Memahami Lebih Dalam Tentang Harmonik Listrik – Apa Itu Harmonik, Penyebab, Efek, dan Pengukuran Harmonik

apa yang dimaksud harmonisa listrik atau harmonik listrik

Apa itu Harmonik dan Bagaimana Harmonik Muncul?

Dalam rangkaian AC yang ideal dengan bentuk gelombang tegangan sinusoidal, arus yang sesuai melalui resistor linier juga akan berada dalam bentuk gelombang sinusoidal [1]. Bentuk gelombang ini disebut bentuk gelombang fundamental (atau harmonik orde 1) dan sesuai dengan frekuensi suplai tunggal yang disebut frekuensi fundamental, yang merupakan frekuensi terendah.

Namun karena sebagian besar beban listrik memiliki karakteristik tegangan-arus non-linier [2] (arus tidak sebanding dengan tegangan dan berfluktuasi dengan impedansi beban bolak-balik), gelombang sinusoidal yang dihasilkan akan memiliki frekuensi yang merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar. Jika frekuensi adalah n kelipatan dari frekuensi dasar, itu adalah harmonik urutan ke-n dari frekuensi dasar. Untuk tegangan 50 Hz, frekuensi harmonik orde ke-2 adalah 2×50 = 100 Hz, frekuensi harmonik orde ke-3 adalah 3×50 = 150 Hz, dan seterusnya.

Penempatan bentuk gelombang frekuensi ganda ini dengan frekuensi dasar akan menghasilkan bentuk gelombang non-sinusoidal yang terdistorsi yang disebut harmonik. Gambar 1.0 di bawah ini mengilustrasikan konsep harmonik tegangan untuk tegangan frekuensi dasar 50 Hz.

1. https://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/harmonics.html  2. https://www.riello-ups.co.uk/questions/39-what-s-the-difference-between-linear-and-non-linear-loads  3. https://www.mtecorp.com/blog/2018/04/09/effects-of-harmonics-in-power-system/  4. http://www.elnet.cc/thd-and-tdd/  5. https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/the-importance-of-total-harmonic-distortion/  6.https://corpwebstorage.blob.core.windows.net/media/36814/understanding-current-voltage-harmonics.pdf  7. https://www.ecmweb.com/design/article/20890327/understanding-harmonic-indices
Gambar 1.0 Bentuk Gelombang Harmonik Tegangan untuk Tegangan Frekuensi Dasar 50 Hz

Apa Sumber Umum atau Penyebab Harmonik?

Beban nonlinier merupakan sumber harmonisa yang umum pada sistem tenaga listrik, dimana arus tidak sebanding dengan tegangan [3]. Contoh beban non-linier adalah:

  1. Komponen IT Equipment Power Supply Unit (PSU) (untuk mengkonversi dari AC ke DC)
    penyebab harmonisa listrik
  2. Pencahayaan dengan Sirkuit Koreksi Faktor Daya (PFC) (untuk meningkatkan efisiensi energi)
    penyebab harmonik listrik
  3. Variable Frequency Drive (VFD) dan Variable Speed ​​Drive (VSD) (untuk mengontrol kecepatan motor)
    sumber harmonisa atau harmonik listrik

Efek Harmonik Pada Peralatan Listrik

Tabel di bawah ini mencantumkan contoh efek harmonik pada berbagai peralatan.

PERALATANEFEK
KonduktorOverheating / Terlalu panas, terjadi trip (MCCB)
KapasitorMenjadi panas, usia pemakaian berkurang dan kapasitor hancur
Transformer dan MotorTerlalu panas pada lilitan, kehilangan insulasi termal, berkurangnya efisiensi
Pembangkit ListrikHilangnya sinkronisasi otomatis dan kemampuan beralih
Peralatan Sistem KomunikasiGangguan yang menyebabkan hilangnya data
Tabel Efek Harmonik pada Berbagai Peralatan
Sumber: https://www.electricalindia.in/harmonics-causes-effect/

Pengukuran Harmonik

Harmonik diukur dalam istilah Total Harmonic Distortion (THD) dan Total Demand Distortion (TDD). Tabel 2.0 membandingkan kedua parameter dari aspek yang berbeda.

BARANGDistorsi HARMONIS TOTAL (THD)Distorsi PERMINTAAN TOTAL (TDD)
Parameter IndikasiPersentase distorsi tegangan/arus akibat harmonik dengan mengacu pada frekuensi dasar [4]Persentase distorsi tegangan/arus akibat harmonik dengan mengacu pada kebutuhan beban maksimum [4]
PerwakilanRasio Jumlah kekuatan semua komponen harmonik dengan Kekuatan Frekuensi DasarRasio Jumlah kekuatan semua komponen harmonik dengan Daya Permintaan Beban Maksimum
Indikasi NilaiNilai yang lebih tinggi menunjukkan Faktor Daya yang lebih rendah, puncak arus yang lebih tinggi, biaya yang lebih tinggi [5]Nilai yang lebih tinggi menunjukkan dampak distorsi harmonik yang lebih tinggi pada sistem
Batas StandarIEC 61000-3-2IEEE 519
Tabel 2.0 Perbandingan THD dan TDD

Untuk arus, arus TDD memberikan wawasan yang lebih baik tentang dampak distorsi harmonik pada sistem daya, mis. nilai arus THD mungkin sangat tinggi tetapi jika beban rendah, dampak harmonik pada sistem juga rendah (TDD rendah). Untuk tegangan, bagaimanapun, indeks THD adalah parameter yang lebih disukai untuk menggambarkan distorsi harmonik tegangan oleh industri kualitas daya [7].

Lalu bagaimana cara mengukur harmonik?

Pada artikel selanjutnya radius akan mengulasan tentang bagaimana cara mengukur harmonik. Bukan itu saja, radius juga akan memaparkan bagaimana mengidentifikasi sumber harmonik dengan alat yang luar biasa canggih. Penasarankan? Yuk baca artikel selanjutnya 🙂

sumber: https://www.hioki.com.sg/what-is-harmonics-and-how-to-identify-the-harmonics-sources-in-your-facility-with-hioki-pq3198/

referensi

1. https://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/harmonics.html

2. https://www.riello-ups.co.uk/questions/39-what-s-the-difference-between-linear-and-non-linear-loads

3. https://www.mtecorp.com/blog/2018/04/09/effects-of-harmonics-in-power-system/

4. http://www.elnet.cc/thd-and-tdd/

5. https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/the-importance-of-total-harmonic-distortion/

6.https://corpwebstorage.blob.core.windows.net/media/36814/understanding-current-voltage-harmonics.pdf

7. https://www.ecmweb.com/design/article/20890327/understanding-harmonic-indices

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.

Mulai Ngobrol
Halo, Selamat Datang Di PT. Radius Allkindo Electric
Jika ada yang ingin ditanyakan tentang produk dan layanan kami, jangan sungkan untuk bertanya :D