Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

9
1 | Proceeding Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS AbstrakSistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik memiliki karakteristik beban yang menggunakan VFD dan sistem DC. Untuk memenuhi kebutuhan produksi pabrik, PT. Wilmar Indonesia berencana menambah beban hingga 5 megawatt (MW) dalam 5 tahun kedepan. Dengan peningkatan beban tersebut akan muncul permasalahan kualitas daya dalam sistem kelistrikannya. Terdapat permasalahan kualitas daya pada sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik yaitu tingkat harmonisa tegangan dan arus yang melebihi standar IEEE 519-1992. Tugas akhir ini membahas analisis harmonisa pada sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik akibat penambahan beban Compressor, FAL 01 PLANT, Biorefinery, Future PK CRUSH, Future Soya Bean, Future Flour Mill, Electrolyzer 1, Electrolyzer 2, Electrolyzer 3, FA-02/03, MES, NPK 02 PLANT, CPC 02 PLANT, WS-02, PK-CRUSH 03, SP-CWP-01 dan SP-CWP-03. Setelah dilakukan analisis harmonisa, direncanakan filter harmonisa untuk meredam tingkat distorsi harmonisa. Filter yang digunakan berjenis filter pasif yaitu Single Tuned Filter. Penyelesaian permasalahan dalam tugas akhir ini menggunakan filter harmonisa pada tegangan rendah dengan level tegangan 0,4 KV. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pemasangan filter harmonisa ini efektif meredam harmonisa tegangan. Metode pemasangan filter ini masih menyisakan harmonisa tegangan yang cukup tinggi pada bus ME FRACT, SNB PLANT, OLEO TF, H2 GAS PLANT, dan FUTURE FLOUR MILL yaitu mendekati 5%. Oleh Karena itu ditambahkan filter tegangan menengah dari referensi tugas akhir sebelumnya yang dipasang pada bus SP-BUS-41000 dan SP-BUS-42000 dengan level tegangan 10,5 kV. Setelah pemasangan filter, harmonisa tegangan pada bus ME FRACT, SNB PLANT, OLEO TF, H2 GAS PLANT, dan FUTURE FLOUR MILL di bawah 4,5 %. Kata KunciPenambahan Beban, Harmonisa, Filter I. PENDAHULUAN istem kelistrikan industri pada umumnya menggunakan kapasitor daya untuk meningkatkan kualitas daya dan kompensasi daya reaktif. Apabila pada sistem kelistrikan tersebut terdapat sumber arus harmonisa seperti Variable Frequency Drives (VFD) maka kapasitor dapat digunakan sebagai komponen filter harmonisa untuk mengurangi gangguan harmonisa [1]. Gangguan harmonisa merupakan permasalahan serius dalam sistem tenaga listrik. Akibat dari distorsi harmonisa adalah meningkatnya panas dan rugi-rugi energi pada setiap bagian peralatan dalam sistem distribusi tenaga listrik seperti tarnsformator, kabel serta komponen lainnya. Variable Frequency Drives (VFD) adalah contoh dari beban non linear yang menimbulkan harmonisa arus. VFD tersusun atas komponen elektronika daya yaitu rectifier dan inverter yang dipergunakan pada motor untuk efisiensi pemakaian energi listrik [2]. Penggunaan filter harmonisa bertujuan untuk mengurangi amplitudo satu atau lebih frekuensi tertentu dari sebuah arus maupun tegangan [3]. Salah satu jenis filter harmonisa adalah filter pasif. Perencanaan filter pasif merupakan penalaan filter pada orde harmonisa tertentu untuk menekan distorsi harmonisa yang terjadi hingga berada pada nilai standar yang telah ditentukan. Sistim kelistrikan PT. Wilmar yang terletak di kota Gresik mempunyai beberapa alternatif suplai energy untuk kebutuhan beban operasionalnya yaitu PLN, dua unit Steam Turbine Generator (STG), dan dua unit Diesel Generator(DG). Kapasitas terpasang masing-masing STG adalah 15 MW sedangkan kapasitas terpasang DG adalah 3,2 MW. Sementara itu, beban listrik di PT. Wilmar pada kondisi peak mencapai 14 MW. PT. Wilmar berupaya memperbanyak produksi minyak dengan menambah penggunaan motor. Dengan penambahan penggunaan motor maka gangguan harmonisa akan bertambah akibat penggunaan Variable Frequency Drive (VFD). Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kualitas daya dari sistem kelistrikan di PT. Wilmar Gresik, khususnya tentang harmonisa yang terjadi akibat penambahan beban, memodelkan dan mensimulasikan sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik menggunakan software ETAP 7.0, menganalisa hasil simulasi, dan meredam harmonisa yang terjadi dengan merancang filter pasif. Penyelesaian permasalahan dibatasi yaitu pemasangan filter harmonisa Single Tuned Filter (STF) pada tegangan menengah 0,4 kV, sistem kelistrikan dalam keadaan steady state, semua beban beroperasi, dan menggunakan standar IEEE 519-1992 untuk analisis harmonisa. II. DASAR TEORI A. Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik Harmonisa sistem tenaga didefinisikan sebagai komponen sinusoidal tegangan dan arus yang mempunyai frekuensi kelipatan bilangan bulat (integer) dari frekuensi dasar. Gelombang non sinusoidal dapat terbentuk dengan menjumlahkan gelombang gelombang sinusoidal, seperti terlihat pada Gambar 1. Dalam sistem tenaga listrik yang menggunakan frekuensi 50 Hz, maka dapat dikatakan bahwa harmonisa pertama atau frekuensi fundamental dari sistem tenaga tersebut adalah 50 Hz. Harmonisa kedua merupakan kelipatan kedua dari harmonisa pertama yaitu sebesar 100 Hz , sedangkan harmonisa ketiga merupakan kelipatan ketiga dari harmonisa pertama yaitu sebesar 150 Hz dan harmonisa kelima serta ketujuh berturut-turut sebesar 250 Hz dan 350 Hz . Dapat ditarik kesimpulan bahwa harmonisa ke-n merupakan kelipatan n dari frekuensi fundamental [2]. Arko Setiyo Prabowo 2208100067 Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah Untuk Mengurangi Harmonisa Akibat Penambahan Beban Pada Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik S

Transcript of Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

Page 1: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

1 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

Abstrak— Sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik

memiliki karakteristik beban yang menggunakan VFD dan

sistem DC. Untuk memenuhi kebutuhan produksi pabrik, PT.

