuensi tertentu. pasif dapat dikombinasikan secara seri dan paralel. Dengan penambahan filter harmonisa pada suatu sistem tenaga listrik yang mengandung sumber-sumber harmonisa, maka penyebaran arus harmonisa ke seluruh jaringan dapat ditekan sekecil mungkin. pasif tersusun dari komponenkomponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). dengan penalaan tunggal (Single Tuned Shunt ) adalah filter yang dipilih dalam perencanaan filter tugas akhir ini. C. dengan Penalaan Tunggal dengan penalaan tunggal menala salah satu orde harmonisa biasanya pada orde harmonisa rendah. Sebuah shunt filter menyediakan jalur dengan impedansi rendah untuk suatu frekuensi harmonisa jika pada frekuensi tersebut reaktansi induktif dan kapasitifnya sama dengan nol. ini terdiri dari rangkaian seri kapasitor, reaktor dan resistor (RLC). Z ( w) = R + j ωl () (2.49) ωc Rangkaian filter ini mempunyai impedansi yang rendah pada frekuensi resonansinya. Sebuah shunt filter dikatakan ditala pada sebuah frekuensi, jika pada frekuensi tersebut 2 Pass band (PB) menyatakan batas frekuensi filter sama dengan resistansinya. Disini besarnya impedansi sama dengan 2 R 0. Sedangkan hubungan faktor kualitas dan pass band (PB) dinyatakan sebagai berikut: W 0 Q = (4) PB Dengan W 0 adalah penalaan frekuensi dalam rad/sec. Kualitas sebuah filter (Q) ditentukan dari ketajaman penalaannya. Nilai Q yang tinggi ditala secara tajam pada satu frekuensi harmonisa yang rendah (contohnya ke-5) dan nilai yang umum digunakan antara 30 dan 60. Komponen daya aktif umumnya konstan (daya reaktif sama dengan daya aktif dikalikan dengan tan θ), maka dapat ditulis seperti pada persamaan (5) berikut: Q = (P x tan Φ ) Kvar (5) III. SISTEM KELISTRIKAN DAN PEMODELAN Pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan terbagi atas beban-beban yang dikelompokkan dalam sembilan Electrical Room (ER) sesuai dengan proses produksi Pabrik Semen Tonasa V tersebut. Kesembilan ER beban tersebut disuplai oleh Generator yang memiliki kapasitas 2x35 MW. Untuk sistem kelistrikannya, selain suplai energi listrik sebesar 2x35 MW, Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan juga memiliki emergency supply energi listrik sebesar,25 MW pada Emergency Generator. Pemodelan sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan menggunakan standar IEC (International Electrotechnical Commission) dengan frekuensi 50 Hz.

Gambar. Model Sistem Kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi IV. SIMULASI DAN ANALISIS Pemodelan ini dilakukan berdasarkan data-data peralatan sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan untuk kondisi pembebanan minimum dimana dalam simulasi load flow analysis tidak dihubungkan dengan power Grid U dan bus B.PLN. Simulasi aliran daya di sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan dilakukan untuk mengetahui aliran daya pada saat kondisi operasi rata-rata. Langkah simulasi dan analisis akan dilakukan pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan meliputi peredaman tingkat distorsi harmonisa dengan pemasangan filter pasif di sisi tegangan rendah (low voltage). Langkah pertama yang diambil yakni dengan menganalisis dan mengevaluasi aliran daya pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan dengan melakukan running load flow. Setelah menganalisis dan mengevaluasi aliran daya, analisis pada harmonisa juga dilakukan tentunya dengan evaluasi yang baik. Kemudian dilakukan pemasangan filter pasif dengan perencanaan yang baik pada sisi tegangan rendah (low voltage). Hasil dari simulasi pemasangan filter pasif tersebut kemudian dilakukan perbandingan tingkat distorsi harmonisa sebelum dan sesudah pemasangan filter harmonisa. A. THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan Berikut di bawah ini adalah data lengkap mengenai nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan Tabel 2. Hasil Simulasi Harmonisa dengan Harmonik Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan Rating (kv) THD v % % THD v THD I % TDD Bus27 6.3.6 5 0.75 5 58 SS 5 6.3.6 5.5 8 58 SS 52 6.3.29 5.04 5 58 SS 53 6.3.6 5.5 8 582 ER 5 6.3.22 5 3.7 8 582 ER 52 6.3.22 5 2.29 8 582 ER 53 6.3.2 5 0.78 5 582 ER 54 6.3. 5 2.09 8 582 ER 55A 6.3.33 5 3.24 5 582 ER 56 6.3.25 5.6 2 582 ER 57 6.3.28 5.35 8 582 ER 58A 6.3.2 5 2.82 8 582 ER 58B 6.3.9 5 3.6 8 583 GS 5 6.3.29 5.03 20 582ER5LV 0.4 4.7 5 8.8 8 582ER52ALV 0.4 2.52 5 3.5 8 582ER53LV 0.4.04 5 0.8 8 582ER54ALV 0.4 3.84 5 8.06 8 582ER54BLV 0.4 0.99 5 0.79 2 582ER55A LV0 0.4 4.2 5 4.47 8 582ER55A LV02 0.4.79 5 2.54 8 582ER55BLV 0.4.3 5 0.83 8 582ER57 LV0 0.4.06 5 0.76 8 582ER57 LV02 0.4.22 5.02 20 582ER58LV 0.4 0.98 5 0.76 8 582ER58ALV 0.4 5.35 5.39 8 582ER58ALVTR0 0.4 6.43 5 0.55 8 582ER58ALVTR02 0.4.44 5.2 2 B.VFD4 0.69 7.94 5 7,05 8 B.VFD6 0.69 9.3 5 6,96 5 B.VFD5 0.69 4.84 5 28,37 5 B.VFD4 0.69 4.77 5 29,53 8 Bus pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V yang memiliki nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan di atas 4,00 yang akan dilakukan perancangan dan pemasangan filter pasif pada sisi tegangan rendah. Bus yang memiliki nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan lebih dari 3,80 adalah bus 582ER5LV, 582ER54ALV, 582ER55A LV0, 582ER58ALV, 582ER58ALVTR0, B.VFD4, B.VFD5, B.VFD6, B.VFD4 yang diberi warna kuning dan merah dalam kolom nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan. Untuk mengetahui orde dominan THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan sistem, maka dapat dilihat melalui spektrum THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan pada bus 582ER5LV, 582ER54ALV, 582ER55A LV0, 582ER58ALV, 582ER58ALVTR0, B.VFD4, B.VFD5, B.VFD6, B.VFD4. 3

Gambar 2. Spektrum THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan bus 582ER5LV Berikut adalah salah satu contoh Perencaan Harmonisa ( Pasif pada Sisi Tegangan Rendah): B. Perencanaan Perbaikan Faktor Daya Bus 582ER5LV Bus 582ER5LV memiliki faktor daya 83 % lagging. Perbaikan faktor daya pada bus ini direncanakan hingga mencapai 95 %. Daya reaktif yang akan diinjeksikan ke sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan melalui bus 582ER5LV diperoleh dari perhitungan di bawah ini: QQ = PPPP(tan θθ tan θθ 2 ) (5) QQ = PPPP(tan( cccccc PPPP llllllll) tan( cccccc PPPP bbbbbbbb)) QQ = 000 xx (tan( cccccc 0,672) tan( cccccc 0,95)) QQ = 000 xx (0,672 0,328) QQ = 344 kkkkkkkk Besarnya daya reaktif yang akan