penurunan harmonisa outgoing transformator …

TEKINFO : Jurnal Penelitian Teknik dan Informatika Volume 2,Nomor 1,April 2020 Hal 209-221

[email protected] ISSN : 2684-8813 (Online)

209

Agus Sofwan,danAripin Triyanto.Penurunan Harmonisa Outgoing Transformator 20kV/1,2kV di Gardu Traksi dengan

Penggunaan Filter Pasif

PENURUNAN HARMONISA OUTGOING TRANSFORMATOR 20kV/1,2kV

DI GARDU TRAKSIDENGAN PENGGUNAAN FILTER PASIF

Agus Sofwan1 ,Aripin Triyanto2

Sekolah Pascasarjana ISTN¹

[email protected]

Poltekkes Jakarta I²

[email protected]

Abstrak

Pada paper ini akan dipaparkan tentang upaya penurunan atau reduksi gangguan nilai

harmonisa pada kerja Commuter Line dengan menggunakan filter pasif. Kereta Rel Listrik (KRL)

Commuter Jabodetabek Indonesia dicatu oleh sistem Pusat Listrik Aliran Atas Arus Searah (PLAA

AS). KRL atau Commuter Line ini beroperasi dengan penggunaan arus searah bertegangn tinggi

1500kV.Pada system gardu traksi KRL Stasiun Tanjung Barat menggunakan penyearah 6 pulsa

untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah dengan menggunakan silicon

rectifier.Dampak dari proses penyearahan ini adalah adanya harmonisa arus yang dapat

menimbulkan pemanasan lebih dan bahkan dapat menmbulkan kebakaran pada transformator.

Untuk mengatasinya, pada penelitian ini akan menggunakan filter pasif single tuned pada orde ke-5

yang disesuaikan dengan beban rangkaian konverter. Pembebanan dilakukan secara bertahap dalam

4 tahapan yaitu 20%, 40%, 60% dan 80%.Simulasi dengan bantuanETAP aplikasi versi12.6.0

menunjukkan bahwa pemasangan filter menghasilkan penurunan nilai arus harmonisa total rata-rata

yakni pada beban (20%) turun dari 20,19% menjadi 1,02%; beban (40%) turun dari 20,19% ke

3,93%; beban (60%) turun dari 20,19% ke 1,70%; dan beban (80%) turun dari 20,20% ke 4,91%.

Sehingga, Dengan demikian penelitian ini telah berhasil untuk reduksi distorsi harmonisa total arus

berada dibawah 5% memenuhi standar IEE 519-1992 bahwa nilai distorsi harmonisa tidak boleh

melebihi 5%.

Kata kunci: Gardu Traksi, Konverter, Distorsi Harmonisa, Filter Pasif, ETAP

Abstract

HARMONICS REDUCTION OF 20kV / 1.2kV OUTGOING TRANSFORMER IN

TRACTION SUBSTATION USING A PASSIVE FILTERS. This paper will explain about

the effort to reduce harmonics in the work of Commuter Line by using passive filters.This KRL

or Commuter Line operates with the use of 1500kV high voltage direct current.KRL or

Electrical Railway of PT. KAI Commuter Jabodetabek is supplied by overhead contact system

1500 VDC. Traction substation of Tanjung Barat station uses 6 pulse rectifiers to change

alternating current (AC) become direct current (DC) with silicon rectifier type. The effect of

rectification process is harmonic current that cause overheating even fire in transformator. To

solve it, in this research use single tuned passive filter at the 5th order which is customized to

the converter circuit load. Loading is done in 4 stages, namely 20%, 40%, 60% and

80%.Simulation by using ETAP 12.6.0 shows that filter installation cause reduction of average

total harmonic distortion (THD) value where in 20% load reduce from 20.19% to 1.02%; in

40% load reduce from 20.19% to 3.93%, in 60% load reduce from 20.19% to 1.70% and in 80%

load reduce from 20.20% to 4.91%. So, total harmonic distortion (THD) reduction result are

below 5% that meet the standards of IEEE 519-1992 that value of harmonic distortion not

more than 5%.

