Studi Kualitas Energi Listrik Gedung Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Asmar 1 , Wahri Sunanda 2 *
1,2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Bangka Belitung, Bangka * Koresponden email : sunandawahri@gmail.com
Diterima: 30 Maret 2021 Disetujui: 26 April 2021

## Abstract
One of the performances of the electric power system can be seen from the quality of electrical energy. In this study, the measurement of the quality of electrical energy was carried out using a power quality meter to  obtain  the  values  of  current,  voltage,  frequency,  total  current  harmonic  distortion  and  total  voltage harmonic  distortion  in  the  building  of  the  Faculty  of  Engineering,  Universitas  Bangka  Belitung.  From measurements on the 3 existing buildings, it was found that the measured voltage value range was still at + 5% to - 10% of the 220 Volt secondary distribution voltage value and the frequency value was still in the range of 49.5 Hz to 50.5 Hz. The total value of voltage harmonic distortion is still below the required value, but the total value of current harmonic distortion is above the required value . Keywords: quality of electrical energy, current, voltage, frequency, harmonic

## Abstrak
Kinerja  sistem  tenaga  listrik  salah  satunya  dapat  dilihat  dari  kualitas  energi  listrik.  Pada  penelitian  ini dilakukan pengukuran kualitas energi listrik  menggunakan power quality meter untuk mendapatkan nilai arus, tegangan, frekuensi, total distorsi harmonisa arus dan total distorsi harmonisa tegangan pada gedung Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung. Dari pengukuran pada 3 gedung yang ada didapat bahwa rentang nilai tegangan yang terukur masih berada pada +5% hingga  – 10% dari nilai tegangan distribusi sekunder  220  Volt  serta  nilai  frekuensi  masih  berada  pada  rentang  49,5  Hz  hingga  50,5  Hz.  Nilai  total distorsi  harmonisa  tegangan  masih  di  bawah  nilai  yang  dipersyaratkan,  namun  nilai  total  distorsi harmonisa arus berada di atas nilai yang dipersyaratkan.
Kata Kunci: kualitas energi listrik, arus, tegangan, frekuensi, harmonisa

## 1. Pendahuluan
Kualitas  energi  listrik  menjadi  hal  yang  penting  untuk  diperhatikan,  karena  berkenaan  dengan tegangan, arus, deviasi frekuensi yang dapat menyebabkan kegagalan pada pengoperasian sistem tenaga listrik  [1].  Hal  lain  yang    perlu  juga  diperhatikan  terkait  total  distorsi  harmonisa  arus  dan  total  distorsi harmonisa tegangan [2] berdasarkan IEEE 519:1992 [3] dan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik [4].
Bangunan  gedung  perkuliahan  merupakan  salah  satu  fasilitas  yang  terdiri  atas  banyak  beban peralatan listrik. Selain dimanfaatkan oleh mahasiswa secara langsung dalam perkuliahan dan praktikum, juga bagi tenaga kependidikan dan dosen yang bekerja. Walaupun jam puncak aktivitas berada pada pagi hingga  siang  hari,  namun  tentunya  menjadi  perhatian  terkait  layanan  kontinuitas  dengan  kualitas  yang baik dari listrik yang mengalir agar perkuliahan dan kinerja dapat berjalan dengan baik [5].
Oleh  karenanya  frekuensi  harus  mempunyai  rentang  49,5  Hz  –  50,5  Hz  untuk  frekuensi  nominal sistem  50  Hz,  tegangan  sistem  distribusi  harus  berada  pada  batas  kondisi  normal  yakni  maksimal  +5% dan  minimal  -10%  dari  tegangan  nominal.  Sedangkan  untuk  total  distorsi  harmonik    dapat  dilihat  pada Tabel  1 dan Tabel  2 [4].  Tegangan,  arus,  frekuensi,  total  distorsi  harmonisa  arus  dan  total  distorsi harmonisa tegangan menjadi hal penting yang harus dievaluasi dan diperhatikan selalu agar kinerja dalam bidang ketenagalistrikan dapat meningkat dalam memberikan pelayanan kepada masyarakat [6].