Wilmar Indonesia berencana menambah beban hingga 5

megawatt (MW) dalam 5 tahun kedepan. Dengan peningkatan

beban tersebut akan muncul permasalahan kualitas daya

dalam sistem kelistrikannya. Terdapat permasalahan kualitas

daya pada sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik yaitu tingkat

harmonisa tegangan dan arus yang melebihi standar IEEE

519-1992. Tugas akhir ini membahas analisis harmonisa pada

sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik akibat penambahan

beban Compressor, FAL 01 PLANT, Biorefinery, Future PK

CRUSH, Future Soya Bean, Future Flour Mill, Electrolyzer 1,

Electrolyzer 2, Electrolyzer 3, FA-02/03, MES, NPK 02

PLANT, CPC 02 PLANT, WS-02, PK-CRUSH 03, SP-CWP-01

dan SP-CWP-03. Setelah dilakukan analisis harmonisa,

direncanakan filter harmonisa untuk meredam tingkat distorsi

harmonisa. Filter yang digunakan berjenis filter pasif yaitu

Single Tuned Filter. Penyelesaian permasalahan dalam tugas

akhir ini menggunakan filter harmonisa pada tegangan rendah

dengan level tegangan 0,4 KV. Hasil simulasi menunjukkan

bahwa pemasangan filter harmonisa ini efektif meredam

harmonisa tegangan. Metode pemasangan filter ini masih

menyisakan harmonisa tegangan yang cukup tinggi pada bus

ME FRACT, SNB PLANT, OLEO TF, H2 GAS PLANT, dan

FUTURE FLOUR MILL yaitu mendekati 5%. Oleh Karena itu

ditambahkan filter tegangan menengah dari referensi tugas

akhir sebelumnya yang dipasang pada bus SP-BUS-41000 dan

SP-BUS-42000 dengan level tegangan 10,5 kV. Setelah

pemasangan filter, harmonisa tegangan pada bus ME FRACT,

SNB PLANT, OLEO TF, H2 GAS PLANT, dan FUTURE

FLOUR MILL di bawah 4,5 %.

Kata Kunci— Penambahan Beban, Harmonisa, Filter

I. PENDAHULUAN

istem kelistrikan industri pada umumnya menggunakan

kapasitor daya untuk meningkatkan kualitas daya dan

kompensasi daya reaktif. Apabila pada sistem kelistrikan

tersebut terdapat sumber arus harmonisa seperti Variable

Frequency Drives (VFD) maka kapasitor dapat digunakan

sebagai komponen filter harmonisa untuk mengurangi

gangguan harmonisa [1]. Gangguan harmonisa merupakan

permasalahan serius dalam sistem tenaga listrik. Akibat dari

distorsi harmonisa adalah meningkatnya panas dan rugi-rugi

energi pada setiap bagian peralatan dalam sistem distribusi

tenaga listrik seperti tarnsformator, kabel serta komponen lainnya. Variable Frequency Drives (VFD) adalah contoh

dari beban non linear yang menimbulkan harmonisa arus.

VFD tersusun atas komponen elektronika daya yaitu

rectifier dan inverter yang dipergunakan pada motor untuk

efisiensi pemakaian energi listrik [2].

Penggunaan filter harmonisa bertujuan untuk

mengurangi amplitudo satu atau lebih frekuensi tertentu dari

sebuah arus maupun tegangan [3]. Salah satu jenis filter

harmonisa adalah filter pasif. Perencanaan filter pasif

merupakan penalaan filter pada orde harmonisa tertentu

untuk menekan distorsi harmonisa yang terjadi hingga

berada pada nilai standar yang telah ditentukan.

Sistim kelistrikan PT. Wilmar yang terletak di kota

Gresik mempunyai beberapa alternatif suplai energy untuk

kebutuhan beban operasionalnya yaitu PLN, dua unit Steam

Turbine Generator (STG), dan dua unit Diesel

Generator(DG). Kapasitas terpasang masing-masing STG

adalah 15 MW sedangkan kapasitas terpasang DG adalah

3,2 MW. Sementara itu, beban listrik di PT. Wilmar pada

kondisi peak mencapai 14 MW. PT. Wilmar berupaya

memperbanyak produksi minyak dengan menambah

penggunaan motor. Dengan penambahan penggunaan motor

maka gangguan harmonisa akan bertambah akibat

penggunaan Variable Frequency Drive (VFD).

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kualitas daya

dari sistem kelistrikan di PT. Wilmar Gresik, khususnya

tentang harmonisa yang terjadi akibat penambahan beban,

memodelkan dan mensimulasikan sistem kelistrikan PT.

Wilmar Gresik menggunakan software ETAP 7.0,

menganalisa hasil simulasi, dan meredam harmonisa yang

terjadi dengan merancang filter pasif. Penyelesaian

permasalahan dibatasi yaitu pemasangan filter harmonisa

Single Tuned Filter (STF) pada tegangan menengah 0,4 kV,

sistem kelistrikan dalam keadaan steady state, semua beban

beroperasi, dan menggunakan standar IEEE 519-1992 untuk

analisis harmonisa.

II. DASAR TEORI

A. Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik

Harmonisa sistem tenaga didefinisikan sebagai

komponen sinusoidal tegangan dan arus yang mempunyai

frekuensi kelipatan bilangan bulat (integer) dari frekuensi

dasar. Gelombang non sinusoidal dapat terbentuk dengan

menjumlahkan gelombang – gelombang sinusoidal, seperti

terlihat pada Gambar 1. Dalam sistem tenaga listrik yang

menggunakan frekuensi 50 Hz, maka dapat dikatakan bahwa

harmonisa pertama atau frekuensi fundamental dari sistem

tenaga tersebut adalah 50 Hz. Harmonisa kedua merupakan

kelipatan kedua dari harmonisa pertama yaitu sebesar 100

Hz , sedangkan harmonisa ketiga merupakan kelipatan ketiga dari harmonisa pertama yaitu sebesar 150 Hz dan

harmonisa kelima serta ketujuh berturut-turut sebesar 250

Hz dan 350 Hz . Dapat ditarik kesimpulan bahwa harmonisa

ke-n merupakan kelipatan n dari frekuensi fundamental [2].

Arko Setiyo Prabowo

2208100067

Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga

Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS

Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah Untuk Mengurangi

Harmonisa Akibat Penambahan Beban Pada

Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik

S

Page 2: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

2 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

Gambar 1. Gelombang terdistorsi akibat komponen harmonisa

a) Gelombang sinus frekuensi fundamental

b) Gelombang harmonisa ke-3

c) Gelombang harmonisa ke-5

d) Gelombang harmonisa ke-7

Harmonisa dapat ditimbulkan akibat penggunaan beban

non linier antara lain rectifier, converter, tanur busur listrik

(arc furnace), transformator, dan mesin-mesin berputar [3]:

Transformator. Harmonisa pada transformator

dibangkitkan oleh karakteristik magnetisasi besi yang

non linier.

(a) (b)

Gambar 2. Kurva magnetisasi (a), Bentuk gelombang fluks dan arus

(b)

Rectifier menggunakan Sillicon-Controlled Rectifier

(SCR) berupa rangkaian jembatan thyristor enam

pulsa. Harmonisa yang dibangkitkan oleh sebuah

rectifier enam pulsa dominan pada orde ke 5.