diinjeksikan ke bus 582ER5LV adalah sebesar 344 kvar. C. Perencanaan Harmonisa Untuk Bus 582ER5LV Dari perhitungan kapasitor yang akan dikonfigurasi dengan induktor dan resistor, total kapasitor yang dibutuhkan untuk meredam harmonisa bus 582ER5LV sebesar 646 kvar. Perhitungan Single Tuned Orde 5, tipe Single Tuned Orde 5 yang direncanakan memerlukan kompensasi daya reaktif sebesar 344 kvar. ini dipasang dengan hubungan delta pada level tegangan line to line 0,4 kv. Perhitungan nilai-nilai dari komponen kapasitor, induktor, dan resistor adalah sebagai berikut: a. Kapasitor (C) Diketahui frekuensi fundamental sistem kelistrikan Pabrik Tonasa V Sulawesi Selatan menggunakan 50 Hz. kkkkkkkk = VV llll 2 XX CC XX CC = ωω 0. CC QQ = 344 kkkkkkkk 3 = 5 kkkkkkkk kkkkkkkk = VV llll 2 ωω 0 CC CC = kkkkkkkk ωω 0 VV llll 2 CC = CC = 5 xx 0 3 (2 ππ 50)(0,4 xx 0 3 ) 2 5.000 (34)(60.000) CC = 5000 = 0,002289 FF xx 06 50.240.000 CC = 2.289 μμμμ b. Induktor (L) Orde harmonisa yang hendak diredam adalah orde 5 sehingga didapat frekuensi tuning sebesar 250 Hz. Pemilihan frekuensi tuning untuk meredam harmonisa diberi toleransi dibawah 250 Hz menjadi frekuensi tuning sebesar 247 Hz. Pergeseran frekuensi tuning ini bertujuan untuk meng-cover frekuensi harmonisa yang akan diredam agar didapat performa filter yang maksimal. XX LL = XX CC = XX 0 ωω nn LL = ωω nn CC LL = (ωω nn ) 2 CC = (2 ππ 247) 2 2.289 xx 0 6 LL = LL = (.55,6) 2 2.289 xx 0 6 5,507556824 xx 0 9 xx 0 6 LL =,8568722 xx 0 4 HH XX LL = ωω 0 LL XX LL = 2 ππ 50 (,8568722 xx 0 4 ) = 0,057 Ω c. Resistor (R) Faktor kualitas filter (Q) untuk jenis Single Tuned berada dalam rentang 30 sampai 60 dan dipilih Q = 40. Maka nilai resistornya adalah: QQ = XX 0 RR RR = XX LL QQ = 0,057 40 = 0,00425 Ω D. Hasil Percobaan a. Harmonisa Sistem Setelah Harmonisa Hasil analisis harmonisa setelah pemasangan filter pasif pada sisi tegangan rendah (0,4 kv) dapat dilihat pada tabel (3) Tabel 3. Nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan Rated kv Sebelum THDv Setelah Kondisi Harmonisa 582ER55A LV02 0.4.79.83 5 Safe 582ER55BLV 0.4.3 0.6 5 Safe 582ER57 LV0 0.4.06 0.55 5 Safe 582ER57 LV02 0.4.22 0.68 5 Safe 582ER58LV 0.4 0.98 0.58 5 Safe 582ER58ALV 0.4 5.35 3.7 5 Safe 582ER58ALVTR0 0.4 6.43 3.5 5 Safe 582ER58ALVTR02 0.4.44.09 5 Safe B.VFD4 0.69 7.94 3.36 5 Safe B.VFD5 0.69 4.84 5.28 5 Safe B.VFD6 0.69 9.3 3.3 5 Safe B.VFD4 0.69 4.77 5.63 5 Safe Dari Tabel (3) di atas, bahwa seluruh bus di sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan memiliki 4

nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan yang sudah memenuhi standar Std. 59-992. Berikut adalah hasil spektrum dan frequency scan pada bus yang telah dipasang filter pasif: Tabel 4. Perbandingan THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan sebelum dan sesudah pemasangan filter pada bus tegangan rendah (lanjutan) Rated kv Sebelum THDv Setelah Kondisi Harmonisa 582ER55A LV02 0.4.79.83 5 Safe 582ER55BLV 0.4.3 0.6 5 Safe 582ER57 LV0 0.4.06 0.55 5 Safe Gambar 3. Spektrum THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan bus 582ER5LV setelah pemasangan filter pasif 582ER57 LV02 0.4.22 0.68 5 Safe 582ER58LV 0.4 0.98 0.58 5 Safe 582ER58ALV 