## ELIMINASI HARMONISA PADA INDUCTION FURNACE MENGGUNAKAN FILTER HYBRID
Hadi Setiawan 1) , Belly Yan Dewantara 2) , Istiyo Winarno 3)
1,2.3) Fakultas Teknik Dan Ilmu Kelautan – Universitas Hang Tuah Surabaya Jl. Arif Rahman Hakim No.150 Kec. Sukolilo, Surabaya, 60111, Jawa Timur, Indonesia E-mail: 1) hadisetiawan1213@gmail.com , 2) istiyo.winarno@hangtuah.ac.id , 3) bellyyandewantara@hangtuah.ac.id

## ABSTRAK
Induction Furnace merupakan peralatan yang banyak digunakan dalam industri logam atau baja,  peralatan  tersebut  biasanya  digunakan  untuk  mengolah  mineral  logam  atau  non  logam  pada proses reduksi maupun peleburan. Induction furnace memiliki nilai frekwensi dalam sebuah tungku induksi nilainya bisa mencapai 2000Hz, dan tegangan DC dapat diatur mencapai 800VDC. Dengan menggunakan  filter  dapat  mengurangi  harmonisa  sekecil  mungkin  hingga  bentuk  gelombangnya semakin  mendekati  sinusoidal.  Penelitian  untuk  menganalisa  langkah-langkah  pemasangan filter hybrid untuk meredam distorsi harmonisa . Hasil analisa dari simulasi filter hybrid dapat mengurangi nilai total harmonic distortion dengan nilai THD menurut IEEE 152-1992 sebesar 0.36%.
Kata kunci: Filter Hybrid , Filter Pasif, Induction Furnace , Total Harmonic Distortion (THD)

## ABSTRACT
Induction  Furnace  is  equipment  that  is  widely  used  in  the  metal  or  steel  industry,  this equipment is usually used to process metallic or non-metallic minerals in the reduction or smelting process. Induction furnaces have a frequency value in an induction furnace that can reach 2000Hz, and the DC voltage can be adjusted to reach 800VDC. By using a filter you can reduce harmonics as small  as  possible  until  the  waveform  is  closer  to  sinusoidal.  Research  to  analyze  the  steps  for installing a hybrid filter to reduce harmonic distortion. The analysis results from the hybrid filter simulation can reduce the total harmonic distortion value with the THD value according to IEEE 152-1992.
Keywords: Hybrid Filter, Passive Filter, Induction Furnace, Total Harmonic Distortion (THD)

## 1. PENDAHULUAN
Induction  furnace merupakan  peralatan yang  banyak  digunakan  dalam  industri  logam atau baja, induction furnace adalah sebuah tanur listrik yang memanfaatkan prinsip induksi untuk memanaskan logam hingga titik leburnya. Panas yang  digunakan  pada  tanur  induksi  berasal  dari pemanasan induksi medium konduktif (biasanya logam). Induction furnace bekerja pada frekuensi operasi berkisar antara frekuensi utilitas (50 atau 60  Hz)  hingga  400  kHz  atau  lebih  tinggi, biasanya  tergantung  pada  ukuran  dan  material yang akan dilebur, kapasitas (volume) dari tanur, dan  kecepatan  mencair leburan  yang  diperlukan
untuk  melebur.  Untuk  meningkatkan  efisiensi sistem  dan  untuk  menghemat  waktu  produksi dalam  otomasi  industri  digunakan  otomatisasi terdiri dari sejumlah besar beban non-linier[1].
Pada  sistem  tenaga  listrik  yang  ideal energi  yang  disalurkan  dalam  tegangan  yang konstan  dan  frekuensi  konstan  dengan  bentuk gelombang  sinusoidal.  Pada  sistem  kelistrikan banyaknya  penggunaan  beban  non-linier  dapat menimbulkan  perubahan  bentuk  gelombang  asli yang  disebabkan  oleh  interaksi  antara  bentuk gelombang  sinusoidal  dengan  gelombang  lain sehingga  dapat  menyebabkan  harmonisa.  Pada saat ini sebagian besar pemakaian beban listrik di masyarakat  terutama  di  Indonesia  hampir  90%
memakai  beban  non-linier.  Beban  non-linear inilah  yang  banyak  menimbulkan  permasalahan pada  sistem  kualitas  daya  mengingat  banyak sekali beban yang berbasis elektronika daya yang dapat merusak barang elektronik dan menurunkan kualitas daya pada sistem kelistrikan[2].
Non-linier  ini  beban  menarik  arus  non- sinusoidal  maka  beban  ini  menghasilkan harmonik, arus harmonik mengalir dari beban ke sumber  maka  arus  terdistorsi  melewati  semua impedansi  antara  beban  ke  sumber.  Arus harmonik  ini  lewat  melalui  impedansi  sistem menyebabkan penurunan tegangan untuk masing- masing  frekuensi  dan  tegangan  harmonik terdistorsi induction  furnace menghasilkan masalah kualitas daya karena konverter daya AC- DC-AC bergantung pada jumlah pulsa penyearah[3].
Fenomena  modulasi  silang  dalam  tautan AC-DC-AC  dari  instalasi  IMF  tanpa  biji frekuensi menengah yang dihasilkan interharmonik,  karakteristik  dan  tidak  seperti biasanya harmonik dalam bentuk gelombang arus garis sisi grid . Penggunaan jenis beban ini secara langsung  akan  mempengaruhi  kualitas  daya listrik  karena  arus  pada  beban  non  linier  tidak berbentuk gelombang sinusoidal murni meskipun sumber  tegangan  yang  dipakai  berbentuk gelombang sinusoidal murni[4].
Untuk  mengatasi  masalah  harmonisa  ini akan  disimulasikan  menggunkan  filter hybrid yang  merupakan  penggabungan  filter  pasif  dan filter aktif yang dikonfigurasikan seri. Penelitian untuk menganalisa langkah-langkah pemasangan filter hybrid untuk  meredam  distorsi  harmonisa, menganalisa daya menggunakan software MATLAB.  Analisa  dilakukan  sebelum  dan sesudah  pemasangan  filter hybrid .  Hasil  analisa dari  simulasi  filter hybrid dapat  mereduksi distorsi  harmonisa  dengan  nilai  THD  menurut IEEE 152-1992[5].