Tabel 1. Batas maksimum distosi harmonisa tegangan [4]
Distorsi Harmonisa Tegangan Individu (%) Distorsi Harmonisa Tegangan Total (%) 3 5 Tabel 2. Batas maksimum distorsi harmonisa arus [4] Harmonisa ganjil, h H<11 11≤h<17 17≤h<23 23≤h<35 35≤h< TDD Distorsi Harmonisa Arus (%) 4 2 1,5 0,6 0,3 5,0
Penelitian  terkait  kualitas  daya  listrik  pada  bangunan  kampus  pada  beberapa  bangunan  kampus diantaranya;    di  Universitas  Negeri  Medan  [5],    Universitas  PGRI  Semarang  [7]  ,  Politeknik  Negeri Jakarta [8], Politeknik Enjinering Indorama [9], Politeknik Negeri Ujung Pandang [10], Fakultas Teknik Universitas  Lampung  [11],  Universitas  Tadulako  [12],  FMIPA  UPI  [13]  dan  Fakultas  Kedokteran Universitas Udayana [14]. Dalam kaitan, penelitian ini bertujuan untuk melakukan pengukuran terhadap arus,  tegangan,  frekuensi,  total  distorsi  harmonisa  arus  dan  total  distorsi  harmonisa  tegangan  pada  3 gedung di Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung. Hal ini merupakan  upaya pencegahan terhadap permasalahan  kelistrikan  yang  mungkin  akan  muncul  pada  bangunan  gedung  perkuliahan  di  Fakultas Teknik  Universitas  Bangka  Belitung  yang  merupakan  bagian  dari    12  gedung  utama  yang  ada  di Universitas Bangka Belitung yang saat ini mendapat pasokan daya 690 kVA dari  PLN[15].

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  dilakukan  dengan  pengukuran  menggunakan power  quality  meter pada  3  panel  utama yang  tersedia  di  Gedung  Dharma  Pendidikan,  Gedung  Dharma  Penelitian  dan  Gedung  Dharma Pengabdian di Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung. Parameter yang didapatkan dari pengukuran berupa  arus,  tegangan,  frekuensi,    total  harmonisa  distorsi  arus  (THD i )  dan  total  harmonisa  distorsi tegangan (THD v ). Pada pengukuran yang dilakukan, semua beban peralatan yang tersedia dalam keadaan dinyalakan, sehingga dapat memberikan deskripsi total dari penggunaan dan kualitas energi listrik pada 3 gedung di Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung.
Gambar 1. Diagram alir penelitian
Diagram  alir  penelitian  secara  lengkap  ditunjukkan  pada Gambar  1 yang  diawali  dengan memastikan  semua  peralatan  listrik  dalam  kondisi  menyala  dan  pengaturan  alat  ukur  yang  akan digunakan.  Alat  ukur  yang  digunakan  adalah  PowerQ4  Plus  MI  2792.  Alat  ukur  ini  dapat  mengukur berbagai parameter kelistrikan diantaranya tegangan, arus, frekuensi, daya, dan harmonisa. Selain itu, alat
