Kandungan Harmonisa pada Lampu Hemat Energi

## Wahri Sunanda
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Bangka Belitung wahrisunanda@yahoo.com

## ABSTRACT
Harmonic  is  one  of  sinusoidal  components,  one  wave  period  from  which  having  multiple  frequency  of  its fundamental frequency one, leading to electrical power quality problems. Harmonic distortion in term of voltage and  current  ones,  generally  is  due  to  non  linier  impedance.  Energy  saving  lamp  is  one  of  example  of  it.  This research was done by performing studies in harmonic voltage and harmonic current from four different brands of energy saving lamp having power rating of 8 watt, 16 watt, and 20 watt and uses IEEE Standard of 519-1992 as  a  reference  in  determining maximum  limitation  voltage  and  current  harmonics.  The  result  of  the  tests  were showed that total harmonic distortion (THD) voltage at each different brand of energy saving lamp having power rating  of  8 watt, 16 watt, and 20 watt did not exceed the IEEE 519-1992 maximum limitation of 5%. While total harmonic distortion (THD) current at each different brand of energy saving lamp having power rating of 8 watt, 16 watt, and  20 watt had exceed result range exceeding 71,2%.
Keywords : Energy saving lamp, Voltage harmonic distortion, Current harmonic distortion

## INTISARI
Harmonisa  merupakan  salah  satu  komponen  sinusoidal  dari  satu  periode  gelombang  yang  mempunyai  frekuensi kelipatan  bulat  dari  frekuensi    fundamentalnya  yang  menjadi  permasalahan  dari  kualitas  daya  listrik.  Distorsi harmonisa  dari  bentuk  gelombang  sinusoidal  tegangan  dan  arus  yang  terjadi    umumnya  dipicu  oleh  beban  non- linear,  yang  salah  satunya  adalah  lampu  hemat  energi.  Lampu  hemat  energi  merupakan  lampu fluorescent yang dioperasikan  pada  frekuensi  tinggi  yang  diperoleh  dari inverter kecil ballast elektronik.  Pada  penelitian  ini dilakukan  pengujian  kandungan  harmonisa  tegangan,  harmonisa  arus,  dan  tingkat  intensitas  cahaya  terhadap  4 merek lampu hemat energi dengan daya nyata nominal 8 watt, 16 watt, dan 20 watt dan menggunakan standar IEEE 519-1992 sebagai  acuan  dalam  menetapkan  batas  tegangan  dan  arus  harmonisa  maksimum.  Hasil  pengujian menunjukkan  bahwa  total  harmonisa  distorsi  (THD)  tegangan  pada  berbagai  merek  lampu  hemat  energi    dengan daya nyata nominal   8 watt, 16 watt, dan 20 watt tidak melebihi dari batas standar IEEE 519-1992 yaitu maksimum 5%. Sedangkan total  harmonisa distorsi (THD) arus pada berbagai  merek lampu  hemat energi dengan  daya  nyata nominal 8 watt, 16 watt, dan 20 watt berada pada rentang nilai melebihi 71,2%.
Kata kunci : Lampu hemat energi, Tegangan harmonisa terdistorsi, Arus harmonisa terdistorsi