## 2. METODE PENELITIAN
2.1. Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik
Kecenderungan  penggunaan  beban non-linear  dalam  jumlah  besar  dalam  sistem tenaga  listrik  telah  menimbulkan  masalah  yang tidak  dipikirkan  sebelumnya.  Berbeda  dengan
beban-beban listrik yang menarik arus sinusoidal (sebentuk dengan tegangan yang menyuplainya), sedangkan beban-beban non-linear menarik arus dalam bentuk non-sinusoidal, walaupun disuplai dari tegangan sinusoidal[6].
Arus  yang  tidak  berbentuk  sinusoidal tersebut menjadi komponen arus frekuensi tinggi yang terinjeksi ke jala-jala, yang dikenal dengan nama  arus  harmonisa.  Arus  harmonisa  ini  dapat menimbulkan  beberapa  efek  negatif,  baik  bagi pelanggan  maupun power  provider .  Kerugian akibat  harmonisa  mencakup  aspek  teknis,  biaya dan keandalan[7]
2.2. Sumber Harmonisa
Sumber  harmonik  secara  garis  besar terdiri dari 2 jenis yaitu peralatan yang memiliki kondisi  saturasi  ( saturate  device )  dan  peralatan elektronika  daya  ( power  electronic  equipment ). Peralatan  yang  memiliki  kondisi  saturasi biasanya  memiliki  komponen  yang  bersifat magnetik  seperti  transformator,  mesin  –  mesin listrik,  tanur  busur  listrik,  peralatan  yang menggunakan  power  supply,  dan  magnetik ballast.  Peralatan  elektronika  daya  biasanya menggunakan  komponen-komponen  elektronika daya seperti thyristor, dioda, dan lain-lain[8]. 2.3. Standart Harmonisa
Ada  dua  kriteria  yang  digunakan  untuk mengevaluasi distorsi harmonik (Standar harmonisa  berdasarkan  IEEE  519-1992  seperti ditunjukkan  pada  tabel  1),  yaitu  batasan  untuk harmonisa  arus  dan  batas  harmonisa  tegangan. Untuk  standar  harmonisa  arus  ditentukan  oleh rasio Isc/IL. Isc adalah arus hubung singkat yang ada pada inverter sebagai driver motor sinkron 3 fasa, sedangkan IL adalah arus beban fundamental. Sedangkan untuk standar harmonisa  tegangan  ditentukan  oleh  tegangan sistem yang dipakai[9].

