## PENGURANGAN ARUS HARMONISA DENGAN FILTER AKIBAT BEBAN NONLINEAR DI KAMPUS A UNIVERSITAS BINA DARMA PALEMBANG
Ali Kasim, Ir.,MT [1]
(ali.kasim@binadarma.ac.id) Tamsir Ariyadi [2]
(tamsirariyadi@binadarma.ac.id)
[1],[2] Dosen Tetap Prodi Teknik Elektro Universitas Bina Darma Palembang Jl. Jend. A.Yani No.3 Plaju Palembang

## ABSTRAK
Peralatan  listrik  berbasis  elektronik  yang  terhubung  pada sistem  distribusi  tenaga listrik  dapat menyebabkan  arus  jala-jala sistem  menjadi sangat terdistorsi, sehingga arus  jala-jala sistem banyak  mengandung  harmonisa.  Tingginya tingkat kandungan arus  harmonisa yang  terdapat pada sistem  distribusi tenaga listrik  dapat menimbulkan berbagai macam persoalan pada sistem tersebut, antara lain  adalah  faktor  daya  sistem menjadi  rendah,    arus    netral  sistem  meningkat  dan    dapat  menimbulkan    kegagalan instalasi meskipun dalam  kondisi beban  setimbang,  rugi-rugi daya sistem  bertambah, pemanasan  lebih  pada trafo  dan  generator,  kesalahan  operasi pada sistem  proteksi, penyimpangan    penunjukan    pada  alat  ukur,  kerusakan  sejak  dini  pada  peralatan- peralatan  elektronik,  interferensi    pada  sistem    telekomunikasi  dan    lain    sebagainya. Untuk  mengatasi berbagai persoalan  yang  ditimbulkan  oleh  adanya arus  harmonisa pada  sistem    distribusi  tenaga    listrik,    dapat  dilakukan    dengan    cara  menghilangkan atau  mengurangi kandungan  arus  harmonisa pada sistem  tersebut sampai memenuhi suatu  standarisasi  batasan harmonisa yang diijinkan.
Kata kunci : Harmonisa, Total Harmonic Distortion, Filter

## 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini perangkat elektronik adalah suatu kebutuhan yang sangat penting. Terbukti saat  ini  banyak  peralatan  elektronik  yang  sangat  membantu  manusia  dalam  hal perkantoran  maupun  rumah  tangga.  Peralatan  eletronik  tersebut  dapat  digolongkan sebagai  beban non-linier yang membutuhkan daya  yang besar dan stabil  agar peralatan tersebut  tidak  mengalami  kerusakan.  Beban non-linier inilah  yang  mengakibatkan  arus dari  jala-jala  sistem  menjadi  non  sinusoidal  terdistorsi  atau  memiliki Total  Harmonic Distortion (THD) yang sangat tinggi. Untuk mengetahui nilai THD pada suatu instalasi listrik  dibutuhkan  alat  ukur  harmonisa  yaitu Harmonic  Analyzer .  Tetapi  alat  ukur harmonisa tersebut masih relatif mahal.
Oleh  karena  itu  dibutuhkan  alat  ukur  yang  lebih  sederhana  dan  memiliki  tingkat akurasi  yang  menyerupai  Harmonic  Analyzer.  Dalam  perancangan  dan  implementasi,
alat  ukur  ini    memanfaatkan  sensor  tegangan  dan  sensor  arus  untuk  mendapatkan  nilai daya  tampak.  Serta  menggunakan  analisis  transformasi  fourier  diskrit  dalam mendapatkan nilai komponen harmonisa yang digunakan untuk mendapatkan nilai Total Harmonic Distortion (THD).

## 1.2 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
a. Listrik yang akan digunakan adalah listrik PLN dengan arus AC satu fasa tegangan 220V dan frekuensi 50 Hz.
b. Hanya melihat nilai Total Harmonic Distortion (THD) pada beban non-linier .
c. Proses pengukuran dilakukan 8 kali
d. Perancangan Filter

## 1.3 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitan ini adalah sebagai berikut.
a. Bagaimana perubahan arus terhadap adanya filter
b. Bagaimana    mendapatkan  nilai Total  Harmonic  Distortion (THD)  pada  kampus penggunaan komputer
1.4 Tujuan Dengan adanya masalah diatas maka tujuan dari penelitan ini adalah:
a. Membuat filter sederhana mengatasi harmonisa.
b. Mengetahui Arus pada beban linear dan nonlinear
2. DASAR TEORI
2.1. Pengertian Daya [7]
Daya  listrik  adalah  jumlah  energi  yang  digunakan  untuk  melakukan  usahan  atau kerja. Satuan SI daya listrik  adalah watt. Secara  umum, besarnya daya dengan sumber searah atau DC dinyatakan oleh :
(   )