Keywords:Traction substation, Converter, Harmonic distortion, Passive filter, ETAP

mailto:[email protected]



210



PENDAHULUAN

Gardu traksi KRL terdiri dari transformator sebagai distribusi sumber AC PLN, dari

transformator didistribusikan menuju silicon rectifier (SR).SR tersebut merupakan penghasil

sumber DC yang dibutuhkan oleh listrik aliran atas (LAA) sebagai suplai motor-motor DC dan

utilitas pada sistem KRL. Pada sistem gardu traksi KRL, tegangan AC PLN 20 kV diturunkan pada

sisi incoming transformator menjadi 1,2 kV pada sisi outgoing transformator. Sumber AC 1,2 kV

sebagai suplai konverter penghasil sumber DC 1500 V untuk kebutuhan LAA.

Dalam melakukan penelitian diperlukan suatu analisa tentang penelitian sejenis yang telah

dilakukan sebelumnya dalam upaya menghindari pengulangan penelitian. Adapun jurnal terdahulu

adalah sebagai berikut: Yusra Sabridkk (2012) dengan Perancangan Filter Pasif untuk Mengatasi

Harmonisa pada Gardu Penyearahan Pusat Listrik Aliran Atas-PT KAI Commuter Jabodetabek

Indonesia. Dalam mengatasinya diusulkan dipasang bank kapasitor dan filter pasif penala frekuensi

tunggal harmonisa ke-11. Bank Kapasitor dipasang pada busbar pertama dekat ke sumber tiga phasa

PLN, filter dipasang pada busbar kedua berdekatan dengan transformator. Simulasi dengan

Simulink-Matlab menunjukkan bahwa pemasangan filter menghasilkan penurunan nilai arus

harmonisa total rata-rata yakni untuk penyearah 6 pulsa dari 25,36% menjadi 0,91%, dan untuk

penyearah 12 pulsa dari 11,64% menjadi 0,43% [1].Penelitian yang dilakukan penulis

menggunakan filter pasif single tuned dalam mereduksi distorsi harmonisa yang dipasang pararel

terhadap beban pada sisi outgoing transformator20 kV/1,2 kV. Dalam analisanya menggunakan

simulasi program electrical transient analysis program (ETAP) versi 12.6.0.Kemudian hasil

simulasi tersebut dibandingkan dengan hasil perhitungan.

M. Reza Fauzan, dkk (2015) dengan Analisa Harmonisa Akibat Pengaruh Penggunaan

Converter pada Kereta Rel Listrik1x25 kV Jogyakarta-Solo. Untuk mengatasi masalah harmonisa

yang terjadi pada sistem dipasang peralatan berupa filter pasif jenis singel tuned filter. Pemasangan

filter pasif ini dipasang pada bus beban converter, transformator serta motor untuk mereduksi

harmonik orde 5. Hasil simulasi menunjukkan pemasangan singel tuned filter dapat menurunkan

nilai arus maupun tegangan harmonisa setelah dipasang filter, arus bus converter naik 0,03%, dan

tegangan turun sebesar 8%, bus transformator arus turun 0,3%, serta tegangan turun 44,71% dan

arus bus beban motor turun 19,85%, tegangan turun 43,91% [2].Penelitian yang dilakukan penulis

sama-sama menggunakan filter single tuned. Perbedaannya adalah pada pemasangan filter, penulis

hanya memasang filter pada sisi outgoing transformator 1,2 kV. Sementara penelitian sebelumnya

memasang filter pada sisi outgoing transformator, konverter dan motor DC.