Converter. Beban-beban yang mengandung konverter

(static converter), seperti lampu fluorescent, komputer,

VFD, dan Uninterruptable Power Supply (UPS).

Gambar 3. Macam Lampu Flourescent

Mesin-Mesin Berputar

Generator sinkron dan motor induksi secara umum

menghasilkan sejumlah harmonisa. Pada generator

sinkron harmonisa disebabkan karena kejenuhan dan

distribusi fluks yang tidak sinusoidal. Bila generator

sinkron diberi beban, terbangkit Electromotive Force

(EMF) yang tidak sinusoidal yang menghasilkan arus

harmonisa

Dalam harmonisa khususnya pada sistem tenaga listrik,

dipakai istilah Total Harmonic Distortion (THD) yang

didefinisikan sebagai persentase total komponen harmonisa

terhadap komponen fundamentalnya. Total Harmonic

Distortion (THD) dituliskan sebagai:

𝑇𝐻𝐷 = 𝑈𝑛

2𝑘𝑛 =2

12

𝑈1𝑥100% (1)

Dimana Un adalah komponen harmonisa, U1 adalah

komponen fundamental, k adalah komponen harmonisa

maksimum yang diamati. Selain THD dikenal pula Total

Demand Distortion (TDD) yaitu perbandingan nilai rms

antara komponen arus harmonisa dengan arus beban demand

maksimum. Standar IEEE 519-1992 digunakan untuk

menentukan tingkat distorsi harmonisa tegangan dan arus.

TABEL 1

LIMIT DISTORSI HARMONISA UNTUK SISTEM DISTRIBUSI

120 V SAMPAI 69 KV BERDASARKAN IEEE STD 519-1992

Distorsi Harmonisa Arus Maksimum dalam Persen terhadap IL

ISC/IL

Orde Harmonisa Individual (Harmonisa Orde Ganjil)

<11 11h17 17h23 23h35 35h TDD

< 20*

4 2 1,5 0,6 0,3 5

20 – 50 7 3,5 2,5 1 0,5 8

50 – 100 10 4,5 4 1,5 0,7 12

100 – 1000 12 5,5 5 2 1 15

> 1000 15 7 6 2,5 1,4 20

Harmonisa orde genap dibatasi 25% dari Harmonisa orde ganjil di atas.

Tidak diperbolehkan distorsi arus yang dihasilkan sistem DC, contohnya

konverter setengah gelombang.

Semua peralatan pembangkit listrik terbatas pada nilai-nilai distorsi

arus terlepas dari ISC/IL aktual, dimana:

ISC = Arus hubung singkat maksimum pada PCC

IL = Arus beban maksimum (komponen frekuensi fundamental) pada PCC

TABEL 2

LIMIT DISTORSI TEGANGAN BERDASARKAN IEEE STD 519-1992

Tegangan Bus Pada PCC Distorsi Tegangan

Individual (%) THD (%)

69 kV dan ke bawah 3 5

69,001 kV sampai 161 kV 1,5 2,5

161,001 kV dan ke atas 1 1,5

Pengaruh harmonisa pada sistem tenaga listrik antara

lain resonansi, baik itu seri maupun paralel yang disebabkan

oleh adanya komponen kapasitor bank. Resonansi paralel

menghasilkan impedansi tinggi pada frekuensi resonansi

sehingga menaikkan tegangan harmonisa dan arus

harmonisa yang tinggi di setiap lengan impedansi pararel.

Gambar 4. Resonansi paralel pada PCC

Resonansi seri menyebabkan impedansi sangat kecil

sehingga arus harmonisa yang tinggi mengalir ke kapasitor

pada harmonisa tegangan yang kecil. Pada mesin berputar,

harmonisa berpengaruh terhadap rugi-rugi pada belitan

stator, rangkaian rotor, dan laminasi stator-rotor. Pengaruh

harmonisa pada peralatan pusat pembangkit berupa rugi-rugi

daya sedangkan pengaruh harmonisa pada transformator

adalah adanya arus Eddy dan tekanan isolasi. Aliran arus

Page 3: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

3 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

harmonisa meningkatkan rugi-rugi tembaga dan efek ini

lebih nyata pada transformator konverter, karena

transformator tersebut tidak terpengaruh oleh adanya filter

yang biasanya dihubungkan pada sisi sistem AC [4].

Sirkulasi arus harmonisa triplen urutan nol yang melampaui

batas pada belitan transformator dapat menimbulkan hot

spot pada tangki.

Gambar 5. Resonansi seri pada PCC

B. Filter Pasif Untuk Peredaman Harmonisa

Filter pasif berfungsi untuk mengurangi amplitudo satu

atau lebih frekuensi tertentu dari sebuah tegangan atau arus

dengan cara menyediakan jalur yang rendah impedansinya

pada frekuensi harmonisa sehingga dapat menekan

penyebaran arus harmonisa ke seluruh jaringan.

Filter pasif tersusun dari komponen-komponen resistor

(R), induktor (L), dan kapasitor (C). Secara umum filter

harmonisa dapat dibedakan dalam tiga jenis antara lain:

a. Single Tuned Shunt Filter (STF) menyediakan jalur

dengan impedansi rendah untuk satu frekuensi

harmonisa. Nilai Quality Factor (Q) yang tinggi ditala

secara tajam pada satu frekuensi harmonisa yang rendah.

b. Double Tuned Filter memiliki karakteristik impedansi

yang ekivalen dengan dua buah STF dipasang secara

paralel dimana frekuensi yang ditala saling berdekatan.

c. High Pass Damp Filter (HPF) digunakan untuk

membuat impedansi yang rendah untuk spektrum

frekuensi harmonisa yang lebar. Nilai Q pada HPF

umumnya bernilai rendah. Terdapat empat jenis damped

filter yaitu damped filter orde satu, orde dua, orde tiga

dan jenis damped filter tipe C.

III. HARMONISA PADA SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR

GRESIK

A. Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik

PT. Wilmar Nabati Indonesia (Wilmar Group),

selanjutnya disebut “PT. Wilmar” berlokasi di kota Gresik.

Untuk sistem kelistrikannya, PT. Wilmar memiliki total

suplai energi listrik sebesar 35.5 MW dan emergency supply

sebesar 4 MW. Total beban maksimum yang terpasang

besarnya sekitar 33 MW. Sistem distribusi yang digunakan

adalah sistem ring. Namun dalam pengoperasiannya

digunakan sistem distribusi radial dengan cara membuka

beberapa breaker ring.

