159

Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 17, No. 2, Mei - Agustus 2018

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2018.v17i02.P01

Analisis Penggunaan Filter Damped untuk Mereduksi Total Harmonic Distortion (THD) di Rumah Sakit

Umum Daerah (RSUD) Klungkung

I Kadek Arya Wiguna1, I Wayan Rinas2, I Wayan Arta Wijaya3

Abstract— The operation of non-linear load are causing harmonic. The level of distortion or called Total Harmonic Distortion (THD) is high potential to degrade the quality of electrical energy is distributed. In this study was conducted measurement of the THD at each Sub Distribution Panel (SDP) in Klungkung Hospital. The results of the initial measurements indicate the highest ITHD value contained in the SDP P.AC amounted to 45.73% and the lowest is 3.93% at SDP UGD. While the value of the initial measurement result VTHD an average of 5.3%. Referenced standard is IEEE Standard 519-2014, wherein ITHD standard limit is 8.0%, and the standard limit of VTHD is 8.0%. THD value which passed the standard is analyzed and simulated in software ETAP with the addition of a damped filter to reduce the value of THD which passed the standard. Based on the simulation results after the addition of a damped filter, ITHD value has decreased in each of the SDP. However, only a few SDP with Ithd in accordance with the standard. The decrease ITHD highest is 10.63% at SDP P.AC, and the lowest is 2% at SDP IPSRS. VTHD value at each SDP after the addition of a damped filter also decreased with an average decrease of 1.74%.

Intisari— Pengoperasian beban non linier merupakan penyebab timbulnya harmonisa. Tingkat distorsi atau disebut Total Harmonic Distortion (THD) yang tinggi berpotensi menurunkan kualitas energi listrik yang disalurkan. Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran THD pada tiap Sub Distribution Panel (SDP) di RSUD Klungkung. Hasil pengukuran awal menunjukkan nilai THDI tertinggi terdapat pada SDP P.AC sebesar 45,73% dan terendah pada SDP UGD sebesar 3,93%. Sedangkan nilai THDV hasil pengukuran awal rata-rata sebesar 5,3%. Standar yang dijadikan acuan adalah IEEE Standard 519-2014, dimana batas standar THDI adalah 8,0%, dan batas standar THDV adalah 8,0%. Nilai THD yang melewati standar dianalisis dan disimulasikan pada perangkat lunak ETAP dengan penambahan Damped Filter untuk mereduksi nilai THD yang melewati standar. Berdasarkan hasil simulasi setelah penambahan Damped Filter, nilai THDI mengalami penurunan di tiap-tiap SDP. Namun hanya beberapa SDP dengan kandungan THDI yang sesuai dengan standar. Penurunan THDI tertinggi terdapat pada SDP P.AC sebesar 10,63%, dan penurunan terendah terdapat pada SDP IPSRS sebesar 2%. Nilai THDV pada tiap-tiap SDP setelah penambahan Damped Filter juga

mengalami penurunan dengan rata-rata penurunan sebesar 1.74%.

Kata kunci : Beban non linier, Total Harmonic Distortion, Sub Distribution Panel, Damped Filter

  • I.    PENDAHULUAN

Sistem distribusi memiliki peran penting dalam proses penyaluran energi listrik dari sumber PLN ke konsumen. Energi listrik yang disalurkan harus memiliki kualitas yang baik dan tanpa adanya gangguan. Kualitas daya listrik menjadi hal penting yang harus dijaga karena melayani banyak beban-beban listrik yang menuntut kualitas daya listrik sebaik mungkin untuk kelancaran operasional suatu sistem. Terdapat beberapa faktor yang menimbulkan penurunan kualitas daya listrik, salah satunya adalah distorsi harmonisa [1].

Penggunaan beban-beban listrik dalam jumlah yang besar khususnya beban nonlinier merupakan penyebab timbulnya harmonisa. Saat ini permasalahan terkait dengan harmonisa menjadi hal yang perlu diwaspadai karena memberikan implikasi negatif terhadap sistem seiring dengan berkembangnya peralatan-peralatan listrik dengan beban nonlinier [2]. Salah satu contohnya yaitu sarana publik seperti rumah sakit dengan pengoperasian peralatan-peralatan medis yang merupakan beban nonlinier. Beban nonlinier memiliki bentuk gelombang yang tidak sinusoidal karena telah terdistorsi oleh arus harmonisa. Distortion (kerusakan) gelombang sinusoidal yang mengalir pada sistem tenaga listrik disebut dengan Total Harmonic Distortion (THD) yang dinyatakan dalam satuan persen (%).