Sesuai dengan analisa penelitian, maka tujuan dari penelitian adalah sebagai berikut:

a. Dapat membuat program simulasi harmonic analysis menggunakan software ETAP 12.6.0.

b. Dapat melakukan simulasi load flow analysisanalisaharmonisameng-gunakansoftware

ETAP 12.6.0.

c. Dapat medesain single tuned filter yang berfungsi untuk mereduksi distorsi harmonisa yang

terjadi pada gardu traksi stasiun Tanjung Barat.

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam melakukan penelitian terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi gang-guan pada

sistem gardu traksi KRL salah satunya distorsi harmonisa. Tinjauan pustaka yang mengacu pada

tesis antara lain:

a. Distorsi harmonisa.

b. Penyebab terjadinya harmonisa.

c. Akibat dari distorsi harmonisa.



211



Beberapa penjelasan mengenai referensi harmonisa antara lainya itu:

Penelitian Irshadi Izhhar. 2014. Perancangan Filter Optimum Untuk Mengatasi Efek

Distorsi Harmonisa Pada Gardu Traksi Kereta Rel Listrik (KRL) Stasiun Pasar Minggu.Membahas

pengukuran harmonisa dan menggunakan software ETAP 7.0.0.Penelitian Sabri, Yusra.2012.

Perancangan Filter Pasif Untuk Mengatasi Harmonisa Pada Gardu Penyearahan Pusat Litrik

Aliran Atas-PT KAI Commuter Jabodetabek Indonesia. Bandung. Membahas penyearah 6

pulsa dan 12 pulsa pada perubahan AC menjadi DC dan perancangan filter harmonisa.

Penelitian Fauzan, M.R. dkk. 2015. Analisa Harmonisa Pengaruh Penggunaan Converter pada

Kereta Rel Listrik 1x25 kV JOGJAKARTA-SOLO. ELECTRICIAN. Membahas pengukuran

harmonisa pada sisi beban KRL dan merencanakan filter dengan software ETAP 7.0.0.

Harmonisa

Beberapa penjelasan dari harmonisa, diantaranya adalah sebagai berikut [1]:

a. Definisi Harmonisa

Pada dasarnya, gelombang tegangan dan arus yang ditransmisi dan didistribusikan dari sumber

ke beban berupa gelombang sinusoidal murni seperti pada gambar 1. berikut.

Gambar 1 Gelombang terdistorsi frekuensi dasar [1]

Berikut ditunjukkan pada gambar 2. di bawah ini merupakan ilustrasi bentuk gelombang

harmonisa dengan frekuensi dasar 60 Hz.

b. Sumber Harmonisa.

Sumber harmonisa pada system tenaga listrik dibagi tiga kelompok yaitu [3]:

1) Sisi pembangkitan

2) Sisi penyaluran (distribusi)

3) Sumber distorsi pada sisi beban

Gambar 2. Gelombang harmonisa [3]



212



c. Dampak Harmonisa.

Secara khusus, dampak yang ditimbulkan distorsi harmonisa pada Gardu Traksi KRL

penelitian ada dua, yaitu [4]:

1) Pengaruh terhadap outgoing transformator 1,2 kV pengaruh utama distorsi harmonisa pada

transformator adalah panas lebih dibangkitkan arus beban mengandung harmonisa.

2) Pengaruh terhadap sistem pada KRL, akibat distorsi harmonisa yang ditimbulkan oleh

silicon rectifier adalah rugi-rugi kabel yang dilewati oleh arus harmonisa semakin besar.

d. Standarisasi Harmonisa IEEE-519-1992.

Standar batasan nilai distorsi harmonisa tegangan dan arus sesuai standar internasional

yaitu IEEE-519-1992 [2].

Tabel 1. Standarisasi harmonisa tegangan

No

Tegangan

Rel Daya

PCC

Distorsi

Tegangan

Individu

(IHDv)

Total

harmonisaDistorsiTeg.

