## EVALUASI DISTORSI HARMONISA TEGANGAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK DI RUMAH SAKIT PANTI WILASA CITARUM SEMARANG
Luqman Assaffat 1)
1) Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah no 12 Semarang

## Abstract
One  of  the  factors  that  affect  power  quality  is  harmonic  distortion.  Harmonic distortion  is  measured  by  the  value  of  Total  Harmonics  Distortion,  THD.  THD  of  Voltage harmonics always be a guide to the basic values of the instantaneous waveform.
The research on the evaluation of the voltage harmonic distortion of the power system for Hospital of Panti Wilasa Citarum Semarang is necessary, because the hospital has loads of medical equipment, which requires a voltage supply of good quality, so that the equipment can work with good performance without any equipment malfunctions.
Evaluation  of  voltage  harmonic  distortion  of  the  power  system  of  Panti  Wilasa Citarum  Hospital  Semarang  performed  on  all  three  existing  MDP.  Evaluation  results  show that  these  three  pieces  of  existing  MDP  has  Harmonic  voltage  distortion  is  still  below  the limit allowed by the IEEE Standard.
Key Words : Harmonics, THD, Harmonics Evaluation

## PENDAHULUAN
Perhatian terhadap kualitas daya listrik dewasa  ini  semakin  meningkat  seiring dengan  peningkatan  penggunaan  energi listrik  dan  utilitas  kelistrikan.  Istilah kualitas  daya  listrik  merupakan  suatu konsep yang memberikan gambaran tentang  baik  atau  buruknya  mutu  daya listrik  akibat  adanya  beberapa  jenis gangguan  yang  terjadi  pada  sistem kelistrikan (Dugan, 1986).
Dampak  utama  dari  buruknya  kualitas daya  listrik  dapat  menyebabkan  naiknya rugi daya karena pemanasan transformator
daya  yang  berlebihan  (Owen  dkk,  2005)  . Selaian  itu  rendahnya  kualitas  daya  juga mempengaruhi  kinerja  peralatan-peralatan medis.  Harmonisa  ke  dua  menimbulkan kesalahan pada pembacaan Echocardiography (Van Camp dkk, 2000). Mário  César  Giacco  Ramos  dan  Carlos Márcio  Vieira,  2009,    mengemukakan bahwa  telah  terjadi  malfungsi  pada peralatan  medis  yang  bersumber  dari tenaga listrik, dan peralatan medis tersebut memberikan  informasi    yang  salah  karena buruknya  kualitas  daya  pada  sumber instalasi listrik.
Salah  satu  permasalahan  kualitas  daya adalah permasalahan harmonisa.
Keprihatinan  terhadap  distorsi  harmonisa muncul  selama  sejarah awal dari  sistem tenaga  listrik  itu  sendiri.  Penggunaan beban  listrik  yang  berupa  peralatan elektronis yang semakin luas terus meningkatkan kekhawatiran terhadap masalah  distorsi  harmonisa  (Santoso  dkk, 2001).
Rumah  sakit  Panti  Wilasa  Citarum Semarang  merupakan  suatu  utilitas  tenaga listrik  yang  mempunyai  beban-beban peralatan medis yang sangat penting. Agar peralatan-peralatan  medis  tersebut  dapat bekerja  dengan  performa  yang  baik,  maka sumber  tenaga  listriknya  juga  harus mempunyai  kualitas  yang  baik  pula. Sehingga perlu dilakukan penelitian tentang evaluasi distorsi harmonisa tegangan  pada  sistem  tenaga  listrik  di Rumah  Sakit  Panti  Wilasa  Cutarum Semarang.