Tingkat THD yang tinggi pada saluran distribusi sehingga melebihi standar yang ditetapkan dapat dikategorikan sebagai gangguan sistem. Semakin besar THD-nya maka semakin besar rugi-rugi (losses) pada saluran sehingga efisiensinya akan semakin menurun [2]. Uupaya untuk meminimalisasi harmonisa pada sistem distribusi dapat dilakukan dengan penggunaan filter harmonik, dan salah satu jenis filter harmonik adalah damped filter yang dapat mengurangi harmonisa pada frekuensi yang tinggi. Damped filter tidak begitu sensitif terhadap perubahan temperatur, perubahan frekuensi, dan rugi-rugi kapasitor. Pada sejumlah kasus, penggunaan satu atau lebih damped filter dapat menjadi alternatif yang dapat diterima [3].

RSUD Klungkung memiliki 2 buah transformator distribusi 20kV/400V dengan kapasitas maksimum masing-masing sebesar 200kVA. Terdapat masing-masing 1 buah

p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372

Main Distribution Panel (MDP) pada kedua transformator yang terpasang yang kemudian dibagi menjadi 18 Sub Distributin Panel (SDP). Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran awal terhadap kandungan THD baik tegangan maupun arus saat beban puncak di tiap-tiap SDP yang terpasang di RSUD Klungkung. Hasil pengukuran yang diperoleh akan dibandingkan dengan standar IEEE 519 tahun 2014 yang dijadikan sebagai acuan analisis. Setelah dilakukan pengukuran awal diketahui bahwa rata-rata THD tegangan (THDV) pada transformator 1 dan transformator 2 yaitu sebesar 1.51%, dan 1.78%. Sedangkan rata-rata THD arus (THDI) pada transformator 1 dan transformator 2 yaitu sebesar 16.73%, dan 13.04%. Berdasarkan standar IEEE 519 tahun 2014 bahwa batasan THDV sistem dengan tegangan nominal dibawah 1kV yaitu sebesar 8%. Sedangkan untuk menentukan batasan THD arus (THDI) disesuaikan dengan nilai rasio hubung singkat (SC ratio). Hasil perhitungan rasio hubung singkat yang telah dilakukan, rata-rata nilai SCratio-nya yaitu sebesar 25. Dengan SCratio sebesar 25 maka batasan THDI adalah sebesar 8%. Sehingga diketahui bahwa THDV untuk Transformator 1 dan 2 masih memenuhi standar, sedangkan THDI pada transformator 1 maupun transformator 2 yang terukur tidak memenuhi standar.

Berdasarkan data awal yang diperoleh, maka tingginya tingkat THDI yang telah melewati standar akan direduksi dengan menggunakan damped filter sehingga dapat menurunkan nilai THD dari saluran distribusi di RSUD Klungkung.

  • II.    KUALITAS DAYA LISTRIK DAN TOTAL HARMONIC DISTORTION

  • A.    Kualitas Daya Listrik

Kualitas daya listrik menunjukkan setiap masalah daya listrik yang berbentuk penyimpangan tegangan, arus atau frekuensi yang mengakibatkan kegagalan ataupun kesalahan operasi pada peralatan-peralatan yang terjadi pada konsumen energi listrik. Daya adalah suatu nilai dari energi listrik yang dikirimkan dan didistribusikan, dimana besarnya daya listrik tersebut sebanding dengan perkalian besarnya tegangan dan arus listriknya. Satuan untuk daya listrik dinyatakan dalam Watt atau Horsepower (HP), dimana 1 HP setara dengan 746 Watt. [2]

  • B.    Total Harmonic Distrortion

Harmonic Distortion atau distorsi harmonisa muncul karena pengoperasian beban non linier pada suatu sistem tenaga listrik. Beban non linier memiliki karakteristik arus yang tidak proporsional terhadap sumber, atau dengan kata lain gelombang tegangan yang berbentuk sinusoidal murni telah terdistorsi oleh arus harmonisa. [2]

Beban non linier pada umumnya merupakan komponen semikonduktor yang pada proses kerjanya bekerja sebagai saklar (switch) yang bekerja pada setiap setengah siklus gelombang atau beban yang membutuhkan arus listrik tidak

tetap pada setiap periode waktunya. Proses kerjanya inilah yang akan menghasilkan gangguan atau distorsi arus maupun tegangan yang tidak sinusoidal.