## I. PENDAHULUAN
Mutu dari suatu produk sangat diperhatikan  dalam  suatu  penjualan  atau pembelian  barang  dan  jasa.  Pada  bidang kelistrikan  juga  dikenal  adanya  mutu  listrik. Pada  dasarnya  mutu  listrik  yang  baik  adalah listrik yang mempunyai tegangan dan frekuensi  yang  stabil.  Untuk  di  Indonesia, listrik  yang  bersumber  dari  PLN  adalah dengan tegangan 220 volt dan frekuensi 50 Hz.
Tegangan  dan  frekuensi  yang  tidak  stabil bukan  saja  salah  perusahaan  listrik,  tetapi peralatan-peralatan  listrik  yang  digunakan konsumen  juga  dapat  mempengaruhi  mutu
listrik.  Terdapat  banyak  aspek  yang  dapat mempengaruhi  berkurangnya  mutu  listrik. Salah  satu  aspek  tersebut  adalah  timbulnya harmonisa pada gelombang listrik.
Harmonisa  dalam  sistem  tenaga  listrik, sebenarnya ditujukan untuk kandungan distorsi pada gelombang tegangan dan arus fundamental [2] serta beban nonlinier dianggap  sebagai  sumber  harmonisa.  Menurut standar IEEE  519-1992, beban  non  linier penyebab  harmonisa  terdiri  dari  beban elektronika  daya,  dan  diantaranya  adalah lampu  hemat  energi  yang  pemakaiannya sangat marak akhir-akhir ini.
Dalam  penelitian  ini  akan  dilakukan pengujian  terhadap  beberapa  lampu  hemat energi  yang  beredar  di  pasaran  yang  diduga mempunyai  kekurangan  dalam  spesifikasi teknis  yang  dikhawatirkan  akan  memberikan efek negatif bagi masyarakat sebagai konsumen  serta  pemerintah  sebagai  penyedia tunggal kebutuhan energi listrik.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Studi Harmonisa
Harmonisa  adalah  salah  satu  dari  sekian banyak permasalahan yang menyangkut kualitas daya listrik [3]. Keberadaan harmonisa  ini  sangat  mengganggu  bahkan merugikan  sistem  apabila  melebihi  batas standar  yang ditetapkan, dalam hal ini  standar yang  digunakan  adalah  standar IEEE 519- 1992.  Pada  Gambar  1  akan  diperlihatkan sebuah  gelombang  yang  terdistorsi  dan direpresentasikan dalam deret seri Fourier.
Gambar 1. Gelombang Terdistorsi direpresentasikan  dalam Deret Fourier [4]

## B. Indeks Harmonisa
Dalam  analisis  harmonisa,  beberapa indeks  penting  berikut  digunakan  untuk melukiskan pengaruh harmonisa pada komponen  sistem  tenaga  listrik  dan  sistem komunikasi.
Total Harmonic Disortion (THD)
% 100 : 1 2 2      V V THD THD h h v tegngan (1) % 100 : 1 2 2      I I THD THD h h i arus (2)
yang  didefinisikan  perbandingan  nilai  rms komponen  harmonisa  terhadap  komponen dasar dalam  persen  (%).  Indeks  ini  digunakan untuk  mengukur  penyimpangan  ( deviation ) dari  bentuk  gelombang  satu  periode  yang mengandung  harmonisa  pada  satu  gelombang sinus  sempurna.  Untuk  satu  gelombang  sinus sempurna  pada  frekuensi  dasar,  THD  adalah nol.  Demikian  pula  pengukuran  distorsi harmonisa individual untuk tegangan dan arus pada  orde  ke  h  didefinisikan  sebagai ⁄ dan ⁄ .
Pada  Tabel  1  dan  Tabel  2  ditampilkan standar IEEE Std 519-1992 untuk batasan I THD dan V THD yang digunakan sebagai acuan dalam penelitian ini.
Tabel 1. Current distortion limits for general distribution systems (120 V Through 69. 000V)
Tabel 2. Voltage distortion limits

## III. METODE PENELITIAN
Tahapan  yang  dilakukan  pada  penelitian ini adalah :
1. Mengumpulkan alat dan bahan penelitian.
2. Membuat rangkaian penelitian.
3. Mengetahui  data  teknis  lampu  hemat energi,  yakni:  daya  nyata  (P),  daya  semu (S),  daya  reaktif  (Q),  tegangan  (V),  arus (I), faktor daya (pf), frekuensi (f).
4. Mengukur  THD  tegangan,  THD  arus, pada masing-masing lampu hemat energi .
5. Menghitung THD tegangan dan THD arus pada masing-masing kondisi  penelitian.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  pengukuran  individual  harmonisa arus  dan  individual  harmonisa  tegangan  tiap merek lampu hemat energi  dengan daya nyata nominal  8  watt,  16  watt  dan  20  watt  pada harmonisa  3,  5,  7,  total  harmonisa  arus  ( I THD ) dan  total  harmonisa  tegangan  ( V THD )  dapat dilihat pada Tabel 3, Tabel 4 dan Tabel 5.
Tabel 3. Data harmonisa hasil pengukuran lampu hemat energi daya nyata nominal 8 watt
No Merek HarmonisaArus  (%) HarmonisaTegangan(%) 3 5 7 I THD 3 5 7 V THD 1 Chiyoda 82.63 55.04 27.1 109.2 0.21 1.467 0.349 1.568 2 Focus 88.85 59.86 27.32 112.7 0.204 1.425 0.377 1.537 3 Milion 80.47 51.16 23.30 103.4 0.109 1.539 0.245 1.607 4 Optima 77.23 43.88 15.96 96.30 0.199 1.466 0.365 1.566
Tabel 4. Data harmonisa hasil pengukuran lampu hemat energi daya nyata nominal 16 watt
No Merek HarmonisaArus (%) HarmonisaTegangan(%) 3 5 7 I THD 3 5 7 V THD 1 Chiyoda 86.72 64.40 39.22 123.7 0.125 1.551 0.337 1.641 2 Focus 90.75 74.69 54.83 142.8 0.168 1.477 0.35 1.583 3 Milion 67.18 26.18 13.77 79.42 0.201 1.452 0.326 1.555 4 Optima 72.6 34.75 12.23 87.81 0.08 1.507 0.31 1.591
Tabel 5. Data harmonisa hasil pengukuran lampu hemat energi daya nyata nominal 20 watt
No Merek HarmonisaArus (%) HarmonisaTegangan (%) 3 5 7 I THD 3 5 7 V THD 1 Chiyoda 87.89 67.46 43.57 129.6 0.077 1.551 0.382 1.64 2 Focus 88.72 69.48 46.97 132.3 0.162 1.481 0.261 1.57 3 Milion 60.5 18.44 17.77 71.2 0.043 1.506 0.23 1.561 4 Optima 79.12 47.57 19.26 100.9 0.081 1.571 0.259 1.664