ukur  juga  dapat  merekam  hasil  pengukuran  sesuai  dengan  pengaturan  waktu  yang  diberikan.  Setelah persiapan  alat  ukur  dan  semua  beban  dinyalakan,  langkah  berikutnya  adalah  melakukan  proses pengukuran. Clamp arus  listrik  dan probe tegangan  dihubungkan  pada  panel  listrik.  Alat  ukur  akan merekam  hasil  pengukuran  selama  10  menit.  Data  hasil  pengukuran  pada  alat  ukur  diunduh  untuk dianalisis  dan  dibandingkan  dengan  Peraturan  Menteri  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  No  4  Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pengukuran  kualitas  energi  listrik  yang  dilakukan  di  Gedung  Dharma  Pendidikan  dilakukan  pada pukul 10.48 – 10.58 WIB dengan semua peralatan yang ada di dalam gedung dalam kondisi nyala. Dari hasil pengukuran menggunakan power quality meter didapat hasil pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3. Hasil pengukuran tegangan, arus dan frekuensi Gedung Dharma Pendidikan
U1(AvgOn) [V] U2(AvgOn) [V] U3(AvgOn) [V] I1(AvgOn) [A] I2(AvgOn) [A] I3(AvgOn) [A] f(AvgOn) [Hz] 221,39 228,89 198,60 38,79 34,59 83,19 50,09 220,10 227,39 201,39 39,79 35,40 78,80 50,09 220,30 226,80 200,60 40,5 36,79 80,59 50,09 218,60 226,80 200,39 47,79 37,90 84,80 50,08 218,10 228 197,69 51,29 39,29 89 50,09 210,80 219,89 221,19 53,90 47,5 44,59 50,04 210 219 222 55,59 49,59 44,40 49,97 211,30 219,80 218,5 55,5 50 53,09 50,02 216 222 206,30 55,29 50,70 74,80 50,08 218,30 224,10 197,69 55,20 50,20 84,80 50,03
Dari Tabel 3 terlihat bahwa nilai tegangan pada U1 210,8 Volt sampai dengan 221,39 Volt, untuk U2  219,8  Volt  sampai  dengan  228,89  Volt,  sedangkan  U3  197,69  Volt  sampai  dengan  221,19  Volt. Sedangkan  untuk  arus  terlihat,  bawah  I1  38,79  Ampere  sampai  dengan    55,59  Ampere,  untuk  I2  34,59 sampai dengan 50,70 Ampere, dan untuk I3 44,40 Ampere sampai dengan 84,80 Ampere.
Tabel 4. Hasil pengukuran total harmonisa tegangan dan arus Gedung Dharma Pendidikan THD U1(AvgOn) [%] THD U2(AvgOn) [%] THD U3(AvgOn) [%] THD I1(AvgOn) [%] THD I2(AvgOn) [%] THD I3(AvgOn) [%] 1,9 1,7 1,8 7,4 9 3,5 1,9 1,7 1,8 7,6 9,2 3,7 1,9 1,7 1,8 7,1 8,8 3,4 1,9 1,7 1,8 5,9 8,7 3,4 1,9 1,7 1,8 5,9 9,2 3,3 2 1,8 1,9 5,4 7,3 6,3 2 1,8 1,9 5,4 6,6 6,3 1,9 1,7 1,8 5,4 6,2 5,5 1,9 1,6 1,7 5,9 6,3 3,9 1,9 1,6 1,8 5,5 6,5 3,2
Pada Tabel  3 dapat  dilihat  bahwa    untuk  frekuensi  berada  pada  49,97    –  50,09 Hz.  Dari  rentang nilai tegangan pada tiap fase pada Tabel 3 , terlihat bahwa nilai tegangan yang terukur masih berada pada +5% hingga – 10% dari nilai tegangan distribusi sekunder 220 Volt dan nilai frekuensi juga masih berada 49,5  hingga  50,5  Hz    sesuai  yang  dipersyaratkan  pada  Peraturan  Menteri  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik.
Sedangkan  pada Tabel  4 terlihat  bahwa  nilai  total  distorsi  harmonisa  tegangan  (THDv)  masih berada di bawah batas maksimum yang dipersyaratkan, namun tidak dengan nilat total distorsi harmonisa arus (THDi) yang sudah berada di atas batas maksimum sesuai yang diatur Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik.