7β0 Hz (h = 13)

Gambar 1. Distorsi gelombang akibat harmonisa [2]

Harmonisa tegangan dapat mengakibatkan terjadinya peningkatan rugi besi (core-loss). Sedangkan harmonisa arus dapat mengakibatkan terjadinya peningkatan rugi-rugi tembaga. Secara keseluruhan rugi-rugi yang timbul akibat harmonisa merujuk pada terjadinya pemanasan berlebih (overheating) pada transformator.

Secara umum ada tiga pengaruh harmonik pada peralatan listrik, yaitu :

  • •    Nilai RMS arus atau tegangan menjadi lebih besar. Nilai RMS yang lebih besar dapat mengakibatkan pemanasan yang lebih tinggi pada konduktor [4], [5], [6].

  • •    Nilai puncak (peak value) tegangan dan arus lebih besar. Nilai puncak lebih besar dapat mengganggu kerja dari alat ukur, sehingga dapat terjadi kesalahan pada pembacaan[4], [5], [6].

  • •    Menurunnya frekuensi pada sistem. Pada frekuensi tertentu, fenomena resonansi dapat terjadi yang dapat mengakibatkan arus meningkat [4], [5], [6].

  • C.    Standar Harmonisa pada Sistem Tenaga Listrik

Standar harmonisa yang saat ini digunakan sebagai acuan adalah IEEE 519-2014. Standar THDV yang diperbolehkan diatur sesuai dengan Point of Common Coupling (PCC) dimana setiap tingkatan tegangan memiliki standar yang berbeda-beda, begitu pula untuk standar THDI diatur sesuai PCC dan perhitungan rasio hubung singkatnya [7].

1) Standar THDV IEEE 519-2014: Standar THDV berdasarkan standar IEEE 519-2014 tentang nilai batas maksimum distorsi harmonik tegangan pada sistem dapat dilihat pada Tabel I.

TABEL I

VOLTAGE DISTORTION LIMITS [7]

Bus Voltage (V) at PCC

Individual

Harmonic (%)

Total Harmonic Distortion (%)

V ≤ 1 kV

5,0

8,0

1 kV < V < 69 kV

3,0

5,0

69 kV < V < 161 kV

1,5

2,5

161 kV < V

1,0

1,5

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2018.v17i02.P01

2) Standar THDI IEEE 519-2014: Batas THDI yang direkomendasikan bagi pelanggan yang terhubung dengan sistem dimana tegangan berkisar antara 120 V sampai 169 kV disesuaikan dengan Short Circuit Ratio (rasio hubung singkat) [7]. Short Circuit Ratio dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut [2]:


Parameter damped filter yang dihitung dalam simulasi adalah sebagai berikut [3]:


• Daya reaktif untuk memperbaiki faktor daya dapat dihitung dengan persamaan berikut:


Short Circuit Ratio = —


(1)


qvar = J(⅛) -p2 -


£-*


(4)


ISC merupakan arus hubung singkat yang dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini [2]:


Dimana P1 adalah daya aktif masing-masing SDP, pf0 dan pf1 adalah faktor daya untuk masing-masing beban.


_ S×100

SC 7Fi v


(2)


• Nilai reaktansi dari kapasitor dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

IL merupakan arus beban penuh yang dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini [2]:


Xc


kV2rated ^VARrated


(5)


^L


S


√3×v


(3)


Dimana kvrated adalah tegangan yang terukur pada tiap SDP, dan MVARrated adalah daya reaktif pada tiap SDP.


Dimana S adalah daya semu hasil pengukuran, V adalah tegangan hasil pengukuran, dan Z adalah impedansi saluran.