0.4 5.35 3.7 5 Safe 582ER58ALVTR0 0.4 6.43 3.5 5 Safe Gambar 4. Frequency scan THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan bus 582ER5LV setelah pemasangan filter pasif E. Perbandingan Tingkat Distorsi Harmonisa Sebelum dan Sesudah Harmonisa. Berikut adalah perbandingan tingkat distorsi harmonisa sebelum dan sesudah pemasangan filter pasif pada sisi tegangan rendah (0,4 kv) untuk melihat peforma filter harmonisa yang telah dipasang pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan. Perbandingan harmonisa (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan sebelum dan sesudah pemasangan filter dapat dilihat di tabel (4) Tabel 4. Perbandingan THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan sebelum dan sesudah pemasangan filter pada bus tegangan rendah Rated kv Sebelum THDv Setelah Kondisi Harmonisa Bus27 6.3.6 0.7 5 Safe 58 SS 5 6.3.6 0.7 5 Safe 58 SS 52 6.3.29 0.73 5 Safe 58 SS 53 6.3.6 0.7 5 Safe 582 ER 5 6.3.22 0.75 5 Safe 582 ER 52 6.3.22 0.75 5 Safe 582 ER 53 6.3.2 0.75 5 Safe 582 ER 54 6.3. 0.67 5 Safe 582 ER 55A 6.3.33 0.79 5 Safe 582 ER 56 6.3.25 0.7 5 Safe 582 ER 57 6.3.28 0.72 5 Safe 582 ER 58A 6.3.2 0.73 5 Safe 582 ER 58B 6.3.9 0.7 5 Safe 583 GS 5 6.3.29 0.73 5 Safe 582ER5LV 0.4 4.7 2.34 5 Safe 582ER52ALV 0.4 2.52 2.29 5 Safe 582ER53LV 0.4.04 0.62 5 Safe 582ER54ALV 0.4 3.84 2.24 5 Safe 582ER54BLV 0.4 0.99 0.6 5 Safe 582ER55A LV0 0.4 4.2.9 5 Safe 5 582ER58ALVTR02 0.4.44.09 5 Safe B.VFD4 0.69 7.94 3.36 5 Safe B.VFD5 0.69 4.84 5.28 5 Safe B.VFD6 0.69 9.3 3.3 5 Safe B.VFD4 0.69 4.77 5.63 5 Safe Dari Tabel (4) dapat dilihat bahwa performa filter harmonisa yang dipasang di bus tegangan rendah 0,4 KV memberikan hasil redaman yang baik. Semua bus beban mengalami penurunan distorsi harmonisa tegangan yang signifikan. V. KESIMPULAN Sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan memiliki kualitas daya yang masih belum baik, hal ini dapat dilihat ketika dilakukan running simulasi aliran daya (load flow). Nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan dari hasil pengukuran didapat melebihi standar 59-992. Saat existing, Variable Frequency Drive (VFD) dan Charger merupakan penyebab tingginya nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan. Harus dilakukan perencanaan filter pasif yang dipasang pada sisi tegangan rendah (low voltage) untuk meningkatkan nilai power factor dan meredam distorsi harmonisa serta meminimalkan potensi resonansi pada sistem kelistrikan. Bus yang akan dilakukan pemasangan filter harmonisa adalah bus 582ER5LV, 582ER54ALV, 582ER55A LV0, 582ER58ALV, 582ER58ALVTR0, B.VFD4, B.VFD5, B.VFD6, B.VFD4. Hasil simulasi dan analisis pemasangan filter pasif pada sisi tegangan rendah dengan metode individual sebagai upaya meningkatkan kualitas daya pada sistem kelistrikan Pabrik Semen Tonasa V Sulawesi Selatan disajikan sebagai berikut: ) Single Tuned orde 5 dipasang pada bus 582ER5LV, 582ER54ALV, 582ER55A LV0, 582ER58ALV, 582ER58ALVTR0, B.VFD5, dan B.VFD4 untuk meredam harmonisa orde 5. 2) Single Tuned orde dipasang pada bus B.VFD4 dan B.VFD6 untuk meredam harmonisa orde. 3) Nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan untuk keseluruhan sistem berhasil diturunkan.