## 2.2.  Daya Aktif
Daya  Aktif  (Power  Aktif)  adalah  daya  yang  terpakai  untuk  melakukan  energi sebenarnya. Satuan SI daya aktif adalah watt (W).
(   )
Dalam ditribusi listrik PLN, daya yang tercatat dalam kWh meter dan wajib dibayar oleh  pelanggan  adalah  daya  aktif.      antara  tegangan  rms  dan  arus    rms  dalam  suatu jaringan.
Daya  semu  atau  daya  tampak  merupakan  daya  yang  disuplai  oleh  PLN  ke pelanggan.. Secara matematis, daya nyata dinyatakan dalam rumus:
(   )

## 2.3. Pengertian Harmonisa
Cacat  gelombang  yang  disebabkan  oleh  interaksi  antara  bentuk  gelombang sinusoidal  sistem  dengan  komponen  gelombang  lain  yang  disebabkan  oleh  pemakaian beban non-linear lebih dikenal dengan harmonisa. Hal ini dapat dijelaskan seperti pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Bentuk Gelombang Fundamental, Gelombang Harmonisa dan Gelombang Fundamental Terdistorsi

## 2.2.1. Perhitungan Distorsi Harmonisa
Dalam pengujian efek harmonisa khususnya pada sistem tenaga, perlu dilakukan perhitungan  yang  biasanya  disebut  dengan Total  Harmonic  Distortion (THD).  THD adalah  total  nilai  presentasi  komponen  harmonisa  terhadap  komponen fundamental . THD dapat dituliskan sebagai berikut.
1) Rumus faktor distorsi tegangan
√∑
(   )

## 2) Rumus faktor distorsi arus
√∑ (   )

## 2.2.2. Filter
Filter    arus  adalah  adalah  komponen  yang  berfungsi  untuk  mendeteksi  nilai  arus yang mengalir pada suatu rangkaian. Pengukuran arus umumnya membutuhkan resistor shunt yaitu resistor yang dihubungkan secara seri pada beban dan mengubah.
.

## 3. DESAIN DAN REALISASI SISTEM

## 3.1 Diagram Blok Sistem
Bahwa proses pengukuran berasal dari alat ukur  tegangan dan alat ukur arus yang dipasang dalam jalur antara sumber listrik AC dengan beban. Tegangan disini dipasang paralel. Sedang arus dipasang seri dengan beban dan filter

## 4. PEMBAHASAN

## 4.1. PENGUJIAN DAN ANALISIS
Tanpa filter
No Tegangan (Volt) Arus ( mA) 1. 214,6 0,551 2. 214,8 0,540 3. 215,6 0,561 4. 213,3 0,583 5. 216,4 0,542
6 218,0 0,521 7 217,8 0,498 8 214,8 0,550 Filter No Tegangan (Volt) Arus ( mA) 1 215,0 0,552 2 215,6 0,532 3 216,0 0,510 4 216,2 0,512 5 214,8 0,560 6 217,2 0,500 7 217,0 0,482 8 215,8 0,510
Hasil Pengukuran Pemakaian  Tanpa Filter dan Filter dengan beban  1 Lampu 100 W Tanpa Filter THDv  =  142% Sebelum Filter THDv  =   141% Setelah Filter THDi  =   155% sebelum filter THDi  =  141%  Setelah Filter
Filter THD V =  141%  Sebelum di filter THD V =  141%  Setelah di filter THD I =   108,% Sebelum di filter THDi = 108%    Sebelum di filter THDi = 108%   Setelah difilter
Beban   2 Lampu 100 W Tanpa Filter THDv  =  142% Sebelum Filter THDv  =   141% Setelah Filter THDi  =   155% sebelum filter THDi  =  141%  Setelah Filter
Dilihat dari hasil tabel dan perhitungan  tampak adanya harmonisa pada beban nonlinear beban 1 Lampu 100 W + 1 Laptop Tanpa filter
No Tegangan (Volt) Arus ( mA) 1. 213,8 0,822 2. 214,6 0,812 3. 215,0 0,789 4. 216,2 0,762 5. 214,0 0,800 6 213,2 0,810 7 217,4 0,780