TABEL II

CURRENT DISTORTION LIMITS FOR SYSTEMS RATED 120 V THROUGH 69 KV [7]

Maximum Harmonic Current Distortion

Individual Harmonic Order (odd harmonic)

ISC/IL

3 ≤ h ≤ 11

11 ≤ h ≤ 17

17 ≤ h ≤ 23

23 ≤ h ≤ 35

35 ≤ h ≤ 50

THD (%)

< 20 c

4,0

2,0

1,5

0,6

0,3

5,0

20 < 50

7,0

3,5

2,5

1,0

0,5

8,0

50 < 100

10,0

4,5

4,0

1,5

0,7

12,0

100 < 1000

12,0

5,5

5,0

2,0

1,0

15,0

> 1000

15,0

7,0

6,0

2,5

1,4

20,0

  • D.    Damped Filter

Damped Filter digunakan untuk memberikan pergantian selama rentang frekuensi yang luas. Ketika arus harmonik mencapai nilai-nilai yang besar, damped filter digunakan dalam hubungannya dengan Tuned Filter yang mengurangi frekuensi rendah, sedangkan damped filter mengurangi harmonik pada frekuensi yang tinggi [3]. Pada umumnya digunakan topologi damped filter yang ditunjukkan pada Gambar 2.

  • •    Besar nilai kapasitor dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

2πfXc

(6)


Dengan : f = frekuensi fundamental 50 Hz

  • •    Besar impedansi reaktor filter dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

XL = %                                    (7)

Dengan : n = orde harmonik tegangan yang difilter (disetel sedikit di bawah ordenya). Pada simulasi ini, orde yang akan difilter adalah orde 5, sehingga nilai n akan sedikit di bawahnya yaitu 4,9. Hal ini dilakukan sebagai toleransi komponen filter untuk mencegah adanya resonansi yang terjadi dalam sistem pada frekuensi yang mengganggu [8].

  • •    Besar induktansi induktor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

    L


    X.

    2πf


    (8)


Dengan : π = 3,14

Gambar 2. Damped Filter: first order, second order, dan third order [3]


  • •    Nilai karakteristik reaktansi dapat dihitung dengan persamaan berikut:


(9)

  • •    Besarnya resistansi filter dapat dihitung dengan persamaan berikut:

R = xnQ

(10)


I Kadek Arya Wiguna: Analisis Penggunaan Filter Damped…


p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372



Pada perancangan filter kali ini, nilai Q yang digunakan yaitu 5. Nilai Q adalah ukuran ketajaman penyetelan filter dalam mereduksi harmonik.

  • III.    METODE PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan di Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Klungkung mulai tanggal 19 Januari 2016 sampai Maret 2016. Pengumpulan data dilakukan dengan pengukuran langsung ke lokasi terkait dan wawancara dengan narasumber yang bertanggung jawab. Adapun data yang diperoleh yaitu data pengukuran THD, data single line diagram, data jumlah beban yang terpasang, dan data spesifikasi trafo di RSUD Klungkung.

Data yang diperoleh dalam penelitian ini dianalisis dengan prosedur yaitu pertama mengelompokkan beban non linier pada tiap-tiap SDP. Kemudian dilakukan perhitungan arus hubung singkat, arus beban, dan rasio hubung singkat untuk menentukan batas maksimum THDI yang diperbolehkan dan disesuaikan dengan standar IEEE 519-2014. Langkah selanjutnya adalah membuat pemodelan sistem kelistrikan di RSUD Klungkung. Simulasi dilakukan dengan bantuan perangkat lunak ETAP, dimana simulasi dilakukan dalam dua kondisi yaitu simulasi sistem tanpa pemasangan damped filter, dan simulasi sistem dengan pemasangan damped filter. Kemudian, kedua hasil simulasi akan dibandingkan untuk mengetahui kemampuan damped filter dalam menurunkan atau mereduksi THD di RSUD Klungkung. Alur analisis pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Alur Analisis


  • IV.    HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

A. Hasil Pengukuran

Sistem kelistrikan di RSUD Klungkung disuplai dari jaringan PLN melalui penyulang Klungkung. Transformator yang terpasang berkapasitas 200 kVA, dengan tegangan primer 20 kV dan tegangan sekunder 400 V serta impedansi sebesar 4%. Single line diagram dari sistem kelistrikan RSUD Kabupaten Klungkung dapat dilihat pada Gambar 4 dimana pengukuran dilakukan pada SDP yang terhubung ke transformator 1 saja.