Tabel 5. Hasil pengukuran tegangan, arus dan frekuensi Gedung Dharma Penelitian
Pada Tabel 5 merupakan hasil pengukuran di Gedung Dharma Penelitian pada pukul 10.48-10.58 WIB. Peralatan listrik yang ada pada lantai 1 dan lantai 2 dalam keadaan dinyalakan. Terlihat bahwa hasil pengukuran tegangan pada fase U1, fase U2 dan fase U3 masih berada pada batas maksimal +5% hingga batas  minimal  -10%  dari  tegangan  distribusi  sekunder  220  Volt.  Untuk  arus  pada  fase  U1  berada  pada 64,59 – 72,9 Ampere, arus pada fase U1 berada pada 36,70 – 38, 20 Ampere dan arus pada fase U3 67,8 – 80,69 Ampere.
Tabel 6. Hasil pengukuran total harmonisa tegangan dan arus Gedung Dharma Penelitian
Dari Tabel  6 terlihat  bahwa  nilai  frekuensi  terukur  di  Gedung  Dharma  Penelitian  masih  berada pada  batas  frekuensi  yang  dipersyaratkan.  Untuk  nilai  total  distorsi  harmonisa  tegangan  (THDv)  masih berada di bawah batas yang dipersyaratkan. Namun kondisi berbeda dengan total distorsi harmonisa arus (THDi)  yang  berada  di  atas  batas  yang  dipersyaratkan  Peraturan  Menteri  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik.
Pada Tabel  7 merupakan  pengukuran  yang  dilakukan  pada  pukul  10.48-10.58  WIB  di  Gedung Dharma  Pengabdian  dengan  terlebih  dahulu  memastikan  kondisi  peralatan  listrik  pada  2  lantai  dalam keadaan  dinyalakan.  Nilai  tegangan  terukur  pada  fase  U1,  fase  U2  dan  fase  U3  masih  berada  dalam rentang 198 – 231 Volt sesuai yang dipersyaratkan. Sedangkan nilai arus terukur pada fase U1 42,5 – 43,9 Ampere, nilai arus terukur pada fase U2 53,8 – 62,4 Ampere serta arus terukur pada fase U3 45,5 – 50,5 Ampere.
Untuk Tabel 8 merupakan hasil pengukuran frekuensi, total distorsi harmonisa tegangan dan total distorsi harmonisa arus di Gedung Dharma Pengabdian. Nilai frekuensi terukur masih berada pada 49,5 – 50,5  Hz  sesuai  yang  dipersyaratkan,  begitu juga  dengan  nilai  total  distorsi harmonisa  tegangan.  Namun nilai  total  distorsi  harmonisa  arus  berada  di  atas  yang  dipersyaratkan  Peraturan  Menteri  Energi  dan Sumber Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik.
U1(AvgOn) [V] U2(AvgOn) [V] U3(AvgOn) [V] I1(AvgOn) [A] I2(AvgOn) [A] I3(AvgOn) [A] 217,10 225,19 207,60 70,69 38,09 69,59 216,5 225,80 208,30 70,69 38,20 67,80 216,19 226,5 207,5 70,80 37,40 69,09 216,19 226,19 206,5 70,80 36,90 69,19 216,5 226,10 205,19 71,59 36,70 71,30 215,60 225,30 205,10 72,5 36,79 70,69 213,60 226,60 203,69 72,80 36,70 74,59 213,89 227 201,69 72,90 36,90 77,90 215,39 228,19 200,19 67,90 36,90 80,69 216,39 227,80 200,19 64,59 37,20 79,59 f(AvgOn) [Hz] THD U1(AvgOn) [%] THD U2(AvgOn) [%] THD U3(AvgOn) [%] THD I1(AvgOn) [%] THD I2(AvgOn) [%] THD I3(AvgOn) [%] 50,09 2 1,7 1,9 5,9 8,9 4,3 50,11 2 1,7 2 5,7 9,1 4,4 50,11 2 1,8 2 5,8 8,7 4,4 49,99 2 1,8 2 5,8 9,6 4,4 50 2 1,8 2 5,8 9,2 4,2 50,08 2,1 1,9 2 5,8 8,8 4,5 50,10 2,2 1,9 2,1 5,6 9,2 4,3 50,07 2,1 1,9 2,1 5,6 9,6 4,5 50,08 2,1 1,9 2,1 5,9 9,2 4,5 50,02 2,2 2 2,1 6,3 9,2 4,4
