Pengaruh beban harmonik terhadap akurasi pengukuran kWh elektromekanis

DJUNAIDI, Achmad, Prof. Dr. Ir. Hamzah Berahim, MT

2008 | Tesis | S2 Magister Sistem Energi Elektrik

Gelombang harmonik pada sistem tenaga listrik ditimbulkan oleh beban non linear. Umumnya peralatan elektronik seperti televisi, personal komputer, printer, pengisi batere, balast elektronik merupakan beban non linear. Penggunaan peralatan elektronik disamping menguntungkan karena efisiensinya yang tinggi, pengaturan yang mudah dan mulus, dimensi ruang yang kecil dan lebih fleksibel serta artistik, namun patut diduga dengan adanya gelombang harmonik pada penggunaan peralatan tersebut, dapat mempengaruhi keakurasian pengukuran energi kwhmeter elektromekanis. Kwh meter jenis induksi elektro mekanis khususnya satu fase adalah alat ukur yang paling banyak dipakai oleh PT.PLN (Persero) sebagai alat bukti transaksi penjualan energi listrik dengan konsumennya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh harmonik dan besarnya tingkat kesalahan pengukuran energi yang dihasilkan kwh meter elektromekanis satu fase bila diuji pada gelombang non linear (distorsi harmonik). Penelitian ini dilakukan dengan cara pengukuran di laboratorium menggunakan gelombang tegangan dan arus mengandung harmonik buatan (injeksi dengan phantom load). Harmonik yang dapat dibangkitkan adalah harmonik 3, 5, 7, dan 9 dengan tingkat harmonik (THD) maksimum masingmasing sebesar 20 %, untuk mengetahui besarnya harmonik dibantu dengan alat UPA PM100, sementara kwhmeter pembanding sebagai alat ukur standar menggunakan standar energi meter (kwh meter statis) dengan merk Zera TPZ 308. Hasil pengujian menunjukkan bahwa Kesalahan pengukuran kwhmeter elektromekanis untuk beban linear masih dalam batas toleransi standar yang diijinkan, yaitu rata-rata sebesar 1,123%. Selisih tingkat kesalahan pengukuran antara beban linear dan non linear pada komponen harmonik ke 3,5,7 dan 9 masing-masing sebesar 20% secara berurutan dengan tegangan linear sebesar 230 volt tidak begitu besar yaitu rata-rata sebesar 0,375 % ke arah positif (energi yang ditunjukkan oleh meter lebih besar dari energi sebenarnya), namun bila diberi arus harmonik 20% orde ke-9 dengan diberi tegangan harmonik 20% orde ke-9 juga ternyata memiliki perbedaan tingkat kesalahan yang cukup besar dibandingkan dengan gelombang linear, yaitu pada faktor daya 1, tingkat kesalahan pengukuran pada beban harmonik lebih kecil ke arah negatif dibandingkan beban linear, yaitu rata-rata sebesar -1,97%, sementara pada faktor daya 0,5 tingkat kesalahan pengukuran pada beban harmonik lebih besar ke arah positif dibandingkan beban linear, yaitu sebesar 5,62%.

Harmonic wave in electric power system is generated by the existence of non linear loads. Generally the electronic equipments such as television, personal computer, printer, battery chargers and electronic ballast is non linear loads. Using of electronic equipments although it can give profit caused by high efficiency, easy and smooth arrangement, small room dimension, also more flexible and artistic, but assumed with the existence of the harmonic wave in the use of electronic equipments can influence the accuration measurement of induction meter watthour. Induction meter watt hour especially single phase is the measuring instrument which is commonly used by PT.PLN ( Persero) as the transaction reference of electric power sale with its consumer. This research purpose is to observe the harmonic influence and the error value of energy measurement in induction meter watt hours single phase when tested with non linear wave ( harmonic distortion). This research is conducted by measurement in laboratory, using voltage and current wave containing harmonic orders ( injection with phantom load). The harmonic that can be generated is harmonic order 3rd, 5th, 7th, and 9th with the maximum Total Harmonic Distortion is 20 % each, Harmonic current and voltage level is measured with UPA PM100, and Zera TPZ 308 meter as comparator or standart meter watthour. The research result indicate that measurement error of induction meter watt hour for linear load in permitted standard range is 1,123% in average. The difference error value of measurement between linear and non linear load at harmonic order 3rd, 5th, 7th and 9th each of 20% with linear voltage 230 volt is 0,375 % positive error ( the induction meter watt hour speed increased), but if 20% harmonic current combined with 20% 9th order harmonic voltage is given, it has the difference error value that big enough compared to the linear wave. Which is on power factor 1, the error value on the harmonic load measurement is fewer to negative error, -1,97% in average. Whether on power factor 0,5, the harmonic load error value is bigger to positive error, compared to linear load, which is 5,62%.

Kata Kunci : Harmonik, Kwhmeter, Kesalahan, Energi, Harmonic, Induction Meter Watthour, Error, Energy.