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2018.v17i02.P01

Gambar 4. Single Line Diagram RSUD Kabupaten Klungkung

Pengukuran dilakukan langsung di tiap SDP pada saat beban puncak menggunakan alat ukur Clamp On Power HiTester Hioki 3286-20. Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan, diperoleh data untuk tiap-tiap SDP seperti ditunjukkan pada Tabel III.

TABEL III

HASIL PENGUKURAN DI TIAP-TIAP SDP

No

SDP

Daya Aktif (kW)

Cos φ

Daya Semu (kVA)

1

Ruang A

2,214

0,93

2,381

2

Ruang B

4,088

0,92

4,443

3

Ruang C

5,483

0,94

5,833

4

Ruang D & E

5,050

0,95

5,316

5

Ruang F

2,171

0,90

2,412

6

IBS

11,37

0,95

11,968

7

Ponek & Bersalin

6,069

0,98

6,192

8

UGD

13,889

0,75

18,519

9

Hmodialisa & Keuangan

18,735

0,95

19,721

10

Poliklinik & Management

6,285

0,88

7,142

11

Poliklinik Khusus AC

29,305

0,96

30,526

12

Dapur

3,217

0,74

4,347

13

Gudang

1,639

0,79

2,075

14

Loundry

2,281

0,84

2,715

15

IPSRS

0,556

0,97

0,573

B. Batas maksimum THDI dan THDV di RSUD Klungkung

Menurut IEEE Standard 519 - 2014, untuk menentukan batas maksimum THDI pada utiliti, maka harus diketahui terlebih dahulu rasio hubung singkat (short-circuit ratio). Untuk menentukan nilai SCratio, nilai arus hubung singkat (ISC) dan nilai arus beban penuh (IL) harus diketahui terlebih dahulu. Persamaan (1), (2), dan (3) digunakan untuk menghitung nilai SCratio, ISC, dan IL. Hasil perhitungan nilai SCratio untuk masing-masing SDP dapat dilihat pada Tabel IV.

I Kadek Arya Wiguna: Analisis Penggunaan Filter Damped…

TABEL IV

ISC, IL, DAN SCRATIO MASING-MASING SDP

No

SDP

ISC(A)

IL (A)

SCRatio

1

Ruang A

152,082

6,083

25

2

Ruang B

285,058

11,402

25

3

Ruang C

374,231

14,969

25

4

Ruang D & E

342,574

13,703

25

5

Ruang F

155,475

6,219

25

6

IBS

771,225

30,849

25

7

Ponek & Bersalin

397,284

15,891

25

8

UGD

1188,051

47,522

25

9

Hemodialisa & Keuangan

1276,490

51,060

25

10

Poliklinik & Management

460,221

18,409

25

11

Poliklinik Khusus AC

1958,304

78,332

25

12

Dapur

278,931

11,157

25

13

Gudang

134,330

5,373

25

14

Loundry

172,668

6,907

25

15

IPSRS

36,642

1,466

25

Dari hasil perhitungan SCratio pada tiap SDP yang terpasang di RSUD Klungkung, batas maksimum THD Arus adalah sebesar 8%.

Sedangkan untuk THDV berdasarkan IEEE standard 5192014 berisikan tentang nilai-nilai yang dijadikan sebagai batas maksimum distorsi harmonisa tegangan yang direkomendasikan terhadap sistem, maka batas maksimum THDv yang diperbolehkan di RSUD Kabupaten Klungkung menurut IEEE standard 519 – 2014 adalah 8.0 %.

  • C.    Pemodelan dan Simulasi THD

Pemodelan dan simulasi THD dilakukan dengan bantuan sofware ETAP dengan menggunakan pendekatan pada kondisi sistem yang sebenarnya. Pada penelitian ini, simulasi THD hanya pada SDP yang terhubung ke trafo 1. Pemodelan dan hasil running sistem dapat dilihat pada Lampiran Gambar 5.

