1 / 56

Nama : Marsya Christalia Lesnussa NRP : 234 05042

Menurunkan Tingkat Arus Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik Dengan Filter Pasif Frekuensi Tunggal ( Single-Tuned ). Nama : Marsya Christalia Lesnussa NRP : 234 05042. Latar Belakang Masalah.

stesha
Download Presentation

Nama : Marsya Christalia Lesnussa NRP : 234 05042

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Menurunkan Tingkat Arus Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik Dengan Filter Pasif Frekuensi Tunggal ( Single-Tuned ) Nama : Marsya Christalia Lesnussa NRP : 23405042

  2. Latar Belakang Masalah Harmonisa merupakan gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan. Penggunaan peralatan yang mempunyai karakteristik non linier menyebabkan timbulnya harmonisa Keberadaan Arus harmonisa dalam sistem tenaga listrik tidak dapat dihilangkan. Salah satu cara untuk menurunkan kandungan arus harmonisa adalah dengan filter pasif frekuensi tunggal.

  3. Bagaimana menurunkan Total Harmonic Distortion (THD) arus dengan Filter Pasif Frekuensi Tunggal (Single-Tuned) yang disusun secara resonansi seri dan resonansi paralel. Bagaimana cara menentukan kapasitas filter pasif untuk mereduksi arus harmonisa yang mengalir ke sumber sistem daya Membandingkan hasil unjuk kerja resonansi seri dan resonansi paralel dalam menurunkan THD Perumusan Masalah

  4. Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari filter pasif terhadap penurunan Total Harmonic Distortion pada sistem tenaga listrik Tujuan Tugas Akhir

  5. Data yang digunakan untuk penelitian adalah data sekunder (data dari buku TA Hendra Lokito, Handoko, dan Eko Hadiwibowo serta data dari laporan KP Melinda dan Hartanto). Pembahasannya dilakukan dengan simulasi menggunakan software ETAP Ruang Lingkup Pembahasan

  6. Perkembangan beban listrik yang semakin besar dan komplek, serta pemakaian komponen semikonduktor dalam konversi energi listrik seperti peralatan converter, inverter, dan lain-lain yang merupakan beban non-linier akan menimbulkan perubahan bentuk gelombang aslinya, yang disebabkan oleh interaksi antara bentuk gelombang sinusoidal sistem dengan komponen gelombang lain. Distorsi harmonik memberikan kerugian berupa penurunan kualitas sistem tenaga listrik antara lain, terjadi pemanasan pada peralatan, penurunan faktor daya, masalah resonansi dan lain-lain. Untuk meningkatkan kualitas sistem tenaga listrik maka distorsi harmonik harus ditekan seminimal mungkin Dasar Teori

  7. Definisi Harmonisa: Harmonisa merupakan suatu fenomena yang timbul akibat pengoperasian beban listrik non linier sehingga terbentuklah gelombang frekuensi tinggi yang merupakan kelipatan dari frekuensi fundamentalnya Harmonisa

  8. Efek utama dari tegangan dan arus harmonisa di dalam sistem tenaga adalah: Penambahan tingkat harmonisa akibat dari resonansi hubungan seri dan pararel. Penurunan efisiensi pada daya generator, transmisi dan pemakaiannya. Interferensi dengan rangkaian-rangkaian telepon (telekomunikasi) dan pemancar karena arus harmonisa urutan nol. Kesalahan-kesalahan pada meter-meter piringan putar pengukur energi. PengaruhHarmonisa

  9. Berdasarkan IEEE Standard 519-1992 Tabel 2.1. Current Distortion Limits untuk General Distribution System Standart Harmonisa

  10. Tabel 2.2. Voltage Distortion Limits

  11. Filter pasif merupakan konfigurasi rangkaian RLC (resistor, induktor, kapasitor) dan di-tune untuk mengontrol harmonisa Ada beberapa teknik yang dapat digunakan untuk menurunkan tingkat arus harmonisa, yaitu dengan filter pasif frekuensi tunggal (Single-Tuned) maupun multi frekuensi (Multiple-Tuned). Filter Pasif