TABEL 3

DATA PENYUPLAI DAYA LISTRIK DI PT. WILMAR GRESIK

Source ID Type Mode Operasi Daya

(MW)

BKR PLN Grid Voltage Control 5,5

STG 1 Steam Turbine Generator Swing 15

STG 2 Steam Turbine Generator Stand by 15

DEG 1 Diesel Generator Stand by 1,6

DEG 2 Diesel Generator Stand by 1,6

Untuk mensuplai kebutuhan beban operasional pabrik

dalam kondisi normal, suplai daya listrik didapat dari BKR

PLN dengan kapasitas hubung singkat sebesar 8.963

MVASc yang beroperasi pada mode Voltage Control yaitu

suplai daya aktif dijaga tetap 5,5 MW dan satu buah Steam

Turbin Generator yaitu STG 1 berkapasitas 15 MW yang

beroperasi pada mode Swing. Sumber PLN diambil dari

Gardu Induk Segara Madu 150 kV melalui SP-BUS-31000

20 kV. Level tegangan distribusi yang digunakan PT.

Wilmar Gresik antara lain 20 kV, 10,5 kV, 3,3 kV, dan 0,4

kV. DEG 1, DEG 2 dan STG 2 merupakan pembangkit yang

digunakan sebagai cadangan pada saat starting motor-motor

besar dan overhaul.

B. Harmonisa Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik

Sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik memiliki

karakteristik total harmonisa arus dan tegangan yang

melebihi standar harmonisa IEEE 519-1992. Dalam tugas

akhir ini akan dibahas analisis harmonisa sebelum dan

sesudah penambahan beban. Beban-beban yang memberikan

kontribusi harmonisa arus antara lain VFD enam pulsa

untuk beban Fractionation, Refinery, Soap Beading, BD 01,

BD 02, ME Fract, FA/GLY&HYDRO, Hydrochem, Oleo TF,

dan Boiler House, serta enam buah charger enam pulsa dan

tiga unit transformator dua belitan digunakan beban

Electrolyzer. Sedangkan beban baru yang akan dihubungkan

ke sistem kelistrikan PT.Wilmar Gresik adalah Compressor,

FAL 01 PLANT, Biorefinery, Future PK CRUSH, Future

Soya Bean, Future Flour Mill, Electrolyzer 1, Electrolyzer

2, Electrolyzer 3, FA-02/03, MES, NPK 02 PLANT , CPC 02

PLANT, WS-02, PK-CRUSH 03, SP-CWP-01 dan SP-CWP-

03.

C. Langkah-Langkah Peredaman Harmonisa Sistem

Kelistrikan PT. Wilmar Gresik

Alur metodologi peredaman harmonisa dalam tugas akhir

ini digambarkan dalam flow chart pada Gambar 6.

Gambar 6. Flow chart metodologi peredaman harmonisa di PT. Wilmar

Gresik

Page 4: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

4 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

IV. SIMULASI DAN ANALISIS

A. Kondisi Existing Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik

Pada keadaan ini didapat data bahwa sistem memerlukan

pasokan daya sebesar 11,339 MW yang diperoleh dari STG

1 11,379 MW. Faktor daya sistem tercatat sebesar 98% pada

sisi generator.. Pada kondisi ini masih dalam kondisi operasi

minimum dari sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik.

Gambar 7. Aliran daya sistem PT. Wilmar Gresik kondisi existing

Sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik kondisi existing

menggunakan kapasitor bank untuk kompensasi daya reaktif

yang dipasang dengan metode kompensasi individual sisi

tegangan rendah 0,4 kV.

TABEL 4

FAKTOR DAYA BEBAN DAN BUS BEBAN DENGAN

KOMPENSASI DAYA REAKTIF

Bus Beban kV kW kVAR kVA PF (%)

SP-BUS-41006 10,5 29 35 45 63,6

SP-BUS-51001 10,5 647 273 702 92,2

SP-BUS-51002 10,5 2213 1548 2701 82

SP-BUS-51003 10,5 353 221 416 84,8

SP-BUS-51004 10,5 667 359 757 88

SP-BUS-51005 10,5 756 387 417 89

SP-BUS-52001 10,5 888 466 1003 88,5

SP-BUS-52002 10,5 47 37 60 78,6

SP-BUS-53001 10,5 1464 580 1575 93

SP-BUS-53002 10,5 430 138 452 95,2

SP-BUS-54001 10,5 267 170 317 84,3

SP-BUS-54002 10,5 259 166 307 84,2

SP-BUS-54003 10,5 420 214 472 89,1

SP-BUS-56001 10,5 2043 470 542 97,5

SP-BUS-56002 10,5 922 726 1174 78,6

CPKO PLANT 0,4 29 35 45 63,6

AIR COMP-UTILITY 0,4 647 273 702 92,2

FRACT-PLANT 0,4 2213 1548 2701 82

REFINERY-PLANT 0,4 353 221 416 84,8

TF-NKB 0,4 8 21 22 99,82

SNB-PLANT 0,4 667 359 757 88

WTR-RESERVOIR 0,4 89 46 100 88,9

BD 01 0,4 626 313 700 89,5

Bus Beban kV kW kVAR kVA PF (%)

BD 02 0,4 214 134 252 84,8

ME FRACT 0,4 47 37 59 78,6

FA-01 PLANT 0,4 1464 580 1575 93

OLEO-TF 0,4 160 85 307 88,3

H2 GAS PLANT 0,4 269 111 291 92,4

PK-CRUSHING 01 0,4 1360 363 1408 96,6

PK-CRUSHING 02 0,4 681 132 694 98,2

NPK-01 PLANT 0,4 257 38 260 98,9

JETTY 0,4 40 26 47 83,5

CEN-BOILER

UTILITY 0,4 420 214 471 89,1

RO/ETP 0,4 258 162 304 84,8

B. Harmonisa Tegangan Sistem Kondisi Existing

Sebelum melakukan simulasi dan analisis harmonisa

sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik maka diperlukan data-

data penunjang berupa data pengukuran harmonisa pada bus

beban sistem.

TABEL 5

DISTORSI HARMONISA TEGANGAN BUS BEBAN

SAAT KONDISI EXISTING

Bus Beban kV % kV THDV

(%)

Standar

IEEE

(%)

Kondisi

SP-BUS-41006 10,5 99,90 7,32 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-51001 10,5 99,86 7,34 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-51002 10,5 99,78 7,38 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-51003 10,5 99,79 7,37 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-51004 10,5 99,85 7,35 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-51005 10,5 99,87 7,34 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-52001 10,5 99,85 7,41 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-52002 10,5 99,85 7,42 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-53001 10,5 99,99 7,32 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-53002 10,5 99,94 7,32 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-54001 10,5 99,94 7,30 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-54002 10,5 99,94 7,30 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-54003 10,5 99,93 7,35 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-56001 10,5 99,88 7,29 5 Exceeds