Tabel 7. Hasil pengukuran tegangan, arus dan frekuensi Gedung Dharma Pengabdian
U1(AvgOn) [V] U2(AvgOn) [V] U3(AvgOn) [V] I1(AvgOn) [A] I2(AvgOn) [A] I3(AvgOn) [A] 213,30 217,60 219,90 43,70 55,50 45,80 213,80 217,60 220,50 43,70 55,80 45,80 213,40 218,80 221,30 43,60 54,00 45,90 212,90 221,90 220,90 43,90 53,80 45,90 215,00 219,30 221,80 43,70 59,00 45,60 216,00 216,90 223,70 43,60 62,10 45,50 216,90 216,40 224,60 43,50 62,40 45,80 217,80 217,70 222,20 43,30 61,40 50,50 217,10 218,90 222,60 42,70 62,10 50,10 217,60 219,00 221,80 42,50 62,10 50,20
Tabel 8. Hasil pengukuran total harmonisa tegangan dan arus Gedung Dharma Pengabdian f(AvgOn) [Hz] THD U1(AvgOn) [%] THD U2(AvgOn) [%] THD U3(AvgOn) [%] THD I1(AvgOn) [%] THD I2(AvgOn) [%] THD I3(AvgOn) [%] 50,04 2,1 2 2,1 6,3 6,1 6,1 50,02 2,1 1,9 2 6,4 6,2 6,1 50,02 2,1 1,9 2 6,2 6,2 6 50,07 2,1 1,9 2 6 6,3 6,2 50,07 2 1,8 2 6,5 6,1 6,4 50,05 2 1,8 2 6,3 5,7 6,1 50,05 2 1,8 2 6,2 5,5 6,2 50,08 2 1,7 1,9 6,5 5,7 6 50,08 1,9 1,7 1,9 6,7 5,6 6 50,11 2 1,7 1,9 6,4 5,7 5,8
Dari  pengukuran  yang  dilakukan  pada  periode  waktu  yang  sama  di  3  gedung  Fakultas  Teknik Universitas Bangka Belitung, beberapa parameter masih berada dalam ambang batas yang dipersyaratkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik, yakni tegangan, frekuensi dan total distorsi harmonisa tegangan. Namun total distorsi harmonisa arus  perlu  mendapatkan  perhatian,  begitupun  dengan  kesetimbangan  arus  pada  tiap  fase,  sehingga beberapa  kejadian  yang  mungkin  dapat  terjadi  dikarenakan  oleh  faktor  teknis  kelistrikan  dapat diantisipasi.

## 4. Kesimpulan
Kualitas energi listrik di Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung diantaranya dipantau melalui nilai  arus,  tegangan,  frekuensi,  total  distorsi  harmonisa  tegangan  dan  total  distorsi  harmonisa  arus  yang diukur pada periode waktu yang sama. Dari pengukuran yang dilakukan ketika beban peralatan dinyalakan bersamaan,  dapat  terlihat  bahwa  nilai  tegangan,  frekuensi  dan  total  distorsi  harmonisa  tegangan  di Fakultas  Teknik  Universitas  Bangka  Belitung  masih  berada  dalam  ambang  batas  yang  dipersyaratkan, namun  nilai  total  distorsi  harmonisa  arus  berada  di  atas  ambang  yang  dipersyaratkan  pada  Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No 4 Tahun 2009 tentang Aturan Distribusi Tenaga Listrik.

## 5. Daftar Pustaka
[1] A.W .Hasanah, T. Koerniawan, and Y.Yuliansyah, “Kajian Kualitas Daya Listrik PLTS Sistem Off- Grid Di STT-PLN,” Energi & Kelistrikan , vol. 10 (2), pp.93-101. 2018.
