«

»

May 15

PEMANFAATAN SPECTRUM ANALYZER UNTUK ANALISIS DAN PERANCANGAN TAPIS UNTUK MENGURANGI DISTORSI HARMONIK

Saat ini, pemanfaatan teknologi elektronika daya menunjukkan perkembangan yang cukup signifikan. Hampir semua peralatan elektronik menggunakan piranti elektronika daya sebagai konverter untuk catu daya nya. Piranti elektronika daya maupun piranti elektronik lainnya, akan menghasilkan distorsi harmonik, dimana distorsi arus ataupun tegangan disebabkan oleh adanya komponen harmonik yang dihasilkan karena beban yang tidak linear. Banyak kerugian yang ditimbulkan oleh distorsi harmonik. Dari sisi beban distorsi harmonika dapat menyebabkan peralatan elektronik menjadi cepat panas walaupun belum digunakan pada performa maksimumnya. Oleh karena itu, peraturan standar IEEE 519-1992 untuk pengendalian harmonik dalam sistem daya listrik telah diterbitkan. Parameter yang digunakan untuk mengukur besarnya harmonik adalah THD (Total Harmonic Distortion). Sebagai contoh batas distorsi untuk tegangan sesuai standar IEE 519-1992 adalah 5% (THD) untuk bus voltage at PCC  yang bernilai tidak lebih dari 69 kV. 2,5% untuk rentang 69,001 kV hingga 161 kV dan 1,5% untuk yang lebih dari 161,001 kV. Dari standar tersebut dapat dilihat bahwa saat tegangan yang tinggi, masalah distorsi harmonik ini merupakan suatu hal yang perlu diperhatikan, karena rugi-rugi yang dihasilkan juga semakin besar.

Untuk menganalisis komponen harmonik dapat dilakukan dengan analisis di kawasan frekuensi. Analisis di kawasan frekuensi dapat dilakukan dengan menggunakan Fourier Transform. Pengaplikasian Fourier Transform menjadi sebuah instrumen untuk analisis di kawasan frekuensi dapat diwujudkan menjadi spectrum analyzer. Untuk perancangan spectrum analyzer, dapat menggunakan algoritma FFT (Fast Fourier Transform) dan dapat dijalankan dengan menggunakan FPGA(Field-Programmable Gate Array). Penggunaan FPGA karena dapat beroperasi secara paralel dengan lebih cepat, jadi untuk kebutuhan algoritma FFT yang membutuhkan hasil dari analisis frekuensi yang cukup detail maka komputasinya juga semakin kompleks. Dengan menggunakan FPGA tentunya waktu yang dibutuhkan untuk komputasi lebih singkat dan menghasilkan output yang real-time. Selain itu, penggunaan FPGA cukup sederhana dan mudah untuk diprogram, sehingga alat instrumen seperti ini dapat dilakukan secara individual. Setalah mengetahui komponen frekuensi harmonik yang hendak dihilangkan, maka dapat dirancang suatu tapis yang dapat mengeleminasi komponen harmonik tersebut. Untuk tapis yang digunakan pada tegangan dari sumber PLN, tapis yang digunakan adalah tapis pasif yaitu komponen induktor dan kapasitor. Dengan pemasangan kapasitor secara paralel dengan beban, maka dapat mengurangi atau menghilangkan harmonik pada  tegangan beban. Sedangkan induktor dipasang secara seri terhadap beban dan berfungsi untuk mengurangi atau menghilangkan harmonik arus pada beban.

Namun, untuk menganalisis harmonik pada tegangan PLN, maka kita harus memperhatikan cara yang sedikit berbeda, karena FPGA tidak dapat menerima input data tegangan tinggi secara langsung. Untuk mengambil data harmonik dari tegangan, dapat dilakukan dengan menurunkan tegangan nya terlebih dahulu dengan menggunakan trafo, walaupun trafo itu sendiri merupakan komponen non-linear, sehingga akan mempengaruhi hasil pengukuran, akan tetapi kita dapat melakukan analisis komponen harmonik pada trafo tersebut. Dan untuk mengambil data harmonik dari arus yang cukup tinggi, kita dapat menggunakan sensor yang memanfaatkan efek hall untuk mengukur arus. Langkah selanjutnya adalah bagaimana merancang suatu tapis yang dapat digunakan untuk tegangan tinggi namun bersifat adaptif, agar dapat menyesuaikan dengan beban yang berubah-ubah. Hal ini tentu merupakan tantangan bagi ahli elektronika daya kedepannya.

 

Jhon Wesly Bangun, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi UGM

 

 

By : Jhon Wesly Bangun

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>