## 2.4. Akibat Yang Ditimbulkan Harmonisa
Pengaruh harmonik pada peralatan tenaga listrik secara umum terbagi menjadi tiga, yaitu:
1. Nilai rms baik tegangan maupun arus meningkat.
2.  Nilai  puncak  ( peak  value )  tegangan  dan  arus meningkat.
3. Frekuensi sistem menurun.
Tabel 1. IEEE STD. 519-1992 IEEE-519 Voltage Distortion Limits
IHDv = Individual harmonik Voltage Distortion THDv = Total harmonik Voltage Distortion
Tabel  2. IEEE  STD.  519-1992  IEEE-519 Maximum Odd-Harmonik Current
(%) Limits for General Distribution Sistems (120 Volts –69,000 Volts)
Masing-masing  elemen  membangkitkan distorsi yang spesifik. Nilai rms lebih besar dapat menyebabkan  pemanasan  lebih  dan  nilai  puncak lebih  besar  yang  dapat  membuat  alat  ukur terganggu  kinerjanya  sehingga  memberikan indikasi  yang  salah.  Frekuensi  mempengaruhi impedansi kabel dan dengan frekuensi 400 Hz atau lebih  maka  akan  sulit  untuk  mengatasi  jatuh tegangan. Fenomena resonansi dapat terjadi pada frekuensi  tertentu  dan  dapat  menyebabkan  arus meningkat[10].
Secara  khusus  efek  yang  ditimbulkan harmonik  pada  sistem  tenaga  listrik  dapat  dibagi menjadi:
a.  Efek negatif jangka pendek
1.  Tegangan  harmonik  dapat  mengganggu pengendalian  yang  digunakan  pada  sistem elektronik.
2.  Harmonik  dapat  menyebabkan  kesalahan pada  peralatan  pengukuran  listrik  yang menggunakan prinsip induksi magnetik.
b.  Efek  yang  bersifat  kontinu  dan  yang  dapat mengkibatkan pemanasan.
1.  Pemanasan kapasitor
Kapasitor  sensitif  terhadap  perubahan beban  maka  ketika  terjadi  harmonik  akan menyebabkan rugi-rugi meningkat. Ketika terjadi harmonik,  beban  semakin  reaktif  sehingga kapasitor harus mencatu lebih banyak daya reaktif kepada sistem.
2.  Pemanasan pada mesin-mesin listrik Akibat  harmonik  pada  mesin  adalah bertambahnya  rugi-rugi  pada  mesin.  Hal  ini diakibatkan  oleh  meningkatnya  rugi-rugi  pada stator dan perbedaan kecepatan yang diakibatkan oleh medan yang dihasilkan oleh harmonik dengan rotor.  Arus  harmonik  juga  menimbulkan  panas lebih dan apabila mesin terus-menerus dioperasikan  pada  kondisi  ini  akan  mengurangi umur dan merusak mesin[11].
3.  Transformator
Transformator  distribusi  yang  mencatu daya  beban  non  linear  akan  menimbukan  arus harmonik kelipatan tiga ganjil. Harmonik ini akan menghasilkan  arus  netral  yang  lebih  tinggi  dari arus fasa. Akibatnya terjadi penigkatan temperatur pada  kawat  netral.  Dampak  lanjutannya,  akan terjadi sirkulasi arus urutan nol pada belitan delta sehingga  temperatur  meningkat.  Hal  ini  akan mengakibatkan penurunan efisiensi transformator dan  dapat  mengakibatkan  kerusakan.  Rugi-rugi yang  terjadi  pada  transformator  adalah  rugi-rugi inti  dan  rugi-rugi  belitan.  Rugi-rugi  inti  karena fluks  yang  dibangkitkan  di  dalam  inti  bila transformator  dieksitasi.  Rugi-rugi  belitan  yang terdiri dari I 2R dan stray losses dibangkitkan oleh arus yang mengalir melalui transformator. Akibat dari  harmonik  lain  ialah  interferensi  frekuensi pada  sistem  telekomunikasi  karena  biasanya sistem  komunikasi  letaknya  berdekatan  dengan sistem  tenaga  listrik.  Sistem  pengaman  seperti relay  dapat  berkurang  kemampuannya  untuk merasakan  gangguan  ketika  terjadi  harmonik karena sifar relay itu sendiri yang sensitif terhadap perubahan frekuensi dan arus[12].
Bus Voltage at PCC 𝑰𝑯𝑫 𝑽 (%) 𝑻𝑯𝑫 𝑽 (%) 𝟔𝟗 𝒌𝑽 and below 3.0 5.0 𝟔𝟗. 𝟎𝟎𝟏 𝒌𝑽 through 𝟏𝟔𝟏 𝒌𝑽 1.5 2.5 𝟏𝟔𝟏 𝒌𝑽 and above
1.0 1.5
Isc/IL n<11 11n<17 17n<
23 23n< 35 35n TDD
<20 4.0 2.0 1.5 9.6 0.3 5.0 20<50 7.0 3.5 2.5 1.0 0.5 8.0
50<100
10.0 4.5 4.0 1.5 0.7 12.0 100<1000 12.0 5.5 5.0 2.0 1.0 15.0
>1000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0
2.5. Induction Furnace
Induction  furnace adalah  tungku  listrik dimana  panas  diterapkan  dengan  pemanasan induksi  logam.  Keuntungan  dari  tungku  induksi adalah,  proses  peleburan  hemat  energi  dan  baik dikendalikan bersih dibandingkan dengan kebanyakan  cara  lain  peleburan  logam.    Secara umum  tanur  induksi  digolongkan  sebagai  tanur pelebur ( melting furnace ) dengan frekuensi kerja (50  atau  10000  Hz)  atau  lebih  tinggi  dan  tanur penahan  panas  ( holding  furnace )  yang  bekerja pada frekuensi jala-jala. Induction furnace bekerja dengan  prinsip  transformator  dengan  kumparan primer  dialiri  arus  AC  dari  sumber  tenaga  dan kumparan sekunder.
Kumparan  sekunder  yang  diletakkan  di dalam  medan  magnet  kumparan  primer  akan menghasilkan  arus  induksi.  Berbeda  dengan transformator, kumparan sekunder digantikan oleh bahan baku peleburan serta dirancang sedemikian rupa  agar  arus  induksi  tersebut  berubah  menjadi panas  yang  sanggup  mencairkannya.  Sesuai dengan  frekuensi  kerja  yang  digunakan,  tanur induksi  dikategorikan  sebagai  tanur  induksi frekuensi  jala-jala  (50  Hz  –  60  Hz)  dengan kapasitas lebur diatas 1 ton/jam dan tanur induksi frekuensi  menengah  (150  Hz  –  10000  Hz)  untuk tanur dengan kapasitas lebur rendah frekuensi jala- jala pada tanur induksi frekuensi menengah diubah terlebih  dahulu  dengan  menggunakan  thyristor menjadi  freukensi  yang  lebih  tinggi  sebelum dialirkan kekumparan primer[1].
Gambar 1. Skema Arus Induksi Pada Induction Furnace

