Optimasi beban dan harmonisa arus untuk reduksi arus netral pada pembangkit listrik tenaga surya

Faurina Fauzi; I Made Wiwit Kastawan; Achmad Mudawari

doi:10.35313/jitel.v5.i2.2025.123-134

Authors

Faurina Fauzi
I Made Wiwit Kastawan Politeknik Negeri Bandung https://orcid.org/0000-0002-4294-5665
Achmad Mudawari

DOI:

https://doi.org/10.35313/jitel.v5.i2.2025.123-134

Keywords:

harmonisa, arus netral, THDi, THDv, ketidakseimbangan arus, filter pasif single-tuned

Abstract

Beban non-linier dan distorsi harmonik merupakan dua hal yang sangat berpengaruh pada sistem ketenagalistrikan. Hal ini juga berpengaruh pada sistem distribusi sendiri (self-usage) di PLTS 1 MW Cirata, sebuah badan riset untuk pembangkit listrik tenaga surya di bawah PT PLN Nusantara Power UP Cirata. Terdapat besaran arus netral sebesar 36,2 A dengan besar arus fasa yang berbeda dan terindikasi adanya harmonik arus sebesar 19,72%, dimana melebihi standar IEEE-519 Tahun 2022. Ketidakseimbangan muncul akibat pembebanan yang tidak merata dan harmonik dapat muncul akibat adanya beban non-linier. Keduanya dapat menyebabkan panas berlebih pada beban ataupun kabel, terjadinya short circuit, bahkan kebakaran dan mati total. Penelitian ini melakukan pengajuan rekomendasi dalam mengurangi keberadaan besaran arus pada netral pada titik distibusi BUS A di PS (Power Supply) PLTS lewat penyeimbangan beban dan mereduksi harmonik untuk mengurangi besar arus pada netral menggunakan media simulasi ETAP 19.0.1. Data hasil pengukuran dijadikan referensi untuk simulasi kondisi eksisting. Baik ketidakseimbangan beban ataupun pemodelan pereduksi harmonik filter pasif single-tuned dirancang berdasarkan perhitungan matematis dan simulasi. Hasil pemodelan menunjukan bahwa ketidakseimbangan dapat direduksi dari 42,5% menjadi 3,867% dengan pemerataan beban. Kadar distorsi harmonik (Total Harmonic Distortion) juga direduksi dengan pemasangan filter, minimal reduksi sebesar 79,76% dan maksimal 95,49% dari kadar awal.

References

[1] A. Kharisma, S. Pinandita, and A. E. Jayanti, “Literature Review: Kajian Potensi Energi Surya Alternatif Energi Listrik,” J. Energi Baru dan Terbarukan, vol. 5, no. 2, pp. 145–154, 2024, doi: 10.14710/jebt.2024.23956.

[2] A. Faisal and M. Awaludin, “Tinjauan Potensi dan Kebijakan Energi Surya di Indonesia,” J. Engine Energi, Manufaktur, dan Mater., vol. 6, no. 1, pp. 43–52, 2022, [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/362433776_Tinjauan_Potensi_dan_Kebijakan_Energi_Surya_di_Indonesia

[3] S. Hidayat, S. Legino, and N. Fatihah Mulyanti, “Penyeimbangan Beban Pada Jaringan Tegangan Rendah Gardu Distribusi Cd 33 Penyulang Sawah Di Pt Pln (Persero) Area Bintaro,” Sutet, vol. 8, no. 1, pp. 21–27, 2018, [Online]. Available: https://jurnal.itpln.ac.id/sutet/article/view/712

[4] R. Khomarudin and L. Subekti, “Analisis Pengaruh Ketidakseimbangan Beban dan Harmonisa Terhadap Arus Netral Pada Trafo Distribusi 8 Kapasitas 500 KVA di PPSDM Migas Cepu,” J. List. Instrumentasi dan Elektron. Terap., vol. 1, no. 2, 2021, doi: 10.22146/juliet.v1i2.59560.

[5] W. D. S. Jr, “Analisis Sistem Tenaga Listrik,” Erlangga, p. 2004, 1984.

[6] J. S. Setiadji, T. Machmudsyah, and Y. Isnanto, “Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus Netral dan Losses Daya Pada Trafo Distribusi,” J. Tek. Elektro, vol. 6, no. 1, pp. 68–73, 2006, doi: 10.31959/js.v7i2.43.

[7] R. N. Sidabutar, “Studi Pemerataan Beban Transformator Tidak Seimbang Pada Gardu Distribusi BR 114 Di PT . PLN ( PERSERO ) ULP Medan Baru Study of Unbalanced Transformer Load Distribution at BR 114 Distribution Substation at PT . PLN ( PERSERO ) ULP Medan Baru,” vol. 7776, pp. 16–24, 2023.

