## Journal of Scientech Research and Development Volume 6, Issue 1, June 2024
P-ISSN: 2715-6974           E-ISSN: 2715-5846 Open Access at: http://idm.or.id/JSCR

## QUALITY OF ELECTRIC POWER FOR ELECTRONIC DEVICES

## KUALITAS DAYA LISTRIK TERHADAP PERANGKAT ELEKTRONIK
Anton Supriadi Wibowo 1 Rismen Sinambela 2
1,2 Magister Teknik Elektro Universitas Kristen Indonesia E-mail: dengan.anton@gmail.com 1 , rismensinambela@gmail.com 2
ARTICLE INFO

## ABSTRACT
Correspondent:
Anton Supriadi Wibiwo dengan.anton@gmail.com
Key words: Harmonics, THD (Total Harmonic Distortion),
Power Quality. Website: https://idm.or.id/JSCR/inde
x.php/JSCR
Page: 1171 - 1178
The quality of electrical power is currently crucial. As technology advances,  the  use  of  non-linear  loads  has  increased,  which  can affect the quality of electrical power. Beyond the industrial sector, small and medium-sized enterprises (SMEs) are significant users of non-linear loads. This study analyzes the quality of electrical power and the calculation of harmonic values according to IEEE 519-1992  standards  for  electronic  devices,  namely  Personal Komputers  (PCs)  and  printers,  which  have  become  essential devices in economic activities. The measurement results show the levels  of  voltage  harmonics,  current  harmonics,  THDv,  THDi, and individual harmonics (%) for each order. Measurements of THDv and THDi on PCs were 2.6% and 56%, respectively, and on printers, THDv and THDi were 3.6% and 110%, respectively.
Copyright © 2024 JSCR. All rights reserved.

## INFO ARTIKEL
ABSTRAK
Koresponden
Anton Supriadi Wibiwo dengan.anton@gmail.com
Kata kunci: harmonik, THD ( Total Harmonic Distortion ), kualitas daya listrik Website: https://idm.or.id/JSCR/inde x.php/JSCR
Hal: 1171 - 1178
Kualitas  daya  listrik  saat  ini  sangat  diperlukan,  semakin berkembangnya teknologi penggunaan beban non linier juga semakin banyak sehingga hal tersebut dapat mempengaruhi kualitas daya listrik. Selain dalam lingkup industri, Industri kecil  dan  menengah  merupakan  salah  satu  yang  banyak menggunakan  beban  non  linier.  Dalam  penelitian  ini dilakukan  analisis  kualitas  daya  listrik  dan  analisis perhitungan nilai harmonik sesuai dengan standar IEEE 519- 1992 terhadap perangkat elektronik yaitu Personal Komputer (PC) dan printer yang semakin hari menjadi perangkat utama dalam kegitan ekonomi. Hasil pengukuran menunjukan besar harmonik  tegangan,  arus,  THDv,  THDi,  dan  individual harmonic  (%)  dari  setiap  ordenya.  Pengukuran  THDv  dan THDi  pada  pada  mesin  printer  lebih  besar  yaitu  3,6%  dan 109% dibandingkan dengan THDv dan THDi pada komputer yaitu sebesar 3,5% dan 56%.
Copyright © 2024 JSCR. All rights reserved.