## 1. Harmonisa
Harmonisa  adalah  bentuk  tegangan atau  arus  listrik  yang  memiliki  frekuensi ganda,  di  mana  frekuensi    tersebut merupakan  kelipatan  bilangan  bulat  dari frekuensi  dasar.  Frekuensi  dasar  suatu sistem biasanya dirancang untuk beroperasi  pada  50  atau  60  Hz,  di
Indonesia  frekuensi  dasar  yang  digunakan adalah  50  Hz.  Bentuk  gelombang  yang terdistorsi  dapat  didekomposisi  menjadi jumlah  dari  frekuensi  dasar  dan  frekuensi harmonisa. Distorsi harmonisa berasal dari peralatan  yang  mempunyai  karakteristik nonlinier  dan  beban  pada  sistem  tenaga listrik.
Tingkat distorsi harmonis dapat dijelaskan oleh spektrum harmonisa berupa  magnitude  atau  besarnya  serta dengan  sudut  fasa  dari  masing-masing komponen  harmonisa  individual.  Suatu kuantitas  dari  tingkat  distorsi  harmonisa adalah  Total  Harmonics  Distortion,  atau disingkat THD.
2. Total Harmonics Distortion, THD
Total  Harmonics  Distortion,  THD, adalah ukuran dari nilai efektif komponen- komponen harmonisa dari sebuah gelombang  terdistorsi.  THD  merupakan nilai  potensial  panas  dari  harmonisa  yang relatif  terhadap  nilai  dasarnya.  Indeks  ini dapat  dihitung  baik  untuk  tegangan  atau arus :
........   (1)
Di  mana h M adalah  nilai  rms komponen  harmonisa h dari  kuantitas  M Kuantitas M dapat berupa besaran
1 1 2 max M M THD h h h ∑ 〉 =
tegangan V maupun  besaran  arus  I , sehingga
V THD sebagai  nilai  distorsi
harmonisa  total  tegangan  dan
I
THD sebagai  nilai  distorsi  harmonisa  total  arus listrik, dimana :
.........  (2) .........  (3)
Nilai  rms  dari  total  bentuk  gelombang bukanlah penjumlahan dari setiap komponen  harmonisa,  tetapi  akar  kuadrat dari  penjumlahan  kuadratnya.  Hubungan THD  dengan  nilai  rms  dari  gelombang adalah  :
2 1 1 2 1 THD M M rms h h h + + = = ∑ = max ..    (4)
Tegangan harmonisa selalu dijadikan suatu pedoman  untuk  nilai  dasar  dari  bentuk gelombang sesaat. Karena tegangan mempuyai  persentase  perbedaan  yang kecil,  di  mana  THD  tegangan  adalah pendekatan  dari  jumlah  yang  sebenarnya.
Hal  ini  tidak  berlaku  untuk  arus  listrik, karena  sebuah  arus  yang  mempunyai  nilai kecil  dapat  menghasilkan  THD  yang tinggi,  sehingga  tidak  dapat  digunakan untuk  menggambarkan  keadaan  suatu sistem .
3. Evaluasi  Harmonisa  Pada  Utilitas

## Sistem Tenaga.
Distorsi  harmonisa  tegangan  pada  sistem utilitas muncul akibat  dari interaksi antara arus    beban  yang    menyimpang  dengan impedansi  sistem  utilitas,  di  mana    utilitas bertanggung  jawab  untuk  membatasi distorsi tegangan di PCC. Batas-batas yang diberikan  adalah  nilai  maksimum  untuk komponen harmonisa individual dan Total Harmonnics  Distortion,  THD.  Nilai-nilai ini  dinyatakan  sebagai  persentase  dari tegangan dasar. Untuk sistem di bawah 69 kV,  THD  harus  kurang  dari  5  persen  dan distorsi  individual  tegangan  harus  di bawah 3 persen [1].
Tabel 1. Batas Distorsi Harmonisa
Tegangan (%) Tegangan Bus PCC V n (kV) Distorsi tegangan harmonisa individual (%) THD V n (%) ≤ 69 3,0 5,0 69 < ≤ 161 1,5 2,5 > 161 1,0 1,5
1 2 2 max V V THD h h h V ∑ 〉 = 1 2 2 max I I THD h h h I ∑ 〉 =
4. Evaluasi Distorsi Harmonisa
Tegangan.
Evaluasi  THD  Tegangan  dilakukan terhadap  ketiga  buah  MDP,  yaitu  MDP PLN  Lama,  MDP  PLN  Baru  dan  MDP Poliklinik.  Pengukuran  THD  Tegangan dilakukan selama 7 hari, pada setiap pukul 10.00  WIB.  Hasil  pengukuran  THD Tegangan selama 7 hari diperlihatkan pada Gambar 1, Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 1. Grafik THD Tegangan MDP

## PLN Lama
Gambar  1  memperlihatkan  grafik THD tegangan di lokasi pengukuran MDP PLN  Lama  selama  7  hari.  THD  Tegangan terendah  terjadi  hari  Sabtu  pada  fasa  S sebesar  2,00%  dan  THD  tertinggi  terjadi hari  Kamis  pada  fasa  T  sebesar  3,20%. Rata-rata  THD  tegangan  pada  MDP  PLN lama  adalah  2,61  %  yang  masih  di  bawah dari nilai standar yang diijinkan yaitu 5%.
Gambar  2  memperlihatkan  grafik THD tegangan di lokasi pengukuran MDP Gambar 2. Grafik THD Tegangan MDP
PLN Baru
PLN  Baru  selama  7  hari.  THD  Tegangan terendah  terjadi  hari  Selasa  pada  fasa  S sebesar  1,79%  dan  THD  tertinggi  terjadi hari  Minggu  pada  fasa  R  sebesar  2,83%. Rata-rata  THD  tegangan  pada  MDP  PLN Baru  adalah  2,29  %  yang  masih  di  bawah dari nilai standar yang diijinkan yaitu 5%.
Grafik  THD  tegangan  di  lokasi pengukuran MDP Poliklinik selama 7 hari diperlihatkan  oleh  gambar  3.  THD Tegangan  terendah  terjadi  hari  Minggu pada  fasa  S  sebesar  1,73%  dan  THD tertinggi  terjadi  hari  Minggu  pada  fasa  R sebesar  2,64%.  Rata-rata  THD  tegangan pada  MDP  PLN  Poliklinik  adalah  2,24  % yang  masih  di  bawah  dari  nilai  standar yang diijinkan yaitu 5%.