[8] I. W. Yoga Prasetya, I. N. Setiawan, and I. G. Dyana Arjana, “Analisis Ketidakseimbangan Beban Dan Harmonisa Pada Transformator Distribusi Mi 0096 Penyulang Abianbase,” J. SPEKTRUM, vol. 7, no. 1, p. 109, 2020, doi: 10.24843/spektrum.2020.v07.i01.p16.

[9] G. J. Wakileh, Power Systems Harmonics: Fundamentals analysis and filter design. 2001. [Online]. Available: https://link.springer.com/10.1007/978-3-662-04343-1

[10] R. C. Dugan, M. F. McGranaghan, S. Santoso, and H. W. Beaty, “Electrical Power Systems,” Power Syst., pp. 3–47, 2003, doi: 10.1007/978-3-319-51118-4_1.

[11] O. A. Rozak, “Simulasi Perbaikan THD pada Sistem Distribusi Listrik dengan Filter Harmonisa Berbasis Software ETAP 12.6.0,” Epic J. Electr. Power, Instrum. Control, vol. 2, no. 2, pp. 1–12, 2019, doi: 10.32493/epic.v2i2.2878.

[12] M. Afdal and R. S. Lubis, “Analisa Total Distorsi Harmonik Arus Terhadap Pengaruh Beban pada Sistem 3 Fasa dengan Menggunakan Simulink Matla,” Univ. Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdurrauf, vol. 7, no. 3, pp. 122–127, 2022.

[13] M. S. Alfriana, I. M. W. Kastawan, and W. B. Mursanto, “Filter harmonik aktif shunt untuk mereduksi harmonik akibat charger sistem DC di unit pembangkit tenaga listrik.,” vol. 5, no. 1, pp. 19–34, 2025.

[14] P. Ferracci, “Cahier technique no . 199 Power Quality,” Power Qual., no. 199, p. 91, 2000.

[15] T. L. Skvarenina, The Power Electronics Handbook. New York: CRC Press LLC, 2001.

[16] E. K. P. Sasi, “Kajian Distorsi Harmonisa pada PLTS Cirata 1 MW dengan Sistem Jaringan 20 kV PLTA 1008MW dengan menggunakan Software ETAP 12.6,” 2020.

[17] R. T. Ginting, Zulfahri, and Arlenny, “Analisis Ketidakseimbangan Beban Jaringan Distribusi Tegangan Rendah Menggunakan ETAP.,” Sain, Energi, Teknol. Ind., vol. 6, no. 2, pp. 81–89, 2022, doi: 10.31849/sainetin.v6i2.9734.

[18] A. D. Novfowan, M. Mieftah, and W. Kusuma, “Alternatif Penanganan Losses Akibat Ketidakseimbangan Beban Pada Trafo Distribusi,” J. Tek. Ilmu Dan Apl., vol. 9, no. 1, pp. 83–90, 2021, doi: 10.33795/jtia.v9i1.17.

[19] ABB, “IEEE 519-2022 Review What has changed from the previous 2014 version ?,” pp. 1–5, 2022.

[20] A. M. Risca, M. Facta, and D. Denis, “Perencanaan Filter Pasif Pada Sisi Tegangan Rendah Untuk Mengurangi Harmonisa Beban Non-Linear Di Departemen Teknik Elektro Universitas Diponegoro,” Transient J. Ilm. Tek. Elektro, vol. 10, no. 3, pp. 543–551, 2021, doi: 10.14710/transient.v10i3.543-551.

[21] J. Arillaga, Power System Harmonics. 2003.

[22] W. Sunanda and Y. A. Rahman, “Aplikasi Filter Pasif Sebagai Pereduksi,” vol. 2, no. 1, pp. 136–142, 2012.

[23] Elvinda, E. Kurniawan, and B. Setiadi, “Analisis Filter Harmonisa Pasif Untuk Mengurangi Harmonisa Pada Penyearah Terkendali Satu Fasa,” e-Proceeding Eng., vol. 2, no. 3, pp. 2–8, 2015.

[24] H. Prasetijo, “Analisa Perancangan Filter Pasif Untuk Meredam Harmonik Pada Instalasi Beban Nonlinear Analyze of Passive Filter Design To Reduce Harmonic At Non-Linier Loads Instalation,” Techno, vol. 13, no. 1, pp. 57–67, 2012.

[25] Y. Fernando, I. G. A. Darmawan, and N. U. Putri, “Analisis Penyempurnaan Nilai Harmonisa Pada Gardu Traksi Kereta Rel Listrik (KRL) Jalur Pesing – Duri Menggunakan Filter Pasif,” Electr. J. Rekayasa dan Teknol. Elektro, vol. 18, no. 2, pp. 112–120, 2024, doi: 10.23960/elc.v18n2.2560.