## 2.6. Prinsip Kerja Induction Furnace
Prinsip  pemanasan  pada  benda  yang diletakkan  di  antara  medan electromagnetic arus bolak-balik  akan  ditembus  oleh  medan  listrik
induksi mengakibatkan naiknya temperatur bahan. Laju  kenaikkan  temperatur  akan  berbeda-beda untuk  setiap  jenis  maupun  ukuran  bahan  sebab resistansi  dari  setiap  bahan  tersebut  berbeda. Sebatang  silinder  logam  diletakan  pada  sebuah kumparan  yang  dialiri  arus  bolak-balik,  maka medan  magnet  yang  terbentuk  oleh  kumparan akan  menimbulkan  arus  induksi  pada  silinder logam. Silinder logam menjadi panas oleh energi panas joule yang timbul akibat lompatan elektron dari  arus  induksi  yang  terhambat  oleh  resistansi dari  logam.  Pada  pemanasan  dengan  induksi seperti  ditunjukkan  pada  gambar  1,  gelombang magnetis dipancarkan dari kumparan kepermukaan  benda  serta  menembus  benda tersebut  hingga  kedalaman  tertentu,  maka sepanjang  penampang  medan  magnit  ini  akan timbul arus induksi.
Pada penelitian ini merupakan suatu perancangan filter hybrid dimodelkan dalam bentuk kombinasi antara  pemasangan  filter hybrid dan  filter  pasif. Pada penelitian ini filter hybrid diharapkan dapat mengkompensasi  munculnya  harmonisa  pada sistem.  Filter hybrid dimodelkan  dalam  bentuk kombinasi antara pemasangan filter aktif dan filter pasif  bertujuan  untuk  mencegah  meluasnya harmonisa filter aktif dipasang seri dengan beban non linear sedangakan, filter pasif dipasang secara pararel terhadap beban non linear, tujuannya untuk menggagalkan  daya  arus  harmonisa  menuju sumber  filter  aktif  juga  dapat  mengkompensasi faktor daya atau fungsi yang lain.
2.7. Proses Penelitian
Melakukan  penelitian  yang  baik  dan benar  tidak  lepas  dari  perencanaan  dan  proses penelitian  yang  sudah  dirancang  sebelumnya. Pada tahapan-tahapan dalam proses penelitian ini difungsikan sebagai pedoman dalam mengambil data-data  parameter  yang  diperlukan.  Adapun tahapan dan proses penelitian sebagai berikut :
1. Merancang konfigurasi sistem induction furnce pada Simulink di software Matleb R2016a.
2. Penelitian ini menggunkan induction furnace
3. Penelitian ini membandingkan filter pasif, dan filter hybrid dengan  melakukan  analisis  nilai THDv  dan  THDi  apakah  sudah  sesuai  dengan standart IEEE 519-1992.
Pada  penelitian  ini  merupakan  suatu sistem  ekstraksi  harmonisa  pada induction furnace akibat  pengaruh  beban  non  linier  yang menghasilkan suatu harmonisa. Untuk mengekstraksi  harmonisa  dilakukan  dengan memasukkan  sumber  arus  dan  tegangan  pada induction  furnace sebagai  input  atau  data pembelajaran,  berupa  sinyal  harmonisa  yang sudah  dipisahkan  dengan  sinyal  fundamental. Dengan  menggunakan  filter hybrid dihasilkan dengan  menggunakan  filter hybrid dapat mereduksi  harmonisa  yang  muncul  sehingga hasil yang didapat lebih baik serta memiliki nilai THDv  dan  THDi  sesuai  dengan  standart  IEEE 519-1992 seperti ditunjukkan pada gambar 2.