Tampilan hasil running spektrum harmonik dan bentuk gelombang dari simulasi yang dilakukan pada software ETAP dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7 berikut ini:

Gambar 6. Spektrum Harmonik tegangan SDP P.AC sebelum penambahan damped filter

p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372


Gambar 7. Bentuk Gelombang tegangan SDP P.AC sebelum penambahan damped filter


Ruang D&E

5,26

8

Sesuai standar

Ruang F

5,25

8

Sesuai standar

UGD

5,27

8

Sesuai standar

Bedah Sentral (IBS)

5,29

8

Sesuai standar

Ponek

5,28

8

Sesuai standar

Hemodialisa (HD)

5,44

8

Sesuai standar

Poliklinik

5,26

8

Sesuai standar

Poliklinik Khusus AC

5,66

8

Sesuai standar

Dapur

5,27

8

Sesuai standar

Gudang

5,26

8

Sesuai standar

Laundry

5,25

8

Sesuai standar

IPSRS

5,24

8

Sesuai standar


Gambar 6 menunjukkan kandungan harmonisa arus pada setiap orde dimana pada simulasi, spektrum yang ditampilkan dimulai dari orde 5 hingga orde 19. Gambar 7 menunjukkan bentuk gelombang harmonisa arus pada bus SDP P.AC, dimana kandungan harmonisa pada sistem distribusi akan menyebabkan bentuk gelombang sinusoidal menjadi cacat atau terdistorsi.

  • D.    Analisis THDI dan THDV

Berikut ini adalah perbandingan nilai THDI hasil simulasi dengan Standar IEEE 519 tahun 2014 pada masing-masing SDP yang terpasang di RSUD Kabupaten Klungkung.

TABEL V PERBANDINGAN THDIHASIL SIMULASI DENGAN STANDAR IEEE 519 TAHUN 2014

SDP

THDI Hasil Simulasi (%)

Standar IEEE 5192014 (%)

Ket

Ruang A

14,70

8

Melewati standar

Ruang B

8,11

8

Melewati standar

Ruang C

14,68

8

Melewati standar

Ruang D&E

11,05

8

Melewati standar

Ruang F

16,03

8

Melewati standar

UGD

3,93

8

Sesuai standar

Bedah Sentral (IBS)

10,11

8

Melewati standar

Ponek

16,99

8

Melewati standar

Hemodialisa (HD)

19,08

8

Melewati standar

Poliklinik

9,21

8

Melewati standar

Poliklinik Khusus AC

45,73

8

Melewati standar

Dapur

14,54

8

Melewati standar

Gudang

32,25

8

Melewati standar

Laundry

26,50

8

Melewati standar

IPSRS

12,74

8

Melewati standar

Dari Tabel V di atas dapat dilihat bahwa THDI pada tiap SDP yang terpasang di RSUD Klungkung telah melewati standar atau lebih dari 8%, kecuali pada SDP UGD yang masih sesuai standar.

TABEL VI PERBANDINGAN THDVHASIL SIMULASI DENGAN STANDAR IEEE 519 TAHUN 2014

SDP

THDV Hasil

Simulasi (%)

Standar

IEEE 5192014 (%)

Ket

Ruang A

5,26

8

Sesuai standar

Ruang B

5,25

8

Sesuai standar

Ruang C

5,30

8

Sesuai standar

Dari Tabel VI di atas dapat dilihat nilai THDV hasil simulasi untuk masing-masing SDP yang terpasang telah sesuai standar atau tidak lebih dari 8%.

  • E.    Setting Damped Filter

Persamaan (4) hingga (10) digunakan untuk menentukan parameter filter sesuai dengan data pengukuran awal yang telah dilakukan. Nilai-nilai yang dihitung akan digunakan sebagai parameter nilai dalam perancangan filter pada simulasi. Simulasi dilakukan dengan bantuan software ETAP dan model penempatan filter di SDP P.AC, dimana persentase THDI paling besar terdapat di SDP P.AC sebesar 45,73 %. Jenis filter yang digunakan adalah tipe High Pass Damped Filter

Hasil perhitungan parameter filter untuk SDP P.AC dapat dilihat pada Tabel VII.