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  energi  listrik  semakin  meningkat,  hal  ini  terbukti  melalui  data Kementerian  Sumber  Daya  Mineral  (ESDM)  yang  menyatakan  rasio  elektrifikasi mencapai 99,78% di tahun 2023. Kurang 0,22 persen agar genap 100% untuk seluruh daerah di Indonesia mengkonsumsi energi listrik secara merata. Kualitas daya listrik merupakan hal penting untuk diperhatikan dalam dunia industri kecil dan menengah. Perkembangan  teknologi  yang  saat  ini  meningkat  juga  diikuti  bertambahnya penggunaan  beban non  linier  yang  mengakibatkan  penurunan  kualitas daya  listrik sehingga  berdampak  terhadap  biaya  tagihan  listrik  meningkat  dan  usia  peralatan elektronik menjadi lebih pendek.
Beban non linier adalah beban yang impedansinya berubah secara periodik. Akibat perubahan tersebut menyebabkan bentuk gelombang arus atau tegangan keluarannya berbeda dengan gelombang masukannya yang kita sebut dengan distorsi harmonik. Beban non linier dapat ditemukan pada peralatan elektronik,  seperti air conditioner , komputer (PC), printer, lampu LED, motor induksi dan lainnya.
Distorsi  harmonik  yang  tinggi  dan  faktor  daya  yang  rendah  menyebabkan bertambahnya beban pemakaian daya listrik sedangkan batasan THD ( Total Harmonic Distortion ) pada sistem kelistrikan menurut PT PLN dengan tegangan di bawah 66 kV adalah sebesar 3% untuk harmonik individu, dan 5% untuk distorsi harmonik total (THDv)  sedangkan untuk  standarisasi  internasional  IEEE  519-1992  regulasi  distorsi harmonik pada sistem kelistrikan dengan tegangan dibawah 1 kV adalah sebesar 5% untuk harmonik individu, dan 8% untuk distorsi harmonik total (THDv).
Beban non linier pada industri atau kantor yang menggunakan peralatan elektronik seperti komputer dan printer merupakan jenis beban yang menghasilkan harmonik dan dapat mengganggu sistem distribusi listrik. Harmonik yang merambat ke jaringan instalasi,  membuat  kabel  lebih  mudah  panas,  dan  dapat  menyebabkan  kerusakan perangkat elektronikl tersebut bahkan kebakaran.
Berdasarkan uraian diatas, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis rugi-rugi daya hasil pengukuran dan perhitungan akibat pengaruh harmonik pada peralatan dengan beban non linier terhadap perangkat komputer dan mesin printer.

## METODE PENELITIAN
Dalam  sebuah  penelitian  ada  beberapa  metode  yang  akan  dilaksanakan  untuk mendukung jalannya penelitian. Metode yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:

## Sumber Data
Data-data yang didapatkan dalam penelitian ini dilakukan secara observasi, dimana data  bersumber  dari  pengukuran  peralatan  listrik  pada  perangkat  komputer  dan mesin printer

## Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian yang dipilih yaitu:
1. Penelitian dilakukan di kantor studio design .
2. Penelitian  dilakukan  untuk  menganalisis  rugi-rugi  daya  akibat  pengaruh harmonik yang disebabkan oleh beban non linier pada komputer dan printer.
3. Pengukuran  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  ukur Power  Quality  Analyzer (Clamp On Power HiTester Hioki seri 3286-20).

## Metode
Metode dalam penelitian yang digunakan sebagai berikut:
1. Pengumpulan data mengenai rugi-rugi daya akibat pengaruh harmonik terhadap beban non linier yang ada pada komputer dan printer.
2. Pengukuran  rugi-rugi  daya  akibat  pengaruh  harmonik  dilakukan  dengan  alat yang sesuai titik ukur.

## Pengukuran
Pengukuran harmonik pada perlatan elektronik dilakukan dengan:
1. Menyambungkan steker beban pada terminal listrik.
2. Menghubungkan kabel merah pada sambungan fasa dan kabel kuning dan hitam pada sambungan fasa.
3. Hasil  pengukuran  yang  dihasilkan  mencangkup  nilai  kualitas  daya  listrik  hasil dari beban non linier pada komputer dan printer.
Pengukuran penelitian yang dilakukan yaitu:
1. Pengukuran arus, tegangan, frekuensi, daya nyata, daya aktif, daya reaktif, faktor daya, IHD, VHD, THDi dan THDv pada komputer.
2. Pengukuran arus, tegangan, frekuensi, daya nyata, daya aktif, daya reaktif, faktor daya, IHD, VHD, THDi dan THDv pada printer.