## Gambar 2. Diagram Perancang Proses

## Penelitian

## 2.8. Pemodelan Filter Daya Hybrid
Untuk  pemasangan  filter  daya hybrid yang  terdiri  dari  filter  aktif  seri  dan  filter  pasif shunt yang  dipasang  secara  bersamaan.  Filter aktif  dipasang  seri  dengan  beban  non-linear sedangkan  filter  pasif  dipasang  secara  pararel terhadap  beban  non-linear.  Filter  aktif  adalah filter  hamonisa  yang  terdiri  dari  komponen- komponen  aktif,  seperti  inverter  yang  dikontrol secara khusus dan secara aktif dapat mendeteksi komponen  arus  harmonisa  di  jaringan.  Dengan cara  sederhana  yaitu  menyuntikkan  arus harmonisa yang fasanya dibuat berbeda, sehingga saling  menghilangkan  yang  tujuannya  untuk menggagalkan  arus  harmonisa  menuju  sumber. Filter  aktif  juga  dapat  mengkompensasi  faktor daya atau fungsi yang lain. Berbeda dengan filter pasif yang hanya dapat memfilter satu harmonisa pada  satu  link  filter  pasif,  filter  aktif  bisa mengkompensasi  banyak  harmonisa  hanya dengan satu link filter aktif. Gambar 3 merupakan
sebuah  sistem  yang  telah  di  desain  dengan menggunakan filter daya hybrid .
Gambar 3. Rangkaian Filter Daya Hybrid
Pada  penelitian  ini  menggunakan  beban  non- linear berupa induction furnace dengan frekuensi kerja  50  –  10000  Hz.  Pemodelan  induction furnace  bisa  dilihat  pada  gambar  4  dengan rangkaian  simulink  beban  non  linier  yaitu induction furnace .
Gambar 4 . Pemodelan Induction Furnace
Tabel 3. Parameter yang digunakan dalam simulasi Parameter Nilai Satuan Tegangan Sumber 3 fasa 380 V Frekuensi Sumber 50 Η Ζ Supplay Transformator 3 Fasa (𝛾 − 𝛾 − ∆) 4 𝑒 6 𝑉𝐴 50 Η Ζ Induction Furnace 7.5 Ton 12 Pulse Injeksi Transformator 1:10 R= 0,001 pu X= 0,04 pu

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1.  Hasil  Simulasi  Sebelum  Pemasangan Filter
Pada sistem awal ini disimulasikan tanpa menggunakan filter hybrid gelombang arus dan gelombang  tegangan  tidak  berbentuk  sinusoidal dikarenakan  gelombang  fundamental  sudah bercampur dengan komponen harmonisa sehingga  dapat  dilihat  pada  gambar  5  dengan nilai THDi 17.38%, yang dianalisa menggunakan analisa Fast Fourier Transform (FFT).
Gambar 5. Nilai THDi sebelum menggunakan filter
Nilai THD didapatkan dari FFT Analysis Powergui pada scope yang  terhubung  dengan salah  satu  pengukur  tegangan  dan  arus  sebelum dikonsumsi oleh induction furnace . Pada gambar 5  menunjukkan  gelombang  tegangan  sebelum penambahan filter, sumbu vertikal menunjukkan nilai  tegangan  dalam  satuan  volt  dan  sumbu horizontal  menunjukkan  orde  waktu  simulasi dalam detik.