(THDv)

1 ≤ 69 kV 3.0 5.0

2 69 V < V ≤ 161 kV

1.5

3 > 161 kV 1.0 1.5

Tabel 2. Standarisasi harmonisa arus

No

Orde Harmonisa (dalam %) Total

Demen

Distorsi

(TDD)

Isc/IL < 11 11-

17

17-

23

23-

35

>

35

1 < 20 4.0 2.0 1.5 0.6 0.3 0.5

2 20 < 50

7.0 3.5 2.5 1.0 0.5 8.0

3 50 < 100

10.0 4.5 4.0 1.5 0.7 12.0

4 100 < 1000

12.0 5.5 5.0 2.0 1.0 15.0

5 >

1000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0

Dimana:

𝐼𝑆𝐶 : Arus hubung singkat

𝐼𝐿 : Arus beban fundamental nominal

𝑇𝐷𝐷: Total Demand Distortion (%)

e. Reduksi Harmonisa

Salah satu upaya untuk mereduksi harmonik yang muncul diakibatkan oleh beban non-linier

adalah dengan meng-gunakan filter.Terdapat dua jenis filter yang akan dibahas berikut:

1) Filter Aktif

Berikut gambar 3. menunjukkan rangkaian konfigurasi filter aktif.

Gambar 3. Konfigurasi filter aktif [4]



213



2) Filter pasif

Filter pasif merupakan metode penyelesaian yang efektif dan ekonomis untuk masalah

harmonisa. Berikut gambar 4. di bawah ini ditunjukkan filter pasif [6].

Gambar 4. Filter pasif [4]

Single-tuned filter atau bandpass filter adalah yang paling umum digunakan. Dua buah

Single-tuned filter akan memiliki karakteristik yang mirip dengan double bandpass filter. Jenis-

filter pasif ditunjukkan pada gambar 5.berikut ini:

f. Penggunaan FilterPasif

Filter pasif merupakan metode penyelesaian yang efektif dan ekonomis untuk masalah

harmonik. Tipe filter pasif yang paling umum adalah filter single tuned. Parameter utama yang

harus dipertimbangkan dalam pemilihan R, L, C pada saat perencanaan filter pasif adalah quality

factor (Q), Passive filter single tuned digunakan untuk mengurangi penyimpangan tegangan pada

system tenaga dan juga sebagai koreksi factor daya.

Gambar 5. Jenis-jenis filter pasif [4]

Program ETAP 12.6.0

ETAP (Electric Transient and Analysis Program) PowerStationmerupakan salah satu

software aplikasi yang digunakan untuk mensimulasikan sistem tenaga listrik.ETAP mampu

bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik. Fitur yang terdapat pada ETAP

bermacam-macam antara lain fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkit tenaga

listrik, system transisi maupun distribusi tenaga listrik. Keuntungan menggunakan software

ETAP antara lain [6]:

a. Load flow analysis sisitegangan AC

b. Short Circuit Analysis (Analisa Hub Singkat) sisitegangan AC

c. Harmonic Analysis (Analisa Harmonisa)

d. DC Load Flow Analysis

e. DC Short Circuit Analysis

f. Cable Raceways

g. Ground Gird



214



Berikut gambar 6. adalah memasukkan parameter power grid pada ETAP.

Gambar 6. simulasi ETAP

METODOLOGI PENELITIAN

Kerangka pemikiran terdapat beberapa review jurnal penelitian dan metode Ilmiah yang

digunakan pada penelitian.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Desain program simulasi menggunakan software ETAP versi 12.6.0 dalam bentuk single

line diagram dipasang pararel terhadap beban.

b. Analisa distorsi harmonisa pada sisi outgoing transformator 20 kV/1,2 kV gardu traksi

stasiun Tanjung Barat.

c. Desain filter harmonisa (single tuned filter) menggunakan perhitungan rumus-rumus

berdasarkan data hasil load flow analysis.

d. Analisa reduksi harmonisa setelah pemasangan filter dibandingkan dengan sebelum

pemasangan filter.