TABEL VII

PARAMETER SPESIFIKASI FILTER PADA SDP P.AC

Spesifikasi

Nilai

L

0,0024 H

XL

0,705

C

18,8 x 10-5 F

XC

16,93

R

17,25 Ω

QVAR

8,529 kVAR

Rating Tegangan

380 Volt

Q Factor

5

Input parameter spesifikasi filter pada simulasi ETAP dapat dilihat pada Gambar 8.

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2018.v17i02.P01

Gambar 8. Parameter spesifikasi damped filter pada simulasi

  • F.    Simulasi Sistem Setelah penambahan Filter

Dengan penempatan filter pada SDP PAC, spektrum harmonik dan bentuk gelombang tegangannya mengalami perubahan, dimana nilai harmonisa dapat diturunkan oleh filter yang terpasang. Berikut ini adalah tampilan spektrum harmonik dan bentuk gelombang hasil running setelah penambahan filter.

Gambar 9. Spektrum harmonik SDP P.AC setelah penambahan filter

Penambahan filter dapat mereduksi harmonik pada orde 5, dimana pada penentuan parameter filter ditetapkan kandungan harmonik yang akan direduksi adalah pada orde 5. Penurunan kandungan harmonik ini akan berpengaruh pada tampilan gelombang tegangan seperti pada Gambar 10 berikut ini.

Gambar 10. Bentuk gelombang setelah penambahan filter

Dengan menurunnya nilai THD, bentuk gelombang mengalami perbaikan dengan cacat gelombang yang lebih sedikit dibandingkan dengan bentuk gelombang sebelum penambahan High Pass Damped Filter.

  • G.    Analisis THDI dan THDV di RSUD Klungkung Setelah di Pasang High Pass Damped Filter

Berdasarkan simulasi yang dilakukan, terdapat perbedaan nilai THDI sebelum dan setelah penambahan High Pass Damped Filter. Hasil analisis THDI sebelum dan setelah penambahan High Pass Damped Filter serta perbandingannya dengan Standar IEEE 519 tahun 2014 dapat dilihat pada Tabel VIII berikut ini

PERBANDINGAN THDI HASIL RUNNING TANPA FILTER DAN SETELAH DI PASANG FILTER

SDP

THDI tanpa filter (%)

THDI dengan filter (%)

Selisih (%)

Standar IEEE 5192014 (%)

Ruang A

14,70

8,90

5,8

8

Ruang B

8,11

3,96

4,15

8

Ruang C

14,68

8,97

5,71

8

Ruang D&E

11,05

6,02

5,03

8

Ruang F

16,03

8,32

7,71

8

UGD

3,93

3,93

0

8

Bedah Sentral (IBS)

10,11

5,47

4,64

8

Ponek

16,99

11,49

5,5

8

Hemodialisa (HD)

19,08

13,68

5,4

8

Poliklinik

9,21

4,79

4,42

8

Poliklinik Khusus AC

45,73

35,10

10,63

8

Dapur

14,54

10,24

4,3

8

Gudang

32,25

23,06

9,19

8

Laundry

26,50

16,91

9,59

8

IPSRS

12,74

10,74

2

8

Setelah penambahan filter, kandungan THDI pada beberapa SDP dapat direduksi dan telah memenuhi Standar IEEE 519-2014, namun ada beberapa SDP dengan kandungan THDI yang masih melewati standar.

Hasil analisis THDvsebelum dan setelah penggunaan High Pass Damped Filter serta perbandingannya dengan Standar IEEE 519 tahun 2014 pada masing-masing SDP dapat dilihat pada Tabel IX.