Limit

SP-BUS-56002 10,5 99,89 7,24 5 Exceeds

Limit

CPKO PLANT 0,4 99,90 7,09 5 Exceeds

Limit

AIR COMP-

UTILITY 0,4 99,86 6,89 5

Exceeds

Limit

FRACT-PLANT 0,4 99,78 12,53 5 Exceeds

Limit

REFINERY-

PLANT 0,4 99,79 10,94 5

Exceeds

Limit

TF-NKB 0,4 99,82 7,21 5 Exceeds

Limit

TF-KB 0,4 99,82 6,94 5 Exceeds

Limit

SNB-PLANT 0,4 98,69 10,05 5 Exceeds

Limit

WTR-

RESERVOIR 0,4 99,53 7,07 5

Exceeds

Limit

BD 01 0,4 99,48 9,67 5 Exceeds

Limit

BD 02 0,4 99,28 10,73 5 Exceeds

Limit

ME FRACT 0,4 99,70 10,04 5 Exceeds

Limit

PF 90%

Utility 01

PF 79,8%

Utility 03

Page 5: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

5 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

Bus Beban kV % kV THDV

(%)

Standar

IEEE

(%)

Kondisi

FA-01 PLANT 0,4 99,18 10,21 5 Exceeds

Limit

OLEO-TF 0,4 99,94 12,37 5 Exceeds

Limit

H2 GAS PLANT 0,4 99,39 7,25 5 Exceeds

Limit

PK-CRUSHING

01 0,4 99,88 10,38 5

Exceeds

Limit

PK-CRUSHING

02 0,4 99,89 10,27 5

Exceeds

Limit

NPK-01 PLANT 0,4 99,72 9,55 5 Exceeds

Limit

JETTY 0,4 99,78 7,08 5 Exceeds

Limit

CEN-BOILER

UTILITY 0,4 99,23 13,29 5

Exceeds

Limit

RO/ETP 0,4 99,06 7,1 5 Exceeds

Limit

Dari hasil simulasi diketahui bahwa seluruh bus di sistem

kelistrikan PT. Wilmar Gresik nilai harmonisa tegangannya

masih melebihi standar IEEE Std. 519-1992 dimana rata-

rata total distorsi harmonisa tegangannya di atas 8,47 %.

Untuk mengetahui orde dominan distorsi harmonisa

tegangan sistem, maka dilihat melalui spektrum harmonisa

tegangan pada bus SP-BUS-41000 dan CEN-BOILER

UTILITY sebagai contoh. Dapat dilihat bahwa orde

harmonisa dominan adalah orde 5 dan 7.

(a) (b)

Gambar 8. Spektrum harmonisa tegangan SP-BUS-41000 (a) dan spectrum

harmonisa tegangan bus CEN-BOILER UTILITY (b)

C. Resonansi Sistem Kondisi Existing

Kapasitor bank yang terpasang di sistem kelistrikan PT.

Wilmar Gresik turut memberikan kontribusi harmonisa

sehingga fungsi untuk memperbaiki faktor daya sistem

menjadi kurang efektif. Kapasitor bank menyebabkan

timbulnya resonansi paralel. Hal ini berdampak pada

penguatan distorsi harmonisa khususnya harmonisa

tegangan akibat impedansi lokal yang tinggi.

(a) (b)

Gambar 9. Karakteristik impedansi bus SP-BUS-41000 (a) dan bus SP-

BUS-42000 (b)

Desain perhitungan filter harmonisa nantinya harus

menghindari frekuensi-frekuensi potensi resonansi paralel.

D. Harmonisa Arus Sistem Kondisi Existing

Terdapat tujuh beban yang memiliki distorsi harmonisa

arus kondisi existing melebihi standar IEEE 519-1992.

TABEL 6

DISTORSI HARMONISA ARUS SISTEM SAAT KONDISI EXISTING

Bus Beban Beban TDDI (%)

Standar

IEEE

(%)

Orde

Dominan

SP-BUS-

51002 REFINERY 13,31 8 5, 11, dan 13

SP-BUS-

53001 FA-01 9,19 8 5, 7, dan 11

SP-BUS-

53002

H2-GAS

PLANT 23,56 12 5, 7, dan 11

OLEO TF 16,48 12 5, 7, dan 11

SP-BUS-

54003

BOILER

UTILITY 16,75 12 5, 7, dan 11

SP-BUS-

56001

PK-CRUSH

01 18,75 8 5, 7, dan 11

PK-CRUSH

02 17,10 8 5, 7, dan 11

Tingginya distorsi harmonisa arus pada beban H2-GAS

PLANT disebabkan oleh operasi underload dibandingkan

beban Oleo TF pada bus SP-BUS-53002 sehingga arus

harmonisa yang tinggi mengalir menuju impedansi

Hydrochem yang kecil. Selain itu, Beban PK-CRUSH juga

mengalami distorsi harmonisa arus yang tinggi.

E. Aliran Daya Pada Penambahan Beban Baru

Simulasi aliran daya di sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik

dilakukan untuk mengetahui aliran daya pada saat kondisi

operasi maksimum.

TABEL 7

ALIRAN DAYA PADA PENAMBAHAN BEBAN BARU

Bus Beban kV kW kVAR kVA PF (%)

WS-02 10,5 332 184 380 87,5

COMPRESSOR 0,4 94 62 113 83,4

FAL-01 PLANT 0,4 1065 764 1311 81,2

BIOREFINERY 0,4 1183 692 1371 86,3

FUTURE PK-

CRUSH 0,4 1986 1097 2269 87,5

FUTURE SOYA

BEAN 0,4 1517 1020 1828 83

FUTURE FLOUR

MILL 0,4 1728 1057 2026 85,3

ELECTROLYZER 1 0,4 1822 1330 2256 80,8

ELECTROLYZER 2 0,4 1822 1330 2256 80,8

ELECTROLYZER 3 0,4 1822 1330 2256 80,8

FA 02/03 0,4 1534 600 1647 93,1

MES 0,4 508 327 604 84.1

NPK 02 PLANT 0,4 256 457 524 48,8

CPC 02 PLANT 0,4 86 41 95,273 90,2

PK-CRUSH 03 0,4 678 690 967 70,1

F. Perbandingan Harmonisa Sebelum Dan Sesudah

Penambahan Beban Baru

Terdapat perbedaan tingkat distorsi harmonisa antara

kondisi existing dan kondisi setelah penambahan beban .