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  harmonisa lampu  hemat  energi  pada  berbagai  merek dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada  4  merek  lampu  hemat  energi ( Chiyoda,  Focus,  Milion,  Optima )  yang digunakan  dalam  penelitian  dengan  daya nyata nominal 8 watt , nilai total harmonisa distorsi  tegangan  pada  masing-masing merek  yakni: Chiyoda ;  1,568%, Focus ; 1,537%, Milion ;  1,607%  dan Optima ;
1,566%,  sedangkan  nilai  total  harmonisa distorsi  arus  pada  merek Chiyoda ; 109,2%, Focus ;  112,7%, Milion ;  103,4% dan Optima ; 96,3%.
2. Untuk  daya  nyata  nominal  16  watt , nilai total  harmonisa  distorsi  tegangan  pada merek Chiyoda ;  1,641%, Focus ;  1,583%, Milion ;  1,555%    dan Optima ;  1,591%, sedangkan  nilai  total  harmonisa  distorsi arus pada merek Chiyoda ; 123,7%, Focus ;
142,8%, Milion ;  79,42%  dan Optima ; 87,81%.
3. Terakhir  untuk  daya  nyata  nominal  20 wattdidapat  bahwa  nilai  total  harmonisa distorsi  tegangan  pada  merek Chiyoda ;
1,64%, Focus ;  1,57%, Milion ;  1,561%
dan Optima ; 1,664%, sedangkan nilai total harmonisa  distorsi  arus  pada  merek Chiyoda ; 129,6%, Focus ; 132,3%, Milion ;
71,2% dan Optima ; 100,9%.
REFERENSI
[1] IEEE  Standards  Association.  519-1992., 1993., Recommended Practices and Requirements  for  Harmonis  Control  in Electrical Power Systems . New York: IEEE
Press.
[2] Jos Arrillaga, Smith, Neville RW., 1997., Power  System  Harmonic  pp:5-7 . Chichester: John Wiley & Sons.
[3] R.  Sastry  Vedam,  Mulukutla  S.  Sarma., 2009., Power  Quality Var Compensation  in Power Systems pp:1. CRC Press, New York.
[4] Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, H. Wayne  Beaty.,  2004., Electrical  Power System Quality pp:173. McGraw-Hill.
[5] Sunanda,  Wahri.,  Rahman,  Yuli  A.,  2011, Watak  Harmonik  Beban  Inverter Tiga Fase Tak Berbeban , Jurnal Foristek Vol. 1 No. 1, Palu, Hal.16-21.
[6] Sunanda, Wahri., 2012, Aplikasi Filter Pasif pada Watak Harmonik pada Beban Inverter Tiga  Fasa  Tak  Berbeban ,  Jurnal  Foristek Vol.1 No.3, Palu, Hal. 136-142.
[7] Sunanda, Wahri., Gusa, Rika F., 2012, Low Pass RC Filter Untuk Mengurangi Harmonisa  pada  Lampu  Hemat  Energi , Jurnal  Rekayasa  Elektrika  Vol.10  No.1, NAD, Hal. 5-9.