Post on 14-Apr-2018
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
1/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
1
A. TUJUAN PRAKTIKUMSetelah praktik, saya dapat :
1. Membuat rangkaian sistem tenaga listrik menggunakan software Power StationETAP 4.0 dengan parameterparameter yang lengkap.
2. Mengatasi berbagai permasalahan saat melakukan simulasi Harmonic Analysispada software Power Station ETAP 4.0.
3. Menjelaskan makna dari report dan plot Harmonic Analysis pada softwarePower Station ETAP 4.0.
4. Menghitung Harmonic Analysis secara manual.
B. TEORI DASAR1. Pengertian Harmonik
Harmonik adalah gejala pembentukan gelombang sinusoidal dengan frekuensi
yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Bila terjadi
superposisi antara gelombang frekuensi dasar dengan gelombang frekuensi
harmonik maka terbentuklah Hz gelombang yang terdistorsi sehingga bentuk
gelombang tidak lagi sinusoidal.
2. Sumber Terjadinya HarmonikAda beberapa sumber harmonic pada sistem distribusi. Disana terdapat beban
dengan karakteristik nonlinier. Converter (penyearah), pulse with modulated
converter (penyearah dengan pengendalian pemicu), cycloconverter
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
2/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
2
(pengendalian frekuensi), arc furnance (percikan bunga api), static var
compensator, switched mode power supplies (saklar pengatur tegangan)
merupakan jenisjenis beban nonlinier yang menghasilkan harmonik.
3. Respon Sistem Saat Terjadinya HarmonikDampak terjadinya harmonik pada sistem tenaga listrik tergantung dari
karakteristik frekuensi respon dari sistem. Faktorfaktornya adalah :
a. Rating rangkaian hubung singkat pada sistemSebuah sistem dengan kapasitas rangkaian hubung singkat yang besar
akan menghasilkan distorsi tegangan rendah.
b. Karakteristik bebanKomponen resistif dari produksi beban diredam pada rangkaian dan
dikarenakan penurunan besarnya tegangan.
c. Resonansi parallelSebuah resonansi parallel terjadi saat reaktansi induktif dan reaktansi
kapasitif pada sistem adalah sama pada beberapa frekuensi.
d. Resonansi seriResonansi seri merupakan hasil kombinasi seri dari kapasitor bank dan
induktansi transformator.
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
3/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
3
4. Pemodelan Sistem Menggunakan Analisis KomputerPada praktikum kali ini, saya menggunakan software Power Station ETAP
4.0 untuk melakukan analisis harmonik. Ada beberapa persyaratan yang harus
dipenuhi dalam melakukan analisis harmonik menggunakan software Power
Station ETAP 4.0 adalah sebagai berikut.
a. Data sumber, terdiri dari nomer bus, nama bus, tegangan dan sudut.b. Impedansi sumber, terdiri dari nama terminal, tegangan, nilai dasar MVA, dll.c. Data transformer, terdiri dari nama transformator, MVA, tegangan pada sisi
primer dan sekunder, dll.
d. Data jaringan, terdiri dari nama jaringan, nama bus, jarak dalam mil.e. Data kapasitor, terdiri dari nama kapasitor, nama bus, 3 fasa MVAR,
tegangan dalam kV.
f. Data beban linier, terdiri dari nama terminal, tegangan dalam kV, kVA danfaktor daya.
g. Data beban non linier, terdiri dari nama terminal, nama bus, kV, kVA, %beban puncak.
5. Kriteria yang Diterima Terjadinya Harmonika. Faktor daya
Dimana saat pemasangan sebuah filter bank untuk mengendalikan arus
harmonik, kapasitor bank dapat memperbaiki faktor daya pada sistem.
b. Batasan distorsi tegangan
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
4/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
4
Dapat dilihat pada IEEE Standard 519 (Terlampir) bahwa suplai tegangan
memiliki peranan penting untuk pemeliharaan kualitas tegangan pada sistem
tenaga listrik.
c. Batasan distorsi arusDapat dilihat pada IEEE Standard 519 bahwa pelanggan memiliki peranan
penting untuk menjaga komponen arus harmonik tanpa menerima batasan.