Page 6: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

6 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

TABEL 8

PERBANDINGAN DISTORSI HARMONISA ARUS KONDISI

EXISTING DAN SESUDAH PENAMBAHAN BEBAN

Beban

TDDI (%)

Kondisi

Existing

Kondisi

Setelah

Penambahan

Beban

Status

REFINERY 13,31 14,04 Increase

TF-KB 6,47 8,23 Increase

FA-01 9,19 8,55 Decrease

H2 GAS PLANT 23,56 22,69 Decrease

OLEO TF 16,48 15,82 Decrease

CEN.BOILER

UTILITY 16,75 16,21 Decrease

PK-CRUSH 01 18,75 22,45 Increase

PK-CRUSH 02 17,10 22,47 Increase

TABEL 9

PERBANDINGAN DISTORSI HARMONISA TEGANGAN KONDISI

EXISTING DAN SESUDAH PENAMBAHAN BEBAN

Beban

THDV (%)

Kondisi

Existing

Kondisi Setelah

Penambahan

Beban

Status

REFINERY 10,94 13,09 Increase

TF-KB 6,94 8,87 Increase

FA-01 10,21 11,98 Increase

H2 GAS PLANT 7,25 9,92 Increase

OLEO TF 12,37 14,70 Increase

CEN.BOILER

UTILITY 13,29 15,36 Increase

PK-CRUSH 01 10,38 13,27 Increase

PK-CRUSH 02 10,27 13,16 Increase

G. Perhitungan Filter Harmonisa

Filter harmonisa yang direncanakan dipasang untuk

meredam distorsi harmonisa PT. Wilmar Gresik adalah filter

pasif dan menggunakan metode peredaman individual. Filter

direncanakan dipasang pada dua bus bertegangan 0,4 kV.

Filter pasif akan dipasang pada bus Refinery-Plant, BD 01,

BD 02, Fractionary , CEN-BOILER UTILITY , ME FRACT,

OLEO TF, SNB PLANT, FA-01 PLANT, FA-02/03 PLANT,

FAL-01 PLANT, Biorefinery, dan FUTURE PK-CRUSH.

TABEL 10

JENIS DAN NILAI KOMPONEN PERENCANAAN FILTER

Bus Jenis

Filter

kVAR

(3 fasa)

Q

factor

Komponen Filter

(3 fasa)

C (μF) L (μH) R (Ω)

REFINER

Y-PLANT ST 5th 479 40 9529 43,571 0,0003

BD 01 ST 5th 118 40 2348 176,8 0,001

BD 02 ST 5th 36 30 716,2 5,797 0,006

ST 7th 23 30 457,6 459,7 0,009

FRACTIO

NARY ST 5th 152 40 3024 137,2 0,001

ST 7th 200 30 3979 52,76 0,001

Bus Jenis

Filter

kVAR

(3 fasa)

Q

factor

Komponen Filter

(3 fasa)

C (μF) L (μH) R (Ω)

CEN-

BOILER

UTILITY ST 5th 38,49 40 765,7 542,2 0,004

ST 7th 85,151 40 1694 124 0,004

ME

FRACT ST 5th 28 30 557,9 744,2 0,0076

OLEO TF ST 5th 53 45 1054 393,9 0,0026

SNB

PLANT ST 5th 133 40 2646 156,19 0,001

FA-01

PLANT ST 5th 868 40 17268 24 0,0005

FA-02/03

PLANT ST 5th 480 40 9558 43,4 0,0005

FAL-01

PLANT ST 5th 420 40 8360 4,966 10−5 0,0003

BIOREFIN

ERY ST 5th 314 40 6247 66,642 0,0005

FUTURE

PK-

CRUSH ST 5th 474 40 9430 440 0,0003

H. Aliran Daya Setelah Pemasangan Filter Harmonisa

Dari hasil simulasi aliran daya diperoleh kenaikan faktor

daya pembangkit STG 2 dari 84,7 % menjadi 98,6 %. Faktor

daya bus SP-BUS-41000 ditingkatkan dari 86,7% menjadi

98,5% dan SP-BUS-42000 ditingkatkan dari 90,6% menjadi

98,8%.

I. Perbandingan Harmonisa Tegangan Sebelum dan

Setelah Pemasangan Filter Harmonisa

Hasil simulasi menunjukkan bahwa harmonisa tegangan

keseluruhan sistem dapat diredam secara signifikan.

TABEL 11

PERBANDINGAN HARMONISA TEGANGAN BUS BEBAN

SEBELUM DAN SETELAH PEMASANGAN FILTER HARMONISA

Bus Beban

THDV (%)

Kondisi Setelah

Penambahan Beban

Setelah Pemasangan

Filter

SP-BUS-41006 9,49 3,49

SP-BUS-51001 9,52 3,48

SP-BUS-51002 9,55 3,46

SP-BUS-51003 9,55 3,46

SP-BUS-51004 9,53 3,47

SP-BUS-51005 9,52 3,47

SP-BUS-52001 9,59 3,47

SP-BUS-52002 9,60 3,48

SP-BUS-53001 9,56 3,45

SP-BUS-53002 9,80 3,81

SP-BUS-54003 9,55 3,49

SP-BUS-56001 9,40 3,40

SP-BUS-56002 9,21 3,38

CPKO PLANT 9,11 3,04

AIR COMP-UTILITY 8,82 2,79

FRACT-PLANT 14,54 3,23

Page 7: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

7 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

Bus Beban

THDV (%)

Kondisi Setelah

Penambahan Beban

Setelah

Pemasangan Filter

REFINERY-PLANT 13,09 1,97

TF-NKB 9,34 3,28

TF-KB 8,87 2,79

SNB-PLANT 11,79 4,55

WTR-RESERVOIR 9,08 2,98

BD 01 11,75 2,97

BD 02 12,82 3,59

ME FRACT 12,34 4,87

FA-01 PLANT 11,98 2,05

OLEO-TF 14,70 4,86

H2 GAS PLANT 9,92 4,82

PK-CRUSHING 01 13,27 2,85

PK-CRUSHING 02 13,16 2,93

PK-CRUSHING 03 13,16 2,93

NPK-01 PLANT 12,09 2,95

JETTY 8,95 3,06

CEN-BOILER

UTILITY 15,36 3,49

RO/ETP 9,17 3,10

FAL 01 PLANT 12,09 1,75

BIOREFINERY 10,28 1,34

FUTURE PK

CRUSH 10,84 1,93

FUTURE SOYA

BEAN 8,70 2,80

FUTURE FLOUR

MILL 9,73 4,65

ELECTROLYZER 1 26,42 21,56

ELECTROLYZER 2 26,42 21,56

ELECTROLYZER 3 26,42 21,56

FA-02/03 15,13 3,60

MES 8,68 2,79

NPK 02 PLANT 12,09 3,09

CPC 02 PLANT 9,13 3,14

J. Perbandingan Harmonisa Arus Sebelum dan Setelah

Pemasangan Filter Harmonisa

Terjadi kenaikan harmonisa arus pada tujuh unit beban

dan hal ini wajar terjadi menggunakan metode peredaman

grup pada level medium voltage. Dari hasil simulasi, beban

Electrolyzer menunjukkan fenomena tidak terpengaruh

dengan adanya pemasangan filter sehingga distorsi

harmonisa arus Electrolyzer masih tetap tinggi. Namun,

filter harmonisa ini berhasil mengamankan sistem dari

harmonisa tegangan yaitu level THDV dalam batas aman

standar IEEE 519-1992 dan peralatan dapat bekerja sesuai

dengan rating tegangannya.

