BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada suatu sistem distribusi tenaga listrik baik komersial maupun industri,

pembacaan energi listrik dangan benar sangat penting untuk mendapat perhatian

baik oleh pelanggan maupun penyedia energi listrik. kWh meter adalah

merupakan suatu peralatan ukur listrik yang digunakan untuk mengukur atau

mencatat besaran energi listrik aktif yang digunakan oleh pemakai atau pelanggan.

kWh meter digunakan oleh pihak PLN untuk menghitung besar pemakaian daya

konsumen. Bagian utama dari sebuah kWh meter adalah kumparan tegangan,

kumparan arus, piringan aluminium, magnet tetap yang tugasnya menetralkan

piringan aluminium dari induksi medan magnet dan gear mekanik yang mencatat

jumlah perputaran piringan aluminium. Alat ini bekerja menggunakan metode

induksi medan magnet, dimana medan magnet tersebut menggerakkan piringan

yang terbuat dari aluminium. Putaran piringan tersebut akan menggerakkan

counter digit sebagai tampilan jumlah kWh nya. Harmonisa merupakan suatu

fenomena yang timbul yang diakibatkan pemakaian beban nonlinier seperti lampu

hemat energi (LHE), komputer, printer, inverter, dan peralatan lainnya yang

menggunakan bahan semikonduktor. Beban nonlinier adalah peralatan yang

menghasilkan gelombang-gelombang arus yang berbentuk sinusoidal berfrekuensi

tinggi yang disebut dengan arus harmonisa. Jadi harmonisa adalah suatu

gelombang arus atau tegangan sinusoidal yang frekuensinya merupakan kelipatan

bilangan bulat dari frekuensi fundamentalnya. Jika frekuensi fundamentalnya 50

HZ, maka harmonisa kedua adalah gelombang sinusoidal dengan frekuensi 100

HZ, harmonisa ketiga adalah gelombang sinusoidal dengan frekuensi 150 HZ dan

seterusnya. Dalam Tugas Akhir ini penulis mencoba menjelaskan pengaruh beban

nonlinier terhadap kinerja kWh meter induksi satu fasa. Perbandingan penelitian

terdahulu dengan penelitian yang akan dilakukan penulis dapat dilihat dalam

Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perbandingan penelitian terdahulu dengan penelitian yang akan

dilakukan

No Nama Judul Penelitian

Jenis Beban Metode Identifikasi Harmonisa

Jenis kWh Meter

Tempat dan Tahun Penelitian

1 Ahmed A. Hossam-Eldin dan Reda Mohammed Hasan

Study of The Effect of Harmonics On Measurments of The Energy Meters

Beban nonlinier (Electric Arc Furnaces, Static Power Converters)

Melakukan Pengukuran Harmonisa

kWh Meter Induksi

Electrical Engineering Department, Alexandria University Alexandria, Egypt, 2006

2 Indrajit Purkayastha dan Paul J. Savoie

Effect of Harmonics on Power Measurement

Beban nonlinier (drive control, switched mode power supply)

Melakukan Pengukuran Harmonisa

kWh Meter Induksi

IEEE Transactions On Industry Applications, Vol. 26, No. 5, September/ October 1990

3 Penulis Analisis Pengaruh Beban Nonlinier Terhadap Kinerja kWh Meter Induksi Satu Fasa

Beban nonlinier (lampu hemat energi, dan laptop)

Melakukan Pengukuran Harmonisa

kWh Meter Induksi

Laboratorium Pengukuran Besaran Listrik, Departemen Teknik Elektro, USU Medan, 2012

1.2 Rumusan Masalah

Beban nonlinier adalah beban yang menghasilkan gelombang-gelombang

yang berbentuk sinusoidal, akan tetapi mempunyai frekuensi tinggi. Arus dan

tegangan harmonisa akan mempengaruhi besarnya torsi yang dihasilkan,

sehinggga akan terjadi kesalahan pembacaan pada kWh meter jenis induksi.

Dalam penelitian ini akan di analisis seberapa besar persen kesalahan pembacaan

dari kWh meter induksi satu fasa akibat arus dan tegangan harmonisa.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui dan

memperlihatkan seberapa besar pengaruh beban nonlinier terhadap kinerja kWh

meter induksi satu fasa.

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Pengukuran Besaran Listrik,

diharapkan dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang pengaruh harmonisa

terhadap peralatan dalam hal ini kWh meter jenis induksi.

1.5 Batasan Masalah

Agar isi dan pembahasan tugas akhir ini menjadi terarah dan dapat

mencapai hasil yang diharapkan, maka penulis perlu membuat batasan masalah

yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada penulisan tugas akhir ini adalah

sebagai berikut :

1. kWh meter yang penulis ambil sebagai aplikasi adalah kWh meter induksi

satu fasa yang ada di Laboratorium Pengukuran Besaran Listrik.

2. Lokasi kWh meter tidak mengandung gas kimia, dan suhu tidak melebihi

400C.

3. kWh meter yang diteliti adalah kWh meter yang dipasang dalam ruangan.

4. Tidak menghitung kerugian yang diakibatkan persen kesalahan pencatatan

kWh meter.

5. Tidak membahas solusi penanggulangan harmonisa yang diakibatkan beban

nonlinier.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran terhadap Tugas Akhir ini, maka penulis

menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang,

rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan

masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas tentang kWh meter secara umum, prinsip kerja,

rangkaian ekivalen, jaringan meter listrik, perhitungan kWh meter,

beban linier, beban nonlinier dan harmonisa.

BAB 3 METODE PENELITIAN

Berisi tentang metode penelitian, waktu dan tempat, teknik

pengumpulan data, teknik analisis data, dan prosedur pengujian.

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang komposisi harmonik pada beban nonlinier

pada kWh meter induksi, hubungan beban nonlinier terhadap kondisi

harmonik tegangan dan arus pada kWh meter induksi, dan persen

kesalahan pembacaan kWh meter induksi.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan penulis mengenai pembahasan pada bab-bab

sebelumnya serta saran dari penulis mengenai permasalahan di dalam

penulisan tugas akhir ini.