Komponen Gardu Traksi KRL

Susunan gardu traksi beserta dengan komponen-komponen gardu traksi dapat dilihat pada

gambar 7. sebagai berikut [9]:

Gambar 7. Sistem gardu traksi [9]

GarduTraksi KRL

Gardu traksi KRL Tanjung Barat mempunyai daya terpasang sebesar 4.530 kVA PLN.

Terdapat 6 pulsa pada silicon rectifier sehingga mempengaruhi terjadinya distorsi harmonisa.

Data gardu tersebut dapat dilihat pada gambar 8. berikut.

http://www.bumn.go.id/len/files/2012/11/Gardu-Traksi.jpg



215



PT. KERETA API INDONESIA (PERSERO)

: 1.6 Pasar Minggu

: Tanjung Barat

DATA KAPASITAS GARDU LISTRIK

: 04 - 02 – 2015

: 00

LOKASI GARDU DAYA PLN

KAP. SR

(kW)

KAP. TRAFO

TEG. PLN (kV)

Tanjung Barat 5.540 4.000 4.530 20

Gbr 8. Data kapasitas gardu traksi Tj. Barat [9]

Silicon Rectifier

Silicon rectifier merupakan salah satu komponen utama gardu traksi yang berfungsi

untuk menyearahkan tegangan 1200 VAC menjadi tegangan 1500VDC.

Transformator

Pada sistem gardu listrik KRL, suplai tegangan dari PLN adalah transformator yang

digunakan adalah transformator 20 kV/1,2 kV.Karena merupakan transformator utama yang

memiliki daya paling besar yang digunakan untuk mensuplai tegangan 1500 VDC pada LAA

[9].Sumber data pada penelitian ini didapatkan dengan menggunakan per-hitungan dan dibantu

dengan menggunakan software ETAP 12.6.0 disesuaikan dengan spesifikasi gardu traksi KRL

Tanjung Barat.Simulasi dengan software ETAP dilakukan dengan tahap sesuai gambar 9.

berikut:

Gambar 9. Flowcart penelitian

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambaran Subjek Penelitian

Berikut ini adalah tabel 3. spesifikasi transformator stasiun Tanjung Barat.



216



Tabel 3. Spesifikasi transformator [9].

Spesifikasi Transformator KRL Tanjung

Barat

Merk Meidensha

Made Japan

Type NORSG-AY Outdoor

Standard JEC-188-1977

Serial No. 8p8274T1

Date MAY, 1990

Cooling ONAN Nitrogen Gas-Sealed Tank System Outdoor

Rating S Class

Rated Capacity 4530 Kva

Rated Frequency 50 Hz

Rated Voltage AC 20 kV/ AC 1,2 kV

Basic Impuls

Level AC 125 kV/ AC 30 kV

Impedansi Voltage (75ᵒ C)

10,32%

Weight Total 16700 kg

Oil 3800 Liter

Spesifikasi silicon rectifier dapat ditunjukkan pada tabel 4. berikut:

Tabel 4. Spesifikasi silicon rectifier [9].

Spesifikasi SR KRL Tanjung Barat

Merk Meidensha

Made Japan

Type YOTR-152/272

Serial No. 8C8400 TH

Date 1990

Standard JEC-178

Rating Class S 1.0/0-1.5/2 H-2.0/5 M-3.0/1 M

Rated Output 4000 kW

Rated DC Current 2667 A

Connection 3 Phase Bridge

Rated dc Voltage 1500 VDC

Rated Frequency 50 Hz

Oil 4200 Liter

Mass 8700

Penjelasan korelasi antara tabel 3. dan tabel 4. sebagai berikut:

a. Konversi tegangan AC outgoing transformator 1,2 kV AC didistribusikan menuju

converter DC 1500 V DC untuk mensuplai kebutuhan daya pada KRL.

b. Terjadi distorsi harmonisa pada sisi outgoing transformator 1,2 kV.

c. Penyearah silicon rectifier 1500 V AC sebagai suplai sistem KRL.