[2] H.M.  Naibaho,  A.  Warsito,  and  S.  Handoko,  “Peningkatan  Kualitas  Daya  Listrik  Dengan Menggunakan Bank Kapasitor Dan Filter Pada Kaji Station  PT. MEDCO E&P,” Transient: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro , vol. 5(3) , pp.395-402. 2017.
[3] I.. F II,  “IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electrical power systems,” New York, NY, USA , pp.1-1. 1993
[4] Departemen  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  Republik  Indonesia, Peraturan  Menteri  Energi Sumber  dan  Sumber  Daya  Mineral  No  4  Tahun  2009  tentang  Aturan  Distribusi  Tenaga  Listrik . Jakarta, 2009.
[5] A.S.  Sutopo,  M.M.  Mustamam,  and  M.A.  Affandi,  “Analisis  Gangguan  Kualitas  Daya  Sistem Tenaga  Listrik  Di  Universitas  Negeri  Medan,” Jurnal  Pendidikan  Teknologi  dan  Kejuruan , vol. 20(2). 2018.
[6] Y.  Suryanto,    “Analysis  of  Economic  Regulations  of  National  Electrical  Systems,” Jurnal Perencanaan  Pembangunan:  The  Indonesian  Journal  of  Development  Planning ,  vol. 1(1),  pp.46- 58. 2017.
[7] A.  Kusmantoro,  and  A.  Nuwolo,  “Identifikasi  Kualitas  Daya  Listrik  Gedung  Universitas  PGRI Semarang,” Prosiding SNST Fakultas Teknik , 1(1). 2015
[8] K. Kusnadi, and A.D. Aji, “Kualitas Daya Pada Instalasi Listrik Dengan Beban Non Linier (Studi Kasus  Di  Gedung  Bengkel  Listrik  Politeknik  Negeri  Jakarta),” Jurnal  Poli-Teknologi , vol.  15(2). 2016.
[9] A  .  Suryadi,  “Studi  Harmonisa  Arus  dan  Tegangan  Listrik  pada  Kampus  Politeknik  Enjinering Indorama,” SINERGI , vol. 20(3), pp.213-222. 2016.
[10]  A.R.  Ashar,  “Analisis  Kualitas  Daya  Listrik  Pada  Gedung  Teknik  Elektro  Kampus  2  Politeknik Negeri Ujung Pandang,” In Seminar Nasional Hasil Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat (SNP2M) . 2018
[11]  D.  Despa,  G.F  Nama,  T.  Septiana,  and  M.B.  Saputra,  “Audit  Energi  Listrik  Berbasis  Hasil Pengukuran Dan Monitoring Besaran
Listrik Pada Gedung A Fakultas Teknik Unila,” Electrician , vol. 15(1), pp. 33-38. 2021.
[12]  B.  Mukhlis,  “Evaluasi  penggunaan  listrik  pada  bangunan  gedung  di  lingkungan  universitas tadulako”.. In FORISTEK: Forum Teknik Elektro dan Teknologi Informasi , Vol. 1, No. 1,  2011.
[13]  Y.  Mulyadi,  A.  Rizki,  and  S.  Sumarto,  “Analisis  Audit  Energi  untuk  Pencapaian  Efisiensi Penggunaan  Energi  di  Gedung  JICA  FPMIPA  Universitas  Pendidikan  Indonesia,” electrans , vol. 12(1), pp. 81-88, 2013.
[14]  R.S  Hartati,  I.  N.  S.  Kumara,  “Pengelolaan  Energi  Listrik  Pada  Gedung  Fakultas  Kedokteran Universitas Udayana Kampus Sudirman Denpasar,” Majalah Ilmiah Teknologi Elektro , Vol. 11(2), .2012.
[15]  W. Sunanda, “Profil Beban pada Sistem Kelistrikan Universitas Bangka Belitung,” Jurnal Ecotipe (Electronic, Control, Telecommunication, Information, and Power Engineering) , vol. 4(1), pp. 1-6. 2017.