TABEL IX

PERBANDINGAN THDV HASIL RUNNING TANPA FILTER DAN SETELAH DI PASANG FILTER

SDP

THDV tanpa filter (%)

THDV dengan filter (%)

Selisih (%)

Standar IEEE 5192014 (%)

Ruang A

5,26

3,53

1,73

8

Ruang B

5,25

3,52

1,73

8

Ruang C

5,30

3,55

1,75

8

Ruang D&E

5,26

3,53

1,73

8

Ruang F

5,25

3,52

1,73

8

UGD

5,27

3,55

1,72

8

Bedah Sentral (IBS)

5,29

3,54

1,75

8

Ponek

5,28

3,54

1,74

8

Hemodialisa (HD)

5,44

3,64

1,8

8

Poliklinik

5,26

3,53

1,73

8

Poliklinik Khusus AC

5,57

3,84

1,73

8

Dapur

5,27

3,54

1,73

8

Gudang

5,26

3,53

1,73

8

Laundry

5,25

3,53

1,72

8

IPSRS

5,24

3,52

1,72

8

Dari Tabel IX dapat dilihat bahwa nilai THDV pada masing-masing SDP setelah pemasangan High Pass Damped Filter mengalami penurunan dan dapat memenuhi standar IEEE 519 tahun 2014. Penurunan terbesar terdapat pada SDP HD sebesar 1,8 %, dan penurunan terrendah terdapat pada SDP UGD, SDP Laundry, dan SDP IPSRS sebesar 1,72 %.

TABEL VIII

I Kadek Arya Wiguna: Analisis Penggunaan Filter Damped…


V. KESIMPULAN


p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372



Dari simulasi yang telah dilakukan diketahui bahwa High Pass Damped Filter mampu mereduksi THDV dan THDI. Nilai THDV dengan penurunan terbesar terdapat pada SDP HD sebesar 1,8 % dan penurunan terendah pada SDP UGD, Laundry, dan IPSRS sebesar 1,72 %. Nilai THDI juga dapat direduksi dengan penurunan terbesar terdapat pada SDP P.AC sebesar 10,63 %, dan penurunan terendah terdapat pada SDP IPSRS sebesar 2 %.

Kandungan THDV pada masing-masing SDP setelah pemasangan filter telah sesuai dengan standar IEEE 519 tahun 2014 seperti pada Tabel IX. Sedangkan untuk THDI terdapat beberapa SDP dengan kandungan THDI yang telah sesuai dengan standar, namun terdapat pula beberapa SDP dengan kandungan THDI yang melewati standar IEEE 519 tahun 2014 seperti pada Tabel VIII.

REFERENSI

  • [1]    harlow, j.h. 2004. Electric Power Engineering. united states of America : CRC Press.

  • [2]    dugan, r.c., mcgranaghan, m.f., santoso, s., beaty, h.w. 2004. Electrical Power System Quality-Second Edition. The McGraw-Hill.

  • [3]    ahmed, k., jovcic, d., 2015. High Voltage Direct Current Transmission. School of Engineering University of Aberdeen UK : Wiley.

LAMPIRAN

  • [4]    margareta, i.w., 2014. “perancangan high pass damped filter pada Sistem Distribusi Standar IEEE 9 Bus Dengan Menggunakan Software ETAP Power Station 7.0”. Surakarta : Universitas Muhamadiyah Surakarta.

  • [5]    rinas, i.w., 2011. analisis perbandingan penggunaan filter pasif dan Filter Aktif Untuk Menanggulangi THD Pada Sistem Kelistrikan Di Ruang Puskom Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Teknologi Elektro, Vol. 10 (Januari - Juni) : 20 – 26.

  • [6]    rinas, i.w., sweden, i.n. 2009. studi analisa penanggulangan thd dengan Filter Pasif Pada Sistem Kelistrikan Di RSUP Sanglah. Teknologi Elektro, Vol. 8 No.2 (Juli - Desember) : 7 - 13.

  • [7]    ieee recommended practices and requirements for harmonic control in Electric Power Systems. IEEE Standard 519-2014.

  • [8]    arrilaga, j., smith, b.c., watson, n.r., wood, a.r., 1997. Power System Harmonic Analysis. United States of America : John Wiley & Sons.

  • [9]    gonen, t. 2008. Electric Power Distribution System Engineering, Second Edition. United States of America : CRC Press.

  • [10]    das, j.c., 2002. Power System Analysis, Short-Circuit Load Flow and Harmonics. United States of America : Marcel Dekker.

    Gambar 5. Hasil running analisis THDI dan THDV di RSUD Klungkung


ISSN 1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372

I Kadek Arya Wiguna: Analisis Penggunaan Filter Damped…