Pada gambar 10,11 dan 12 adalah proses simulasi perancangan filter dan hasil harmonisa

sebelum pemasangan filter.



217



Gambar 10. Simulasi pemasangan filter

Gambar 11. Gelombang harmonisa

Gambar 12. Spektrum harmonisa

Perancangan Filter

Untuk memperbaiki faktor daya pada unit transformator dapat dilakukan perhitungan

sebagai berikut:

Berdasarkan hasil pada gambar 12. kapasitas beban sebesar (20%), didapat:

𝐼𝐿 = 269,4 𝐴

𝑆 = 544 𝑘𝑉𝐴

Daya reaktif dari Gambar 12. yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya dapat

dilakukanperhitungan sebagai berikut:

𝑄1 = 326 𝑘𝑉𝐴𝑅

Apabila faktor daya (power factor) dinaikkan menjadi 0,9, maka besar daya reaktif dengan

menggunakan persamaan 2.16 menjadi:

𝑃𝐹 = 𝜃2 = 0,9

𝑄2 = 544 × sin[cos−1(0,9)] = 237 𝑘𝑉𝐴𝑅



218



Dengan demikian, total 𝐶 = 326 + 237 = 563 𝑘𝑉𝐴𝑅 dan total daya reaktif yang

dibutuhkan filter pasif harmonisa untuk mengkompensasi sesuai persamaan 2.17 adalah:

𝑄𝐶 = 𝑄1 − 𝑄2

𝑄𝐶 = 326 − 237 = 89 𝑘𝑉𝐴𝑅

Kemudian untuk menentukan reaktansi filter (𝑋𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟) menggunakan persamaan 2.18 adalah:

𝑋𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟 =(𝑉𝐿𝐿)2

𝑄𝐶

𝑋𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟 =(1,2 kV)2 × (1000)

89 𝑘𝑉𝐴𝑅= 16,2 𝛺

Sedangkan masing-masing nilai reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif, pada frekuensi penalaan

250 Hz (harmonisa orde ke-5) dapat ditentukan dengan persamaan 2.19 berikut:

𝑋𝑐 = [ℎ2

ℎ2 − 1] × 𝑋𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟

𝑋𝑐 = [4,52

4,52−1] × 16,2 = 17𝛺

Dimana nilai h diperoleh dari persamaan 2.20 adalah:

ℎ = 𝑛 − (𝑛 × 10%)

= 5 − (0,5) = 4,5

Menentukan nilai dari kapasitor menggunakan persamaan 2.21 berikut:

𝐶 =1

2𝜋𝑓𝑋𝐶

𝐶 =1

2 × 3,14 × 50 × 17

= 1,87 × 10−4 𝜇F

Sedangkan nilai untuk induktor menggunakan persamaan 2.22 berikut:

𝑋𝐿 =𝑋𝐶

ℎ2

𝑋𝐿 =17

4,52=

17

20,25= 0,84𝛺

Menentukan nilai dari induktor menggunakan persamaan 2.23 berikut:

𝐿 =𝑋𝐿

2𝜋𝑓

𝐿 =0,84

2 × 3,14 × 50= 0,0268 𝐻

Rangkaian filter pasif harmonisa terdiri dari R, L, dan C memiliki nilai yang didapat dari

perhitungan di atas, maka penentuan nilai R menggunakan persamaan 2.24 dengan Q bernilai antara

20 – 100, dipilih 𝑄 = 50 disesuaikan data pada simulasi ETAP, didapatkan:

𝑄 =𝑛 × 𝑋𝐿

𝑅

𝑅 =5 × 0,84

50= 0,084 𝛺



219



Hasil Pemasangan Filter Pasif

Hasil simulasi ETAP pembebanan 20% sesudah pemasangan filter pasif dapat ditunjukkan

pada gambar 13, 14. dan 15.