## 3.2. Simulasi Suhu Titik Leleh 𝟏𝟓𝟓𝟎℃
Pada  kasus  permasalahan  pertama  yaitu temperatur  proses  suhu  titik  leleh  1550°C  pada induction  furnace .  Analisa  diambil  pada  saat sebelum  dan  sesudah  menggunakan  filter  pada sistem induction furnace , . Sehingga besar THDi pada titik PCC grid saat menggunakan filter (baik filter pasif maupun filter hybrid ).
Gambar 6. THDi pada suhu titik leleh 1550°C tanpa filter
Gambar 7 .  THDi pada suhu titik leleh 1550°C dengan filter pasif

## Tabel 4. Besar THDi pada suhu titik leleh
1550°C Temperatur Proses Suhu Titik Leleh THD arus dalam persen (%) Tanpa Filter Dengan Filter Pasif Dengan Filter Hybrid 1550°C 11.30% 0.24% 0.19%
Dari  hasil  analisa  besar  THD  pada  titik grid seperti disajikan pada tabel 4,  terlihat sama hasil  THDi  saat  sebelum  menggunakan  filter pasif dan filter hybrid lebih rendah, namun besar nilai arus pada grid sesudah menggunakan filter pasif  lebih  baik  dan  menggunakan  filter hybrid lebih baik daripada sebelum menggunakan filter dengan, hal ini menunjukan setelah mengunakan filter  pasif  dan  filter hybrid mendapatkan  hasil yang lebih baik sebesar 0.24% dan 0.19%.

## 3.3. Simulasi Suhu Holding 𝟏𝟒𝟗𝟎℃
Pada  kasus  permasalahan  kedua  ini merupakan  hasil  running spectrum harmonisa dan  bentuk  gelombang  dari  THD  arus  pada induction  furnace dapat  dilihat  pada  gambar  9 bahwa terjadinya cacat terhadap bentuk gelombang arus yang diakibatkan pengoperasian induction furnace pada saat proses peleburan.
Gambar 9 . THDi Pada Suhu Holding 1490°C Tanpa Filter
Gambar 10 . THDi pada suhu holding 1490°C dengan filter pasif
Gambar 11. THDi pada suhu holding 1490°C dengan filter hybrid
Berdasarkan  hasil  THDi  pada  suhu holding  1490°C  simulasi  setelah  dipasang  filter pada  titik  PCC grid secara  keseluruhan memperlihatkan  bahwa  terjadi  penurunan  arus harmonik.  Terlihat  untuk  nilai  sama  sebelum pemasangan  filter  sebesar  11.32%  dan  sesudah pemasangan filter pasif sebesar 0.03% sedangkan untuk  filter hybrid sebesar  0.09%,  telah  sesuai dengan ketetapan IEEE 519.
Tabel  5. Besar THDi pada suhu holding
1490°C
Temperatur Proses
THD arus dalam persen (%)
Suhu Holding Tanpa Filter Dengan Filter Pasif Dengan Filter Hybrid 1490°C 11.32% 0.03% 0.09%

## 3.4. Simulasi Suhu Tapping 𝟏𝟓𝟎𝟎℃
Pengoperasian induction  furnace setelah peleburan  masih  menyebabkan  nilai  distorsi harmonik  berada  di  atas standard .  Terlihat gelombang arus pada titik PCC grid masih cukup tinggi  belum  menyerupai  sinusoidal  murni  dan muncul ripple yang menandakan terjadi harmonik.  Maka  bentuk  gelombang  sinusoidal mengalami cacat gelombang atau terdistorsi.
Gambar 12 . THDi pada suhu holding 1500°C tanpa filter
Gambar 13. THDi pada suhu tapping 1500°C dengan filter pasif
Gambar 14. THDi pada suhu tapping 1500°C dengan filter hybrid
Setelah  dilakukan  pemasangan single tuned filter dan filter hybrid pada titik PCC grid didapati bahwa nilai distorsi harmonik pada suhu tapping 1500°C mengalami penurunan dan sudah memenuhi standard.
Tabel  6 menunjukan  data  harmonik  arus sebelum  pemasangan  filter  sebesar  11.07%  dan sesudah  pemasangan  filter  pasif  sebesar  0.15% sedangkan  untuk  filter hybrid sebesar  0.13%,. Pemasangan  filter  setiap  orde  harmonisa mengalami  penurunan  yang  sesuai  dengan standar IEEE 519 2014 yaitu nilai THD arus tidak boleh melebihi 5%.
Tabel  6. Besar THDi pada suhu tapping

## 1500°C
Temperatur Proses Suhu Tapping THD arus dalam persen (%) Tanpa Filter Dengan Filter Pasif Dengan Filter Hybrid 1500°C 11.07% 0.15% 0.13%