  12. Kapasitor Untuk mencari besarnya kapasitor yang dibutuhkan adalah: Untuk mencari tegangan kapasitor, dapat digunakan rumus sebagai berikut: Untuk mencari impedansi harmonisa ke-h, dapat menggunakan rumus sebagai berikut: Komponen Filter

  13. Induktor Induktor yang digunakan dalam rangkaian filter dirancang untuk mampu menahan frekuensi tinggi yaitu skin effect dan rugi-rugi histerisis. Untuk mencari besar induktor yang dibutuhkan adalah: Untuk mencari impedansi induktor pada harmonisa ke-h, dapat digunakan rumus sebagai berikut: XL(h) = h × XL Komponen Filter

  14. Untuk mencari arus harmonisa beban: I harmonisa beban =

  15. PENGUMPULAN DATA Sumber Pembangkit Listrik P.T. Yanaprima Hastapersada mendapatkan suplai listrik dari 2 Gardu Induk, yaitu dari Gardu Induk Sidokepung dan Gardu Induk Tulangan. Suplai dari PLN akan masuk ke transformator step down, dari tegangan tinggi (20 kV), masuk ke 3 buah transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan menjadi 400 V. Adapun daya masing-masing transformator adalah 2000 kVA, 1000 kVA dan 1250 kVA.

  16. Spesifikasi Transformator Tabel 3.1. SpesifikasiTransformator1

  17. Spesifikasi Transformator Tabel 3.1. Spesifikasi Transformator 1 (sambungan)

  18. Spesifikasi Transformator Tabel 3.2. Spesifikasi Transformator 2

  19. Spesifikasi Transformator Tabel 3.2. Spesifikasi Transformator 2 (sambungan)

  20. Spesifikasi Transformator Tabel 3.3. Spesifikasi Transformator 3

  21. Spesifikasi Transformator Tabel 3.3. Spesifikasi Transformator 3 (sambungan)

  22. Data Hasil Pengukuran Hasil Pengukuran tegangan, arus, frekuensi, cos phi, dan daya, dapat dilihat pada tabel 3.4. Data Pengukuran (lihat: bab 3, hal.25-27) Data hasil pengukuran 3 fasa yang dilakukan pada SDP PP1 dapat dilihat pada: Tabel 3.5. Data Pengukuran 3 Fasa Pada Fasa R (bab 3, hal.28) Tabel 3.6. Data Pengukuran 3 Fasa Pada Fasa S (bab 3, hal.29) Tabel 3.7. Data Pengukuran 3 Fasa Pada Fasa T (bab 3, hal.30)

  23. Berdasarkan tabel 3.4. jumlah daya aktif pada PP1, PP2 dan PP7 adalah sebesar 1046.6 kW, sedangkan untuk daya reaktif adalah sebesar 902.24 kVAR. ∑ P1,2,7 = 1046.6 kW ∑ Q1,2,7 = 902.24 kVAR P = S x cos Θ Q = S x sin Θ

  24. tg Θ = 0.862 Θ = arc tg 0.862 Θ = 40.76 Cos Θ = 0.75 Jadi faktor daya awal adalah 0.75 Sedangkan berdasarkan data dari Gambar 3.1. maka besar kVA terpasang adalah 1391 kVA.

  25. Sistem Suplai Listrik P.T. Yanaprima Hastapersada

  26. PERENCANAAN FILTER DAN ANALISA Perhitungan Total Harmonic Distortion (THD) Perhitungan ITHD. Diasumsikan bahwa spektrum harmonisa PP1, PP2 dan PP7 sama, karena itu perhitungan THDi disederhanakan dengan menggunakan persentasi arus rms sesuai tabel 3.7. pengukuran pada fasa T = = = = 33,67 %