Gambar 13. Simulasi pemasangan filter

Gambar 14. Gelombang harmonisa

Gambar 15. Spektrum harmonisa

Selanjutnyapengaruhpemasangan filter pasif terhadap distorsi harmonisa dengan nilai

tertinggi terjadi pada orde-5 seperti terlihat pada gambar 16 berikut:

Gambar 16 Distorsi harmonisa orde-5

Gambar 16. menunjukkan reduksi harmonisa setelah dilakukan pemasangan filter pasif,

dengan penjelasan sebagai berikut:

a. Pada beban 20% nilai distorsi harmonisa pada orde ke-5 sebesar 14,0% mengalami

penurunan sebesar 0,7% waveform dan spectrum pengaruh distorsi harmonisa dapat

dilihat pada gambar 13.



220



b. Padabeban 40% nilai distorsi harmonisa pada orde ke-5 sebesar 14,0% mengalami

penurunan sebesar 2,8% waveform dan spektrum pengaruh distorsi harmonisa dapat


c. Pada beban 60% nilai distorsi harmonisa pada orde ke-5 sebesar 14,0% mengalami



d. Pada beban 80% nilai distorsi harmonisa pada orde ke-5 sebesar 14,0% mengalami



Efek dari pemasangan filter pasif didapatkan nilai distorsi harmonisa di bawah standar

yang diijinkan oleh standar IEEE-519-1992 bahwa distorsi harmonisa harus di bawah 5%. Maka

sistem KRL dalam kondisi aman untuk beroperasi dan peralatan terhindar dari kerusakan yang

disebabkan distorsi harmonisa.Pada tabel 5. ini merupakan perbandingan hasil simulasi harmonisa

sebelum dan sesudah pemasangan filter.

Tabel 5. Hasil simulasi harmonisa

Variasi Pembebanan

Simulasi Harmonisa

Sebelumada filter

(THD, %)

Sesudahada filter

(THD, %)

20% 20,19 1,02

40% 20,19 3,93

60% 20,19 1,70

80% 20,20 4,91

Dari hasil perbandingan pada tabel 5. dapat ditampilkan hasil simulasi ETAP didapatkan

reduksi harmonisa dari sebelum dan sesudah pemasangan filter pasif harmonisa. Hasil dari

perbandingan pada tabel 5. secara lengkap dapat dilihat dalam bentuk diagram seperti yang

ditunjukkan pada gambar 17.berikut.

Gambar 17. Perbandingan hasil simulasi

Berdasarkan hasil (gbr.17) dijelaskan bahwa nilai distorsi harmonisa setelah pemasangan filter

mngalami penurunan ataupun reduksi.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dari simulasi dan perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan

kesimpulan seperti berikut:

a. Distorsi harmonisa pada sisi transformator outgoing 1,2 kV ditentukan dengan dibantu

menggunakan simulasi ETAP, sehingga didapatkan nilai arus distorsi harmonisa total



221



b. Sebesar 20,19%. Hal ini menunjukkan nilai distorsi harmonisa diatas 5% dan melebihi

batas standar harmonisa IEEE-519-1992, maka perlu perbaikan nilai distorsi harmonisa

tersebut.

c. Simulasi analisa aliran daya pada sisi outgoing transformator 1,2 kV menggunakan

beban bervariasi disesuaikan dengan pembebanan dari 20% untuk kapasitas

transformator 725 kW, 40% untuk kapasitas transformator 1445 kW, 60% untuk

kapasitas transformator 2175 kW dan 80% untuk kapasitas transformator 2899 kW.

