Harmonisa

Gelombang fundamenal dengan gelombang harmonisanya

Harmonisa yaitu distorsi periodik dari gelombang sinus tegangan, arus atau kekuatan dengan nyata gelombang yang frekuensinya adalah kelipatan diluar bilangan satu terhadap frekuensi fundamental (frekuensi 50 Hz atau 60 Hz). Nilai frekuensi dari gelombang harmonisa yang terbentuk adalah hasil kali antara frekuensi fundamental dengan bilangan harmonisanya (f, 2f, 3f, dst). Nyata gelombang yang terdistorsi adalah penjumlahan dari gelombang fundamental dan gelombang harmonisa (h1, h2, dan seterusnya) pada frekuensi kelipatannya. Semakin banyak gelombang harmonisa yang diikutsertakan pada gelombang fundamentalnya, maka gelombang hendak semakin mendekati gelombang persegi atau gelombang hendak mempunyai nyata non sinusoidal.

Beban

Beban linier

Beban linier yaitu beban yang memberikan nyata gelombang keluaran yang linier berarti arus yang mengalir sebanding dengan impedensi dan perubahan tegangan. Beban linier ini tidak memberikan dampak yang buruk pada perubahan gelombang arus maupun tegangan. Resistor (R) adalah beban linier tersebut.

Beban non-linier

Beban non linier yaitu nyata gelombang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan dalam tiap setengan siklus sehingga nyata gelombang arus maupun tegangan keluarannya berlainan dengan gelombang masukannya (mengalami distorsi). Gangguan yang terjadi dampak distorsi gelombang arus dan tegangan dinamakan 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

Total Harmonic Distortion

Animasi penjumlahan gelombang harmonisa

Total Harmonic Distortion (THD) adalah nilai prosentase antara total komponen harmonisa dengan komponen fundamentalnya. Semakin akbar prosentase THD ini menyebabkan semakin akbarnya resiko kerusakan peralatan dampak harmonisa yang terjadi pada arus maupun tegangan. Nilai THD yang diijinkan secara internasional maksimal berkisar 5% dari tegangan atau arus frekuensi fundamentalnya.

Untuk mencari nilai THD dari tegangan dapat dipakai persamaan:

Sedangkan untuk mencari nilai THD dari arus dapat dipakai persamaan:

Monitoring

Alat yang dapat dipakai untuk memantau gelombang harmonisa diantaranya Osiloskop dan Spektrum analyzer. Oscilloscope memantau hal benar arus maupun tegangan harmonisa secara menyamping, sedangkan spektrum analyzer memantau arus maupun tegangan harmonisa dari depan sehingga gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi dari gelombang fundamental dapat dipantau.

Penyebab

Penyebab terjadinya gelombang harmonisa ini yaitu penggunaan beban-beban non linier pada sistem tenaga yang memunculkan distorsi pada nyata gelombang sinus. Beban non-linier ini dimodelkan sebagai asal arus yang menginjeksikan arus harmonisa ke dalam sistem tenaga. Gambar di bawah inimerupakan nyata gelombang yang terdistorsi dampak penggunaan beban-beban non-linier.

Semakin banyak peralatan elektronika yang dipakai seperti: tv, komputer, dan alat penghemat kekuatan hendak semakin menambah harmonisa pada arus listrik, sehingga THD yang diproduksi hendak semakin akbar.

Dampak

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

• Rusaknya peralatan listrik
• Terbakarnya kabel / konduktor penghantar
• Pada transformator kekuatan menurun, lebihnya 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 supaya arus atau tegangan harmonisa dapat diminimalisir diantaranya dengan pemasangan:

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

Pranala luar

• Beban linier dan non-linier