TABEL 12

PERBANDINGAN TINGKAT DISTORSI HARMONISA ARUS

SEBELUM DAN SESUDAH PEMASANGAN FILTER HARMONISA

Beban

TDDI (%)

Kondisi

Harmonisa

Kondisi

Setelah

Penambahan

Beban

Setelah

Pemasangan

Filter

CPKO 5,56 1,84 Decrease

AIR COMP 7,79 2,59 Decrease

FRACTIONARY 10,89 6,00 Decrease

REFINERY 14,04 9,19 Decrease

TF-KB 8,23 2,60 Decrease

CPC-01 7,40 2,60 Decrease

CPC-02 7,91 2,41 Decrease

SNB 6,96 11,09 Increase

TF-KB 8,23 2,60 Decrease

CPC-01 7,40 2,60 Decrease

CPC-02 7,91 2,41 Decrease

SNB 6,96 11,09 Increase

WTR_RESERVOIR 7,77 2,56 Decrease

BD 01 6,38 10,31 Increase

BD 02 7,58 7,42 Decrease

ME Fract 6,38 4,87 Decrease

FA-01 8,55 6,19 Decrease

FA-02/03 8,13 4,37 Decrease

OLEO TF 15,82 7,62 Decrease

H2-GAS PLANT 22,69 25,00 Increase

ELECTROLYZER

1 30,57 30,64 Increase

ELECTROLYZER

2 30,57 30,64 Increase

ELECTROLYZER

3 30,57 30,64 Increase

TF-NKB 3,62 1,20 Decrease

RO/ETP LUMP 7,51 2,54 Decrease

CEN.BOILER

UTILITY 16,21 6,46 Decrease

MES 6,77 2,08 Decrease

PK-CRUSH 01 22,45 2,04 Decrease

PK-CRUSH 02 22,47

1,95 Decrease

PK-CRUSH 03 22,47 1,95 Decrease

NPK 01 PLANT 10,81

1,31 Decrease

NPK 02 PLANT 10,81 1,31 Decrease

JETTY 7,25 2,47 Decrease

FAL-01 PLANT 9,01 7,18 Decrease

BIOREFINERY 5,46 9,83 Increase

FUTURE PK-

CRUSH 9,31 5,96 Decrease

FUTURE FLOUR

MILL 2,51 5,90 Increase

FUTURE SOYA

BEAN 6,74 2,07 Decrease

Page 8: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

8 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

K. Penggunaan Filter Harmonisa Tegangan Menengah Dari

Referensi Tugas Akhir Sebelumnya Sebagai Pertimbangan

Untuk Lebih Menekan Tingkat Distorsi Harmonisa

Setelah pemasangan filter pada bus tegangan rendah yang

ditentukan, terjadi penurunan tingkat distorsi harmonisa

tegangan pada sistem kelistrikan PT.Wilmar. Namun, untuk

bus ME FRACT, SNB PLANT, OLEO TF, H2 GAS PLANT,

dan FUTURE FLOUR MILL tingkat distorsi harmonisa

tegangannya masih tinggi dan hampir mendekati 5 %.

Mempertimbangkan hal tersebut maka dilakukan

pemasangan filter pasif tegangan menengah yang telah

dirancang oleh Ersalina W pada tugas akhir sebelumnya.

Filter dipasang pada bus tegangan menengah 10,5 KV SP-

BUS-41000 dan SP-BUS-42000 dengan menggunakan hubungan bintang (wye-connection) solid grounded.

TABEL 13

PERBANDINGAN TINGKAT DISTORSI HARMONISA TEGANGAN

SEBELUM DAN SESUDAH PEMASANGAN FILTER HARMONISA

TEGANGAN MENENGAH

Bus Beban

THDV (%)

Sebelum

Pemasangan Filter

MV

Setelah Pemasangan

Filter MV

SP-BUS-41006 3,49 2,02

SP-BUS-51001 3,48 2,02

SP-BUS-51002 3,46 2,01

SP-BUS-51003 3,46 2,01

SP-BUS-51004 3,47 2,01

SP-BUS-51005 3,47 2,01

SP-BUS-52001 3,47 2,04

SP-BUS-52002 3,48 2,04

SP-BUS-53001 3,45 1,99

SP-BUS-53002 3,81 2,31

SP-BUS-54003 3,49 2,02

SP-BUS-56001 3,40 1,97

SP-BUS-56002 3,38 1,96

CPKO PLANT 3,04 1,67

AIR COMP-UTILITY 2,79 1,47

FRACT-PLANT 3,23 2,94

REFINERY-PLANT 1,97 1,67

TF-NKB 3,28 1,86

TF-KB 2,79 1,53

SNB-PLANT 4,55 3,88

WTR-RESERVOIR 2,98 1,63

BD 01 2,97 2,27

BD 02 3,59 2,92

ME FRACT 4,87 4,09

FA-01 PLANT 2,05 1,99

OLEO-TF 4,86 4,09

H2 GAS PLANT 4,82 3,83

PK-CRUSHING 01 2,85 1,53

PK-CRUSHING 02 2,93 1,60

PK-CRUSHING 03 2,93 1,60

NPK-01 PLANT 2,95 1,61

JETTY 3,06 1,71

Bus Beban

THDV (%)

Sebelum

Pemasangan Filter

MV

Setelah Pemasangan

Filter MV

CEN-BOILER UTILITY 3,49 3,05

RO/ETP 3,10 1,72

FAL 01 PLANT 1,71 1,41

BIOREFINERY 2,71 2,25

FUTURE PK CRUSH 1,92 1,81

FUTURE SOYA BEAN 2,67 1,39

FUTURE FLOUR MILL 4,51 3,51

ELECTROLYZER 1 21,46 19,85

ELECTROLYZER 2 21,46 19,85

ELECTROLYZER 3 21,46 19,85

FA-02/03 3,68 3,56

MES 2,66 1,38

NPK 02 PLANT 2,95 1,61

CPC 02 PLANT 3,00 1,64

TABEL 14

PERBANDINGAN TINGKAT DISTORSI HARMONISA ARUS

SEBELUM DAN SESUDAH PEMASANGAN FILTER HARMONISA

TEGANGAN MENENGAH

Beban

TDDI (%)

Kondisi

Harmonisa Sebelum

Pemasangan

Filter MV

Setelah

Pemasangan

Filter MV

CPKO 1,84 1,00 Decrease

AIR COMP 2,59 1,31 Decrease

FRACTIONARY 6,00 2,63 Decrease

REFINERY 9,19 3,35 Decrease

TF-KB 2,60 1,38 Decrease

CPC-01 2,60 1,32 Decrease

CPC-02 2,41 1,43 Decrease

SNB 11,09 7,06 Decrease

WTR_RESERVOIR 2,56 1,39 Decrease

BD 01 10,31 4,94 Decrease

BD 02 7,42 3,93 Decrease

ME Fract 4,87 3,23 Decrease

FA-01 6,19 3,38 Decrease

FA-02/03 4,37 2,85 Decrease

OLEO TF 7,62 5,83 Decrease

H2-GAS PLANT 25,00 25,53 Increase

ELECTROLYZER

1 30,64 30,65 Increase

ELECTROLYZER

2 30,64 30,65 Increase

ELECTROLYZER

3 30,64 30,65 Increase

TF-NKB 1,20 1,86 Decrease

RO/ETP LUMP 2,54 1,40 Decrease

CEN.BOILER

UTILITY 6,46 3,71 Decrease

MES 2,08 1,08 Decrease

PK-CRUSH 01 2,04 1,20 Decrease

Page 9: Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sisi Tegangan Rendah ...