6. Penyaringan HarmonikTeknik penyaringan dari pengaruh harmonik dapat mengurangi akibat dari
harmonik. Ada beberapa teknik yang dilakukan, yaitu :
a. Single tuned filterb. High pass filterc. Multiple filter banks
7. Perhitungan Harmonika.
Total harmonic distortion (THD) dari tegangan
Biasanya menggunakan daftar pengukuran distorsi harmonic pada
gelombang tegangan dan didefinisikan sebagai berikut :
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
5/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
5
b. Total demand distortion (TDD)Merupakan total distorsi arus harmonik, didefinisikan sebagai berikut :
c. Frequency domain analysisFilter atau penyaring ditambahkan pada sistem tenaga listrik untuk
meningkatkan faktor daya seperti pembuatan harmonik yang baik.
C. STUDI KASUSSebuah pembangkit berbahan kimia ditunjukkan pada Figure 8.7 dipasang
kapasitor shunt bank digunakan untuk meningkatkan faktor daya dan pengendalian
harmonic. Pembangkit ini disediakan dari sistem tegangan 69 kV dari dua subtansi
yang berbeda. Diagram garis tunggal pada sistem kelistrikan dari pembangkit
ditunjukkan pada gambar 8.7. pembangkit menyuplai sambungan dua transformator
step down 20 MVA dari sistem tegangan 69 kV. Transformer ini menyuplai daya ke
bus 4,16 kV.
Beban pembangkit terdiri dari beberapa pengendalian beban motor induksi
dan motor kecepatan variable pada tegangan 4,16 kV, 660 V dan 480 V. seharusnya
untuk mengoperasikan motor induksi dan pengendali kecepatan motor, faktor daya
dari sistem adalah rendah. Untuk lebih lanjut, pengukuran ditunjukkan bahwa terdapat
aliran arus harmonic pada bermacam-macam bus. Terdapat beban pembangkit sebesar
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
6/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
6
12 MW dan faktor daya operasinya adalah 79%. Dibutuhkan kapasitor bank yang
besarnya 6,6 MVAR.
D. LANGKAHLANGKAH PENYELESAIAN STUDI KASUSSaya menggunakan software Power Station ETAP 4.0 untuk menyelesaikan
Harmonic Analysis pada Studi Kasus. Langkahlangkah yang saya lakukan dalam
menyelesaikan Harmonic Analysis pada Studi Kasus tersebut adalah sebagai
berikut :
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
7/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
7
1. Membuat Diagram Garis Tunggal
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
8/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
8
2. Melakukan Analisis Harmonik
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
9/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
9
3. HasilHasil yang didapat setelah melakukan analisis harmonik berupa :
a. Report, yang berisi :1) System Harmonic Information (data lengkap Terlampir)
2) Load Flow (data lengkap Terlampir)
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
10/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
10
b. Plot, yang berisi :1) Harmonic Load Flow (data lengkap Terlampir)
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
11/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
11
2) Frequency Scan (data lengkap Terlampir)
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
12/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
12
E. PEMBAHASAN HASIL PRAKTIKPERBANDINGAN HASIL SIMULASI DENGAN BUKU MANUAL
No. DeskripsiBuku Manual,
THD (%)
Hasil Simulasi,
THD (%)
Perbedaan
(%)
1 Generator 1 0,86 24,13 0,96
2 Generator 2 1,22 24,13 0,94
F. KESIMPULANGelombang harmonik biasanya terjadi pada jaringan distribusi, penyebabnya adalah
banyaknya aplikasi rangkaian berbahan semikonduktor yang menyebabkan
gelombang harmonik, untuk mengatasi hal tersebut telah penulis simulasikan bahwa
mengatasi atau mengurangi gelombang harmonic dapat menggunakan kapasitor bank.
G. DAFTAR PUSTAKANatarajan, Ramasamy. Computer-Aided Power System Analysis. New York :
Marcel Dekker,inc.
Yogyakarta, 29 April 2013
Mahasiswa,
Agus Budi Setiawan
NIM. 10501244031
7/30/2019 Laporan Praktik - Harmonic Analysis
13/13
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Laporan Praktik Simulasi Sistem Tenaga Listrik
Semester VI HARMONIC ANALYSIS 4 x 50 menit
Agus Budi Setiawan NIM. 10501244031 Senin, 29 April 2013
13
H. LAMPIRANIEEE Standard 519
1) System Harmonic Information (data lengkap Terlampir)Load Flow (data lengkap Terlampir
Harmonic Load Flow (data lengkap Terlampir
Frequency Scan (data lengkap Terlampir