## Gambar 1. Skema pengukuran kualitas daya listrik

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengukuran
Hasil penelitian kualitas daya listrik pada perangkat elektronik dengan kapasitas daya dilakukan  dengan  menggunakan  menggunakan  alat  ukur Power  Quality  Analyzer ( Clamp  on  Power  Hi  Tester ) Hioki  seri  3286-20.  Dilakukan  pengukuran  dengan  cara menempatkan  kawat  fasa  atau  netral  ditengah-tengah  tang  alat  ukur  dan  untuk pengukuran  data  yang  mencangkup  kualitas  daya  listrik  dilakukan  dengan menjepitkan kabel berwarna hitam dan kuning ke saluran netral dan kabel merah ke saluran fasa. Hasil pengukuran pada beban non linier komputer yaitu:
Tabel 1. Hasil Pengukuran Komputer Pengukuran Nilai Arus 1.17 A Tegangan 235.2 V Frekuensi 50 HZ Daya Aktif 23 Watt Daya Reaktif 23 VAR Daya Nyata 321 VA THDi 49,7% THDv 3,4% Faktor Daya 0.71
Hasil pengukuran pada beban non linier printer yaitu:
Tabel 2. Hasil Pengukuran Printer Pengukuran Nilai Arus 0,09 A Tegangan 220,2 V Frekuensi 50 HZ Daya Aktif 8 Watt Daya Reaktif 18 VAR Daya Nyata 15 VA THDi 75% THDv 3,4% Faktor Daya 0.521
Alat ukur Fasa R Fasa S Fasa T Trafo Stop Kontak Mesin Printer Komputer (PC)
Analisis perhitungan distorsi harmonik pada komputer disajikan pada Tabel 3 berikut:
Tabel 3. Distorsi Harmonik Pada Komputer Orde Harmonik IHD VHD 1 0,12 234,2 2 0 0,7 3 0,05 3,8 4 0 0,3 5 0,03 6,4 6 0 0,1 7 0,03 1,7 8 0 0,1 9 0,01 1,9 10 0 1,9 11 0,01 0,6 12 0 0,1 13 0 0,2 14 0 0,7 15 0 0,7 16 0 0 17 0 0,1 18 0 0 19 0 0,3 20 0 0 %THD 56 % 3,6% • Perhitungan nilai THD V :
• Perhitungan nilai THD I :
Hasil  perhitungan  tidak  jauh  berbeda  dengan  hasil  pengukuran  secara  langsung, dengan faktor kesalahan perhitungan sebagai berikut:
THDv:
THD I :
Analisis perhitungan distorsi harmonik pada printer disajikan pada Tabel 4 berikut:
Tabel 4. Ditorsi Harmonik Pada Printer Orde Harmonik IHD VHD 1 0,07 219,3 2 0 0,4 3 0,04 5,7 4 0 0,2 5 0,03 4,4 6 0 0 7 0,03 1,6 8 0 0,2 9 0,04 2,2 10 0 0 11 0,01 0,8 12 0 0 13 0,01 0,6 14 0 0,1 15 0,01 0,6 16 0 0 17 0,02 0,3 18 0 0 19 0,01 0,8 20 0 0 %THD 110 % 3,6 %
• Perhitungan nilai THD V :
• Perhitungan nilai THD I :
Hasil  perhitungan  tidak  jauh  berbeda  dengan  hasil  pengukuran  secara  langsung, dengan faktor kesalahan perhitungan sebagai berikut:

## Standar
Standar untuk nilai  harmonisa  yang  dikeluarkan  oleh  IEEE nomor  519 tahun  1992, untuk tegangan di bawah 69 kV, THD individu adalah 3% dan THD total adalah 5%. Untuk arus hubung singkat (Isc)/arus beban (IL) <50, nilai THD individu di bawah urutan harmonisa 11 adalah 2%, nilai harmonisa antara urutan harmonisa 11 hingga 17 adalah 1%, dan THD yang diizinkan adalah 2,5 %.

## Analisis
Analisis perhitungan faktor daya listrik yang digunakan pada komputer dan printer yaitu pada Tabel 5.
Tabel 5. Perhitungan Faktor Daya Beban Daya Aktif ( P ) Daya Nyata (s) Power Faktor THD v Komputer 23 Watt 321 VA 0.71 3,5% Printer 8 Watt 15 VA 0.521 3,6%
Dari Tabel 5 diperoleh nilai rata-rata power factor dengan kapasitas daya 23 watt dan 8 watt adalah 0,71 dan 0,52 dimana hasil keduanya masih belum memenuhi standar 0.85. Sedangkan untuk nilai rata-rata % THDv adalah 3,5% dan 3,6%. Hasil keduanya masih belum memenuhi standar yaitu 5%.
Nilai  faktor  daya  yang  rendah  dan  tingginya  nilai  persentase  THDi  dan  THDv disebabkan  karena  penggunaan  peralatan-peralatan  elektronik  menggunakan komponen  non  linier  yang  dapat  meningkatkan  nilai  harmonisa.  Untuk  dapat meningkatkan  nilai  faktor  daya  dapat  digunakan  peralatan  listrik  yang  memiliki faktor  daya  tinggi  yaitu  dilakukan  dengan  perancangan  kapasitor  atau filter untuk meningkatkan faktor daya dan mereduksi adanya harmonisa arus dan tegangan.