9 | P r o c e e d i n g T u g a s A k h i r J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o F T I - I T S

Beban

TDDI (%)

Kondisi

Harmonisa Sebelum

Pemasangan

Filter MV

Setelah

Pemasangan

Filter MV

PK-CRUSH 02 1,95 1,06 Decrease

PK-CRUSH 03 1,95 1,06 Decrease

NPK 01 PLANT

1,31

0,7 Decrease

NPK 02 PLANT 1,31 0,7 Decrease

JETTY 2,47 1,37 Decrease

FAL-01 PLANT 7,18 3,03 Decrease

BIOREFINERY 9,83 6,38 Decrease

FUTURE PK-

CRUSH 5,96 3,42 Decrease

FUTURE FLOUR

MILL 5,90 6,74 Increase

FUTURE SOYA

BEAN 2,07 1,08 Decrease

Terjadi penurunan tingkat distorsi harmonisa arus kecuali 5

beban yaitu beban H2-GAS PLANT, ELECTROLYZER 1,

ELECTROLYZER 2, ELECTROLYZER 3 dan FUTURE

FLOUR MILL menunjukkan kenaikan yang tidak terlalu

tinggi.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Pada kondisi existing, kapasitor bank yang dipergunakan

untuk koreksi faktor daya menyebabkan fenomena resonansi

paralel yang memperbesar total distorsi harmonisa sistem

(harmonic amplification). Pemasangan tiga unit beban

Electrolyzer merupakan penyebab tingginya THD arus dan

tegangan. Untuk mengoptimalkan faktor daya dan meredam distorsi harmonisa serta meminimalkan potensi resonansi

sistem, maka perlu direncanakan filter pasif yang dipasang

pada level tegangan rendah. Bus yang dipilih sebagai lokasi

pemasangan filter harmonisa adalah bus Refinery Plant, BD

01, BD 02, Fractionary , Central Boiler Utility , ME Fract,

OLEO TF, SNB Plant, FA-01 Plant, FA-02/03 Plant, FAL-

01 Plant, Biorefinery, dan Future PK-CRUSH.

Hasil simulasi dan analisis pemasangan filter pasif dengan

metode group sebagai upaya optimalisasi kualitas daya pada

sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik didapat sebagai

berikut:

1. Single Tuned Filter orde 5 dipasang pada bus

Refinery Plant, BD 01, BD 02, Fractionary ,

Central Boiler Utility , ME Fract, OLEO TF, SNB

Plant, FA-01 Plant, FA-02/03 Plant, FAL-01 Plant,

Biorefinery, dan Future PK-CRUSH untuk

meredam harmonisa orde 5 dan Single Tuned Filter

orde 7 dipasang pada bus Fractionary, BD 02,

Central Boiler Utility, dan ME Fract.

2. Harmonisa tegangan untuk keseluruhan sistem

berhasil diturunkan. Namun masih terdapat lima unit beban yang harmonisa tegangannya cukup

besar dan mendekati 5 % yaitu ME FRACT, SNB

Plant, OLEO TF, H2 Gas Plant, dan Future Flour

Mill. Sehingga sebagai referensi dipergunakan

filter pasif hasil perancangan dari Ersa W.M, S.T

yang dipasang Filter dipasang pada bus tegangan

menengah 10,5 kV.

3. Terdapat delapan unit beban yang mengalami

kenaikan total distorsi harmonisa arus termasuk

tiga unit beban Electrolyzer sedangkan dua puluh

dua unit beban lainnya berhasil diturunkan secara

signifikan.

B. Saran

1. Distorsi harmonisa arus pada beban Electrolyzer

terbukti cukup efektif diredam menggunakan filter

pasif yang dipasang pada level tegangan rendah

dengan metode peredaman individual. Namun

masih terdapat lima unit beban yang harmonisa tegangannya cukup besar dan mendekati 5 %.

Sebagai tindak lanjut upaya peredaman harmonisa

maka dapat diuji menggunakan filter pasif yang

dipasang dengan gabungan antara metode

peredaman individual dan group.

2. Seiring dengan penambahan beban serta

penambahan kapasitas daya, diperlukan pula studi

lebih lanjut mengenai permasalahan kualitas daya

(power quality) seperti kompensasi daya reaktif

dan peredamanan distorsi harmonisa untuk

mengamankan peralatan tenaga listrik pada pabrik serta memperpanjang umur dari peralatan tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Kusko, Alexander, Marc T.Thompson. “Power Quality in Electrical

Systems”. McGraw-Hill Companies, Inc. 2007.

[2] Werda Mukti, Ersalina. “Analisis Pemasangan Electrolyzer dan

Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan PT. Wilmar

Gresik Untuk Meredam Tingkat Distorsi Harmonisa”. Tugas Akhir.

ITS. 2011.

[3] Pujiantara, Margo., “Penyempurnaan Desain Filter Harmonisa

Menggunakan Kapasitor Eksisting Pada Pabrik Soda Kaustik Di

Serang-Banten”, JAVA Journal of Electronics Engineering, Vol.1,

no.2, pp. 18-19, 2003.

[4] Rizkytama, Ardian. “Perencanaan High Pass dan Single Tuned

Sebagai Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal

Uograding Plant (TCUP) Kalimantan Timur”. Tugas Akhir. ITS.

2009.

RIWAYAT HIDUP

Arko Setiyo Prabowo, lahir di Surabaya

pada 18 November 1989. Penulis merupakan

putra pertama dari Bapak Djoko DNS dan

Ibu Suciarti. Penulis menempuh pendidikan di SD Negeri Kebonsari II Surabaya, SLTP

Negeri 12 Surabaya, SMA Negeri 15

Surabaya, dan melanjutkan pendidikan ke

jenjang sarjana dengan mengambil bidang

studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS

Surabaya. Penulis juga aktif menjadi fungsionaris Badan

Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Industri ITS

periode 2009/2010. Penulis pernah menjadi seorang staff

magang bagian operation training pembuatan modul elektrik

peralatan pembuat rokok pada PT.HM SAMPOERNA, Tbk.