  27. Perhitungan VTHD. Berdasarkan tabel 3.7. pengukuran pada fasa T = = = = 1,78 %

  28. Perhitungan Kapasitas Filter Pasif untuk Mereduksi Arus Harmonisa yang mengalir ke Sumber Sistem Tenaga Listrik.

  29. Impedansi hubung singkat saluran 20 kV ke 400V Resistansi sumber dengan: mΩ

  30. Reaktansi sumber mΩ

  31. Resistansi transformator mΩ mΩ

  32. Reaktansi transformator: dengan: Z = mΩ mΩ mΩ

  33. Menentukan kapasitas efektif daya reaktif filter (Rumus. 2.6): Qeff = S x [sin(arc cos pf0) – sin(arc cos pf1) Qeff = 1391 x [sin(arc cos 0.75) – sin(arc cos 0.95) Qeff = 1391 x (0.661 – 0.312) Qeff = 485.459 kVAR

  34. Menentukan frekuensi tuningfilter Menurut IEEE 1531-2003 filter harmonisa frekuensi tunggal, pemilihan frekuensinya ditentukan 3%-15% dibawah frekuensi yang ditentukan. Jadi frekuensi tuning filter adalah 3% dari 250 hz (frekuensi harmonisa ke-5) hasilnya (f5) = 243 hz, dan nilai penalaannya (h) adalah 4.86

  35. Menentukan reaktansi efektif filter (Rumus. 2.7): Ω

  36. Menentukan reaktansi kapasitif dan reaktansi induktif pada frekuensi fundamental (Rumus. 2.8):

  37. Tentukan nilai kapasitor (Rumus. 2.14): mF

  38. Reaktansi induktif (Rumus. 2.18):

  39. Tentukan nilai induktor (Rumus. 2.19): = 0.0461mH

  40. Menentukan arus rms filter Tentukan arus fundamental beban:

  41. Tentukan arus fundamental filter (Rumus. 2.9):

  42. Arus orde ke-5 pada filter: Tentukan reaktansi induktor pada harmonisa ke-5. (Rumus. 2.20): Tentukan reaktansi kapasitor pada harmonisa ke-5. (Rumus. 2.16)

  43. Nilai resistansi hubung singkat untuk orde ke-5: Arus harmonisa beban orde ke-5 Pada hasil pengukuran (lihat tabel 3.7) diketahui bahwa arus harmonisa ke-5 sebesar 30.49%, maka total harmonisa beban dapat dicari sesuai dengan perhitungan di bawah ini: mΩ

  44. Impedansi hubung singkat pada harmonisa orde ke-5: • Arus harmonisa orde ke-5 menuju ke filter: mΩ

  45. Arus harmonisa orde ke-5 menuju ke sumber: Perbandingan terhadap arus fundamental Dengan perhitungan yang sama maka pemasangan filter pada orde ke-5 pada frekuensi tune 4.86 tersebut akan menghasilkan pembagian arus orde 1 sampai orde 31 seperti dalam tabel 4.1.

  46. Tabel 4.1. Hasil perhitungan arus setelah pemasangan filter pasif orde ke-5 di bus 0.4 kV

  47. Berdasarkan data dari tabel 4.1.maka perhitungan arus THD adalah sebagai berikut: = 12.73 %

  48. Simulasi Sistem dengan Program ETAP Simulasi dengan menggunakan kapasitor existing 690 kVAR Simulasi tanpa menggunakan kapasitor Simulasi dengan menggunakan kapasitor existing dan filter pasif (690 kVAR) Simulasi dengan menggunakan filter pasif dan kapasitor hasil perhitungan (485.459 kVAR) disusun secara resonansi seri Simulasi dengan menggunakan filter pasif dan kapasitor hasil perhitungan (485.459 kVAR) disusun secara resonansi paralel

  49. Simulasi Dengan Menggunakan Kapasitor Existing 690 kVAR • Dari hasil simulasi (Lampiran 1) terlihat bahwa total arus harmonisa pada bus 3 adalah sebesar 91.39 % dengan faktor daya sebesar 0.978.

  50. Simulasi Tanpa Menggunakan Kapasitor Dari hasil simulasi (Lampiran 2) terlihat bahwa total arus harmonisa pada bus 3 adalah sebesar 32.54 % dengan faktor daya sebesar 0.753.

More Related