## Filter
No Tegangan (Volt) Arus ( mA) 1 214,8 0,918 2 213,7 0,932 3 215,7 0,906 4 218,0 0,876 5 217,8 0,852 6 216,8 0,848 7 217,0 0,870 8 217,5 0,875 THDv  =  142% Sebelum Filter THDv  =   141% Setelah Filter Tanpa filter No Tegangan (Volt)  Arus ( mA) 1. 216,2 0,882 2. 215,8 0,805 3.                217,6 0,820 4. 214,9 0,842 5. 215,3 0,750 6 216,4 0,745 7 215,5 0,820 8 214,6 0,840 Filter No Tegangan (Volt) Arus ( mA) 1 215,6 0,920 2 217,2 0,892 3 216,8 0,882 4 214,6 0,950 5 217,0 0,890 6 215,4 0,910 7 216,2 0,860 8 216,4 0,862
THDi  =   155% sebelum filter THDi  =  141%  Setelah Filter
Beban  2  Lampu  100 W  +  2  Laptop

## Tanpa  Filter
No  Tegangan (Volt)  Arus ( mA)
1. 218,0 1,808 2. 214,3 1,788 3. 215,7 1,740 4. 216,2 1,720 5. 217,0 1,628 6 216,2 1,730 7 215,0 1,790 8 216,7 1,700

## Filter
No Tegangan (Volt) Arus ( mA) 1 218,4 1,525
2 215,6 1,628 3 214,9 1,650 4 215,4 1,640 5 216,7 1,590 6 215,8 1,656 7 217,2 1,580 8 215,8 1,620
THDv  =  140% Sebelum  filter THDv  =  139% Setelah  filter THDi   =   140% Sebelum filter THDi   =  136%  Setelah filter

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Harmonisa akan ada pada setiap beban nonlinear
2. Saran
Hasil yang diperoleh kurang terlihat begitu baik untuk itu memperoleh hasil yang baik diperlukan komponen yang mempunyai peresisi yang lebih tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Collombet C.,  Lupin,  J.M.,  Schonek,  J.  (2008,  Desember). Harmonic  disturbances in  networks,  and  their  treatment .  Cahier  technique  no.  152.  Tersedia: http://www.schneider-electric.com.tr/schneider_en/pdf/publications_ect/ ECT152.pdf. [29 April 2008].
[2]  De  La  Rosa,  Francisco  C.  (2006). Harmonics  and  Power  Systems .  New  York: Taylor & Francis, LLC.
[3] Edmister, Joseph A. (2009). Rangkaian Listrik (Edisi Kedua). Jakarta: Erlangga.
[4] Elih Mulyana dkk. (2008), Analisis Harmonisa Arus dan Tegangan di Gedung TIK UPI, Penelitian Kompettitif, UPI
[5] Hibbard, John F., Lowenstein, Michael Z. Meeting IEEE 519-1992 Harmonic Limits
(Using Harmonic Guard® Passive
Filters) .[online]. Tersedia: http://www.transcoil.com/meetieee.pdf. [09 Februari 2008].
[6]  Masri,  Syafrudin.  (2004). Analisis  Kualitas  Daya  Sistem  Distribusi  Tenaga  Listrik Perumahan  Moderen .  Jurnal  Rekayasa  Elektrika,  Volume  3  No.  2.  Tersedia: http://www ft-elektro.usk.ac.id/rekayasa/2004/321_2004.pdf. [06 Juni 2008].
[7]  Mohan,  N.,  Undeland,  TM.,  Robbins,  WP.  (2003). Power  Electronics  Converters, Applications and Design . Jhon Wiley & Sons.
[8]    Muljono,  Suharjanto.  (2006). Pengaruh  Harmonisa  pada  Energy  Quality  untuk
Catuan Perangkat Infokom . Artikel [online]. Tersedia:
http://www.ristishop.com/portal/portal_article_detail.php?id=354&lang.
[20
Maret 2007].
[9]   Powersim Inc. (2003). PSIM User’s   Guide Version 6.0 .
[10] Sankaran, C. (2002). Power Quality .   Florida: CRC Press LLC.
[11]  Sutanto,  J.,  Buhron,  H. Implikasi  Harmonisa  dalam  Sistem  Tenaga  Listrik  dan Alternatif Solusinya .
[online].Tersedia:http://plnkc.or.id/library/download/
attach_harmonisa%20yus_her_pln%20jabar.doc [02 Oktober 2007]