Bertujuan untuk mendapatkan nilai daya semu (kVA), daya nyata (kW), daya rekatif

(kVAR) dan faktor daya.

d. Hasil perancangan filter pasif didapatkan nilai parameter: untuk beban 20% adalah: 𝐶 =653 𝑘𝑉𝐴𝑅, 𝑋𝐿 = 0,84𝛺, dan 𝑅 = 0,084 𝛺; untuk beban 40% adalah: 𝐶 = 712 𝑘𝑉𝐴𝑅, 𝑋𝐿 =0,419𝛺, dan 𝑅 = 0,0419 𝛺; untuk beban 60% adalah: 𝐶 = 950 𝑘𝑉𝐴𝑅, 𝑋𝐿 = 0,08𝛺 dan

𝑅 = 0,008 𝛺; untuk beban 80% adalah: 𝐶 = 1188 𝑘𝑉𝐴𝑅, 𝑋𝐿 = 0,079𝛺 dan 𝑅 = 0,0079 𝛺;

e. Reduksi arus distorsi harmonisa total pada beban (20%) turun dari 20,19% ke 1,02%;

beban (40%) turun dari 20,19% ke 3,93%; beban (60%) turun dari 20,19% ke 1,70%; dan

beban (80%) turun dari 20,20% ke 4,91%. Sehingga penelitian ini telah berhasil

mereduksi harmonisa

f. Reduksi distorsi harmonisa total berada dibawah 5%. Berdasarkan standar IEE 519-1992

bahwa nilai distorsi harmonisa tidak boleh melebihi atau maksimum 5%.

DAFTAR REFERENSI

Fauzan,M.R.dkk.(2015).Analisa Harmonisa Pengaruh Penggunaan Converter pada Kereta Rel

Listrik 1x25kV Jogjakarta-Solo. Electrician-jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro. 9 (3):

192-202

I.Izhhar. (2014).Perancangan Filter Optimum Untuk Mengatasi Efek Distorsi Harmonisa Pada

Gardu Traksi Kereta Rel Listrik (KRL) St. Ps.Minggu. Jurnal Teknik: 1-10

Mehta, Rohit. M. (2007). Principles of Electronic. ISBN: 81-219-2450-2. Hal. 20.

Multa, L dan Aridani, R. P. (2013).Modul Pelatihan ETAP. UGM, Hal. 1-58

Mubarak, A.H. (2016).Simulasi Pemasangan Filter Harmonisa pada Sistem Tenaga Listrik

Mengunakan Software ETAP. Prosiding SemNas, ISSN: 2443-1109. 02(1): 738-746.

Prihatama, E. dkk. (2013).Perancangan Filter Harmonisa Pasif Untuk Sistem Distribusi Radial

Tidak Seimbang. Jurnal Teknik. ITS, ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 2(2): B-228-B233

PT KAI. (2016). Kapasitas Daya Listrik Aliran Atas. Jakarta.

Rinas I, W. (2011).Analisis Perbandingan Penggunaan Filter Pasif Dan Filter Aktif Untuk

Menanggulangi THD Pada Sistem Kelistrikan Di Ruang PuskomJur.Tek.Elektro

FTUniv.Udayana. 10(1):20-26

Sabri, Y. (2012).Perancangan Filter Pasif Untuk Mengatasi Harmonisa Pada Gardu Penyearahan

Pusat Litrik Aliran Atas-PT KAI Commuter Jabodetabek Ind. Bandung: Jurnal STEI ITB:

1-7

Sugiarto, H. (2012). Kajian Harmonisa Arus Dan Tegangan Listrik di Gedung Adm Poltek Negeri

Pontianak. ISSN: 1693-9085. 8(2): 80-89

Sunanda, W dan Rahman, Y.A. (2011).Watak Harmonik Beban Inverter Tiga Fase Tak Berbeban,

Jurnal Foristek Vol.1/1, Palu, p.16-21.

Sugiarto, H. (2012).Kajian Harmonisa Arus dan Tegangan Listrik di Gedung Administrasi Poltek

Pontianak. ISSN:1693-9085.8(2): 80-89.

penurunan harmonisa outgoing transformator …

Documents