## 3.5. Simulasi Suhu Pouring 𝟏𝟑𝟎𝟎℃
Seperti  telah  dijelaskan  pada  tinjauan pustaka, pemasangan desain filter bertujuan agar tegangan dan arus harmonik dalam jaringan AC sampai ke tingkatan yang dapat diterima. Fungsi lain dari filter pasif dan filter hybrid adalah dapat menyediakan  semua  atau  sebagian  daya  reaktif yang  dikonsumsi  oleh  sumber  harmonik  atau
beban-beban  lainnya  karena  filter  pasif  maupun filter hybrid terdiri  dari  elemen  induktansi  dan juga  kapasitansi.  Elemen-elemen  tersebut  harus didesain sedemikian rupa agar dapat mengendalikan harmonik dengan baik.
Gambar 15. THDi pada suhu pouring 1300°C tanpa filter
Gambar 16 . THDi pada suhu pouring 1300°C dengan filter pasif
Spektrum harmonik arus memperlihatkan harmonik  yang  cukup  besar  terjadi  pada  saat sebelum dipasang filter. Ini menandakan distorsi harmonik  masih  mendominasi  pada  titik  PCC grid. Besar harmonik arus pada Gambar 15 telah melewati  standar  IEEE  519  2014  seperti  yang terdapat pada landasan teori.
Gambar 17 . THDi pada suhu pouring 1300°C dengan filter hybrid
Besar THDi titik PCC grid adalah 13.91%. Dimana  untuk  harmonik  arus  nya  berada  diatas batas  toleransi  (≤5%).  Dengan  kondisi  tersebut, maka  diperlukan  pemasangan  filter  untuk mengeliminasi harmonik arus pada titik PCC grid.
Dengan
menggunakan rangkaian pengukur  harmonik  maka  menghasilkan  THD arus,  sehingga  dapat  diketahui  berapa  persen  % nilai dari THD yang dihasilkan setiap harmonik.
Tabel  7. Besar THDi pada suhu pouring 1300°C
Temperatur Proses Suhu Pouring THD arus dalam persen (%) Tanpa Filter Dengan Filter Pasif Dengan Filter Hybrid 1300°C 13.91% 0.03% 0.02%

## 3.6. Rata – Rata THD
Setelah  melakukan  analisa  besar  THD pada induction  furnace dengan  4  temperatur proses yang berbeda-beda dengan disimulasikan saat  sebelum  dan  sesudah  menggunakan  filter pasif  dan  filter hybrid berbasis PID  controller sebagai  pemilah  sinyal  listrik  berdasarkan  pada frekuensi dari sinyal tersebut. Hasil analisa rata- rata besar THD yang dihasilkan dari setiap suhu yang  berbeda-beda  dari  suhu  titik  leleh,  suhu holding , suhu tapping , suhu pouring dikarenakan pada  kasus  permasalahan  tersebut  fokus  pada analisa THD PCC Grid .
Tabel  8. Rata-Rata THD Temperatur Proses THD arus dalam persen (%) Sebelum Terpasang Filter Sesudah Terpasang Filter Pasif Sesudah Terpasang Filter Hybrid Suhu titik leleh 1550°C 11.30% 0.24% 0.19% Suhu holding 1490°C 11.32% 0.03% 0.09% Suhu tapping 1500°C 11.07% 0.15% 0.13% Suhu pouring 1300°C 13.91% 0.03% 0.02% Rata-rata 11.9% 0.11% 0.10%
Seperti ditunjukkan pada tabel 8, dimana dari  analisa  besar  THD  tersebut,  rata-rata  THD pada  4  temperatur  proses  yang  meningkat  saat sebelum  menggunakan  filter  menghasilkan 11.9%  THDi,  pada  saat  sesudah  menggunakan filter  (baik  filter  pasif  maupun  filter hybrid ) menghasilkan 0.01% THDi.

## 3. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan  dari simulasi  serta  analisa  besar  THD  pada  sistem induction furnace akibat temperatur proses yang berubah-ubah dengan filter pasif dan filter hybrid sebagai  perbandingan  pemilah  sinyal  listrik berdasarkan  pada  frekuensi  dari  sinyal  tersebut, sehingga  dapat  menarik  beberapa  kesimpulan dari hasil simulasi sebagai berikut : 1.  Eliminasi harmonisa arus menggunakan filter pasif dan filter hybrid pada beban nonlinier yaitu induction furnace dengan temperatur proses yang berbeda  adalah  sebesar  20.72%,  telah  sesuai dengan standar ITHD yaitu sebesar 5%. 2.  Nilai-nilai  %  THD  dari  arus  sesudah pemasangan  filter  pasif  dan  filter hybrid sudah dapat  diterima  atau  sesuai  dengan  standar  THD yang ditentukan. Untuk % ITHD yaitu 0.36% dan untuk % ITHD sebelum dipasang filter pasif dan filter hybrid adalah 20.72%.
3.  Penggunaan  filter  pasif  dan  filter hybrid mampu mengeliminasi % ITHD sebesar 19.82% dibandingkan dengan sebelum penggunaan filter pasif dan filter hybrid.

