Harmonisa

Harmonisa atau larasan[1] adalah ganggunan distribusi listrik atau distorsi pada sebuah instalasi listrik. Fenomena ini timbul dari pengoperasian beban listrik yang tidak linier, dimana akan terbentuk gelombang yang berfrekuensi tinggi yang merupakan kelipatan dari frekuensi dasar 50 Hz atau 60 Hz, sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan yang idealnya adalah sinusoidal murni akan menjadi cacat[2]

Beban

Beban linier

Beban linier adalah beban yang mengeluarkan gelombang yang linier artinya arus yang mengalir sebanding dengan impedensi dan perubahan tegangan. Beban linier tidak memberikan dampak yang buruk pada perubahan gelombang arus maupun tegangan. Resistor (R) merupakan beban linier tersebut.

Beban non-linier

Beban non linier adalah bentuk gelombang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan dalam setiap setengah siklus sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang masukannya (mengalami distorsi). Gangguan yang terjadi akibat distorsi gelombang arus dan tegangan disebut dengan harmonik. Contoh dari beban-beban non-linear ini seperti:

• Tungku api busur (pengecoran logam)
• Las
• Inti magnet pada trafo dan mesin-mesin berputar
• Mesin-mesin sinkron
• Adjustable speed drives
• Solid state switch
• High voltage DC transmisi
• Photovoltaik invertors

Distorsi Harmonisa Total

Animasi penjumlahan gelombang harmonisa

Total Harmonic Distortion (THD) merupakan nilai persentase antara total komponen harmonisa dengan komponen fundamental. Semakin besar persentase THD ini menyebabkan semakin besarnya risiko kerusakan peralatan akibat harmonisa yang terjadi pada arus maupun tegangan. Nilai THD yang diizinkan secara internasional maksimal berkisar 5% dari tegangan atau arus frekuensi fundamentalnya.

Untuk mencari nilai THD dari tegangan dapat digunakan persamaan:

${\displaystyle {\mbox{THD}}_{V}={\frac {\sqrt {V_{2}^{2}+V_{3}^{2}+V_{4}^{2}+\cdots +V_{n}^{2}}}{V_{1}}}}$

Sedangkan untuk mencari nilai THD dari arus dapat digunakan persamaan:

${\displaystyle {\mbox{THD}}_{I}={\frac {\sqrt {I_{2}^{2}+I_{3}^{2}+I_{4}^{2}+\cdots +I_{n}^{2}}}{I_{1}}}}$

Pemantauan

Alat yang bisa digunakan untuk memantau gelombang harmonisa antara lain Osiloskop dan Spectrum analyzer. Osilloskop memantau adanya arus maupun tegangan harmonisa secara menyamping, sedangkan spectrum analyzer memantau arus maupun tegangan harmonisa dari depan sehingga gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi dari gelombang fundamental bisa dipantau.

Penyebab

Penyebab terjadinya gelombang harmonisa ini adalah penggunaan beban-beban non linier pada sistem tenaga yang menimbulkan distorsi pada bentuk gelombang sinus. Beban non-linier ini dimodelkan sebagai sumber arus yang menginjeksikan arus harmonisa ke dalam sistem tenaga.

Semakin banyak peralatan elektronika yang digunakan seperti: tv, komputer, dan alat penghemat daya akan semakin menambah harmonisa pada arus listrik, sehingga THD yang dihasilkan akan semakin besar.

Akibat

Akibat yang ditimbulkan pada peralatan jika terdapat arus atau tegangan harmonisa antara lain:

• Rusaknya peralatan listrik
• Terbakarnya kabel / konduktor penghantar
• Pada transformator daya menurun, bertambahnya losses
• Pada motor listrik terjadi overheat
• Pada alat ukur kWH meter elektromekanis terjadi kesalahan pengukuran
• Kegagalan fungsi relay

Penanganan

circuit diagram LC

Cara yang dapat ditempuh agar arus atau tegangan harmonisa dapat diminimalisir antara lain dengan pemasangan:

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

Pranala luar

• Beban linier dan non-linier Diarsipkan 2011-02-25 di Wayback Machine.

Catatan kaki

1. Sandi Sb. "Gelombang Listrik | Sandi Elektronik". Diakses tanggal 2019-07-22. ^[pranala nonaktif permanen]
2. Rohi, Daniel (2009). "Distorsi Harmonisa Pada Pelanggan Domestik Dengan Daya 250 VA ≤ daya ≤ 2200 VA" (PDF). EECCIS. III (1): 1–5. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2023-04-01. Diakses tanggal 2021-05-19.  line feed character di |title= pada posisi 43 (bantuan)