4) Untuk meningkatkan power factor atau nilai cos θ, tidak hanya menggunakan kapasitor bank saja, akan tetapi juga dilakukan peredaman nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan dengan pemasangan filter pasif pada sisi tegangan rendah, hal ini dikarenakan bus pada level tegangan rendah masih memiliki nilai THD v (Total Harmonic voltage Distortion) tegangan yang tinggi. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis R.A.H. mengucapkan terima kasih kepada ayah dan ibu Amarullah yang turut memberikan semangat, perhatian, dan kasih sayangnya dalam merampungkan tugas akhir ini. DAFTAR PUSTAKA [] Werda Mukti, Ersalina. Analisis Perencanaan Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik Untuk Meredam Tingkat Distorsi Harmonisa. Tugas Akhir. ITS. 20. [2] Arrillaga, J, D. A. Bradley, P. S. Bodger. Power System Harmonics. John Wiley & Sons. 985. [3] Penangsang, Ontoseno. Diktat Kuliah Kualitas Daya Listrik. ITS. 20. [4] Rizkytama, Ardian. Perencanaan High Pass dan Single Tuned Sebagai Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal Uograding Plant (TCUP) Kalimantan Timur. Tugas Akhir. ITS. 2009. [5] Std. 53-2003. Guide for Application and Specification of Harmonic s. [6] Pujiantara, Margo., Penyempurnaan Desain Harmonisa Menggunakan Kapasitor Eksisting Pada Pabrik Soda Kaustik Di Serang- Banten, JAVA Journal of Electronics Engineering, Vol., no.2, pp. 8-9, 2003. [7] Refandra, Kurnia. Perencanaan High Pass dan Single Tuned Sebagai Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan British Oil Company Gresik Jawa Timur. Tugas Akhir. ITS. 200. [8] Fourier, J.B.J. Theorie analytique de la chaleur. Paris.822. [9] Stevenson, William D, Analisis Sistem Tenaga Listrik, Diterjemahkan oleh Kamal Idris, Erlangga, Jakarta.983. [0] Setiyo Prabowo, Arko. Perencanaan Harmonisa pada sisi tegangan rendah untuk mengurangi harmonisa akibat penambahan beban pada sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik. Tugas Akhir. ITS. 20. [] Power Plant PT Semen Tonasa V, <URL : http://www.wikabeton.co.id/index.php/200792/project- Category/power-plant-2x35-mw-pt-semen-tonasa-v.html>. [2] PT Semen Tonasa V, <URL : http:// http://www.sementonasa.co.id/>. [3] Analisis Sistem Pengangkutan Semen PT. Semen Tonasa (Persero), <URL : http://industrialengineering08uh.wordpress.com/>. [4] Pemodelan Sistem Transportasi Semen Curah PT. Semen Tonasa Unit V dari Plant Site ke Pelabuhan Biringkassi (Studi Kasus PT. Semen Tonasa), <URL : http://industrialengineering08uh.wordpress.com/20/04/0/pemodelansistem-transportasi-semen-curah-pt-semen-tonasa-unit-v-dari-plant-siteke-pelabuhan-biringkassi-studi-kasus-pt-semen-tonasa/>. 6