Harmonisa : Definisi, Akibat, Standar, dan Cara Mengatasinya

5/5 (2)

Apa itu Harmonisa?

Harmonisa adalah gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan. Harmonisa bisa didefinisikan atau diartikan terbentuk dari gelombang – gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Bilangan bulat menunjukkan urutan frekuensi.

Harmonisa : Definisi, Akibat, Standar, dan Cara Mengatasinya 1

Contohnya adalah, jika frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik adalah 50 Hz, maka harmonisa ketiganya adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 150 Hz, harmonisa kelima adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 250 Hz dan seterusnya.

Apa akibat dari harmonisa tersebut?

Gelombang-gelombang ini kemudian bercampur pada gelombang murni / aslinya sehingga terbentuk gelombang yang terdistorsi yang merupakan hasil penjumlahan antara gelombang murni sesaat dengan gelombang harmonisanya.


Baca juga : Prosedur & Standar Keselamatan Kerja Listrik Tegangan Tinggi

Penyebab Harmonisa

Pada sistem tenaga listrik, penggunaan peralatan elektronika daya dan beban nonlinear merupakan penyebab utama dari masalah distorsi gelombang oleh harmonisa. Umumnya distorsi gelombang arus dan tegangan tidak terjadi pada saluran transmisi tenaga listrik.

Pada saluran transmisi presentasi distorsi gelombang dapat terjaga hingga kurang dari 1 %. Akan tetapi, pada jaringan distribusi, penggunaan beban nonlinear untuk komersial maupun industri semakin meningkat sehingga meningkat pula distorsi gelombang arus dan tegangan oleh harmonisa.

Contoh-contoh beban non-linier

Beban non linier bisa mengakibatkan harmonisa muncul pada suatu saluran listrik. Apa saja contoh beban linier tersebut?

  1. Tungku api busur (pengecoran logam)
  2. Las
  3. Inti magnet pada trafo dan mesin-mesin yang berputar
  4. Mesin-mesin sinkron
  5. Adjustable speed drives
  6. Solid state switch
  7. Transmisi HVDC
  8. Inverter photovoltaic

Dampak atau Akibat Harmonisa

Di atas sudah kami jelaskan bahwa harmonik disebabkan oleh beban – beban non linier yang terpasang pada sistem tenaga listrik. Peralatan elektronik yang termasuk beban non linier merupakan kontribusi utama dari harmonik dalam sistem tenaga listrik.

Peralatan ini biasanya dimodelkan sebagai sumber arus yang menginjekkan harmonisa arus ke dalam sistem tenaga. Beberapa contoh dari beban non linier di sekitar kita adalah komputer, televisi dan lampu hemat energi.

Baca juga : Hero paling kuat Mobile Legends season 12

Tingkat harmonisa pada suatu sistem bisa ditunjukkan dengan THD atau Total Harmonic Distortion.

Bahaya THD (Total Harmonic Distortion) yang tinggi.

Dalam kondisi-kondisi tertentu, nilai THD (Total Harmonic Distortion) yang tinggi dapat berbahaya bagi sistem tenaga listrik. Apa saja dampak harmonisa yang tinggi pada sistem listrik?

  1. Potensi rusaknya peralatan listrik.
  2. Penurunan daya pada transformator (trafo) -> Losses meningkat
  3. Overheat pada motor listrik
  4. Terjadinya kesalahan pengukura pada alat ukur kWH meter elektromekanis
  5. Kegagalan fungsi relay
  6. Terbakarnya kabel / konduktor penghantar

Standar Distorsi Hamonisa

Indikator distorsi harmonisa yang umum digunakan adalah THD (Total Harmonic Distortion) yang berelasi dengan gelombang tegangan.

THD didefinisikan sebagai prosentase root mean square (r.m.s.) dari nilai urutan harmonisa dengan nilai root mean square (r.m.s.) fundamental dan biasanya nilai berupa persen sesuai persamaan berikut :

THD


Keterangan :

Vn adalah besarnya tegangan harmonisa orde n
N adalah orde harmonisa tertinggi yang dianalisa
V1 adalah tegangan fasa r.m.s. pada frekuensi dasar

Indikator Distorsi Harmonisa THD

Keterangan :

in adalah besarnya arus harmonisa orde n
N adalah orde harmonisa tertinggi yang dianalisa
i1 adalah arus fasa pada frekuensi dasar

Indeks ini digunakan untuk mengukur penyimpangan bentuk gelombang pada satu periode akibat adanya distorsi. Selain menggunakan THDᵢ dan THDᵥ untuk mengukur harmonisa juga bisa menggunakan TDD yaitu perbandingan nilai rms antara komponen arus harmonisa dengan arus beban maksimum.

Batas distorsi arus (dalam % IL) untuk sistem distribusi (level tegangan 120-69.000 V) IEEE std. 519-1992

Batas Distorsi Arus Distribusi


Batas distorsi arus (dalam % IL) untuk sistem sub transmisi (level tegangan 69.001-161.000 V) IEEE std. 519-1992

Batas Distorsi Arus Sub Transmisi

Batas distorsi arus (dalam % IL) untuk sistem transmisi (level tegangan >161.000 V) IEEE std. 519-1992

Batas Distorsi Arus Transmisi

Cara Mengatasi Harmonisa

Ada beberapa cara yang bisa dilakukan untuk mengatasi harmonisa. Cara yang paling banyak digunakan untuk mengatasi harmonisa antara lain dengan memasang filter. Apa saja filter-filter tersebut?

  • Filter pasif L
  • Filter pasif C
  • Filter pasif LC (Low Pass Filter)

Semoga bermanfaat 🙂


Daftar Pustaka


  • Arrillaga, J., Watson, N.R., “Power System Harmonics Second Edition”
  • Dugan, Roger C., “Electrical Power Systems Quality
  • Baggini, Angelo. “Handbook of Power Quality

Berikan rating konten :


Leave a Comment