## SIMPULAN
Berdasarkan  percobaan  yang  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil  yang diperoleh dari perhitungan dan pengukuran kualitas daya listrik pada komputer dan printer  di  kantor  studio  design  tersebut  merupakan  beban  non  linier  yang menghasilkan harmonik. Pada beberapa beban yang telah diukur memiliki faktor daya rendah dan harmonik diatas batas standar 5%. Arus di beberapa peralatan elektronik bernilai rendah, sehingga kandungan THD mempengaruhi rugi daya.
Faktor  daya  yang  rendah  dan  harmonik  yang  tidak  sesuai  standar  mengakibatkan berkurangnya kinerja atau rusaknya peralatan elektronik yang dioperasikan. Selain itu juga  akan  mengakibatkan  peningkatan  biaya  tagihan  listrik  PLN  setiap  bulannya. Maka  dari  itu  perlu  perancangan  filter  untuk  memitigasi  harmonik  agar  dapat meningkatnya kualitas daya listrik dan mereduksi harmonik .

## DAFTAR PUSTAKA
Carmanto, Anto. 2019. Analisis Peningkatan Kinerja Kualitas Daya Listrik Tegangan 20 KV di Industri Berbasiskan Simulasi Etap 12.6. 0, EPIC. Journal of Electrical Power, Instrumentation and Control, 2.2: 172-183.
Diogo Salles, Chen Jiang, Wilsun Xu, Walmir Freitas  dan Hooman Erfanian Mazin.
2012. Assessing the collective Harmonic Impact of Modern Residential Loads — Part I: Methodology . IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 27, No. 4.
I. Mujawar, K. S. Dubas, S. V. Ittam, S. N. Navgire and I. I. Mujawar. 2015. Power Quality Audit of NKOCET-a Case Study . 2015 International Conference on Energy Systems and Applications, Pune, India, hal.97102.
IEEE Standards Association. 519- 2014. IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems . New York: IEEE Press; 2014.
Islami,  Jamhir.  2017.  Analisis  Pengaruh  Peralatan  Laboratorium  Terhadap  Kualitas Daya Pada Laboratorium Elektroteknika Dasar. Jurnal ELKHA Vol. 9, No 1, 23 – 27.
Jose  Baptista  dan  Antonio  M.  Moura,  2011 .  A  Coputer  Tool  for  Harmonis  Distortion Prediction in Low Voltage Power System . IEEE, 978-1-4673-0378-1/11
Kumala, H. dan Setiarini, A. 2016. Kajian Harmonik Arus pada Gedung M. Nuh Lantai 3 Politeknik Negeri Madiun, 1(1), pp. 13 – 18.
Nessemon, K. D. and Popov, I. V. 2018. The Analysis of Harmonics on LED Lamps. doi: 10.1088/1757- 899X/384/1/012061.
PT PLN (Persero)-Statistik Produksi Energi. 2019. Energi yang Diproduksi Pembangkit (GWh) per Provinsi. Statisik PLN 2019.
Putra,  R.  R.  2018.  Thermovisi  Dalam  Melihat  Hot  Point  Pada  Gardu  Induk  150. Fakultas Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Surakarta, 15.
Sandy Bhawana Mulia.  2017. Simulasi Gangguan Harmonik Pada Sistem Kelistrikan Pabrik Peleburan Baja, ELEKTRA, Vol.2, No.2, Juli 2017, Hal. 74 – 82 ISSN: 2503- 022174
Standar PT. PLN (Persero). 2012. SPLN D5.004-1: 2012 Tentang Power Quality. 563, 6,
6 – 7, 14, 16, 17.
Testa,  R.  Langella.  2007. Harmonic  Pollution  in  Italian  Distribution  Networks  in Coincidence with Important Sport Events . IEEE, 1-4244-1298-6/07;