## 5.1 Saran
Untuk  mencapai  nilai  THD  yang  telah ditentukan  pada  sistem inducton  furnace ,  salah
satunya  tercapainya  nilai  harmonik  yang  kecil sesuai batas standar yang telah ditetapkan, maka terdapat masukan untuk penelitian selanjutnya :
1.  Untuk  pengembangan  sistem,  filter Hybrid  ini  sebaiknya  juga  diaplikasikan untuk sistem yang menggunakan beban non- linear. 2.  Melakukan penelitian mengenai pemasangan  filter  pada  software  yang berbeda untuk mendapat akurasi serta presisi yang lebih baik.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] S. Nugroho dan Y. Umardhani,
“Karakterisasi  Material  Refraktori  Basa Berbahan  Dasar  Magnesia  (Mgo)  Guna Lining  Tungku  Induksi  Pengecoran  Baja di PT X Klaten,” dalam Prosiding Seminar Sains Nasional dan Teknologi , 2011.
[2] D. dwi aprisetiawan Diki, I. Winarno, dan B.  Y.  Dewantara,  “Penggunaan  Filter Aktif  Dengan  Pi  Controller  Untuk Meredam  Harmonisa  Pada  Pembangkit Listrik  Tenaga  Solar  Cell,” KURVATEK , vol. 6, no. 1, hlm. 69–80, 2021.
[3] G. A. Patil, Y. N. Bhosale, dan V. S. Bolaj, “Passive  filter  design  to  mitigate harmonics  in  three  phase  induction furnace,”  dalam 2017 International Conference  on  Circuit,  Power  and Computing Technologies (ICCPCT) , IEEE,
2017, hlm. 1–6. [4] E.  Durna,  İ.  Yılmaz,  dan  M.  Ermiş, “Suppression of time-varying
interharmonics  produced  by  medium- frequency induction melting furnaces by a HAPF  system,” IEEE  Trans  Power Electron , vol. 32, no. 2, hlm. 1030–1043, 2016.
[5] Y. Choi, H. Kwun, D. Kim, E. Lee, dan H. Bae,  “Method  of  predictive  maintenance for  induction  furnace  based  on  neural network,” dalam 2020 IEEE International Conference  on  Big  Data  and  Smart Computing (BigComp) , IEEE, 2020, hlm. 609–612.
[6] Z.  Nikmah,  “Reduksi  Total  Harmonic Distortion  (THD)  Menggunakan  Filter Hybrid  dengan  Fuzzy  PID  Controller,”
Universitas Muhammadiyah Malang,
Malang, 2022.
[7] Y.  Tanoto,  L.  Limantara,  dan  K.  K. Lestanto,  “Simulasi  Filter  Pasif  dan Perbandingan  Unjuk  Kerjanya  dengan Filter Aktif dan Filter Aktif Hibrid dalam
Meredam  Harmonisa  pada  Induction Furnace,” Jurnal Teknik Elektro , vol. 5, no.
2, hlm. 53–58, 2005.
[8] I.  W.  Rinas,  “Analisis  Perbandingan Penggunaan  Filter  Pasif  Dan  Filter  Aktif
Untuk  Menanggulangi  THD  Pada  Sistem Kelistrikan  Di  Ruang  Puskom  Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas  Udayana,” Majalah  Ilmiah
Teknologi  Elektro ,  vol.  10,  no.  1.2011,
2011.
[9] I. W. D. Setiawan, I. W. Rinas, dan A. I. Weking,  “Analisa  Pemasangan  Filter Hybrid Terhadap beban-Beban Non Linier Pada  Blue  Point  Bay  Villa  dan  Spa,” E- Journal  SPEKTRUM  Vol ,  vol.  5,  hlm.
109–115, 2018.
[10]  D.  N.  Prabowo,  M.  Haddin,  dan  D. Nugroho,  “Reduksi  Harmonisa  Dengan
Filter Aktif Shunt Berbasis Matlab/Simulink,” Media Elektrika , vol. 8, no. 2, 2015.
[11]  I. G. M. Widiarsana, I. W. Rinas, dan I. W. A. Wijaya,
“PENGGUNAAN PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE  (PID)  CONTROLLER PADA FILTER

## AKTIF
UNTUK MEREDAM  HARMONISA  AKIBAT BEBAN NON

## LINIER DI BALI
NATIONAL  GOLF  RESORT,” E-Jurnal SPEKTRUM , vol. 4, 2017.
[12]  Y. Tanoto, L. Limantara, dan R. S. Dewi, “Simulasi Filter Aktif Hibrid Konfigurasi Seri-Seri  dan  Unjuk  Kerjanya  Untuk Meredam Harmonisa pada Beban Induction Furnace,” Jurnal Teknik Elektro , vol. 6, no. 1, 2006.