Analisis Distorsi Harmonik pada Sumber Listrik AC Menggunakan Power Analyzer

Analisis Distorsi Harmonik pada Sumber Listrik AC Menggunakan Power Analyzer

ABSTRAK

Praktikum ini bertujuan untuk menganalisis distorsi harmonik pada sumber listrik AC dengan menggunakan power analyzer. Dengan merekam bentuk gelombang tegangan AC dan melakukan analisis Fourier, komponen harmonik dari sinyal dapat diidentifikasi dan diukur. Total Harmonic Distortion (THD) dihitung untuk menilai kualitas sinyal listrik. Hasil praktikum diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai tingkat distorsi harmonik dan potensi masalah pada sistem distribusi listrik.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat-Nya, sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Fisika Dasar/Sistem Listrik. Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan seluruh pihak yang telah mendukung pelaksanaan eksperimen. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan untuk perbaikan laporan ini di masa mendatang.

DAFTAR ISI

Bab I: Pendahuluan
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab III: Metodologi Praktikum
Bab IV: Hasil dan Pembahasan
Bab V: Kesimpulan dan Saran
Daftar Pustaka
Lampiran

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Sumber listrik AC idealnya menghasilkan gelombang sinusoidal murni. Namun, dalam praktiknya, sinyal listrik sering mengandung distorsi harmonik yang disebabkan oleh perangkat elektronik non-linear dan faktor lingkungan. Total Harmonic Distortion (THD) adalah parameter penting untuk menilai kualitas sinyal listrik. Dengan menggunakan power analyzer, sinyal AC dapat direkam dan dianalisis melalui Transformasi Fourier untuk mengidentifikasi komponen harmonik dan menghitung THD.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana bentuk gelombang sumber listrik AC yang direkam?
Bagaimana cara mengidentifikasi komponen harmonik dan menghitung THD?
Apakah tingkat distorsi harmonik yang diukur memenuhi standar kualitas sinyal listrik?

1.3 Tujuan Praktikum

Merekam bentuk gelombang tegangan AC menggunakan power analyzer.
Melakukan analisis Fourier untuk mengidentifikasi komponen harmonik pada sinyal.
Menghitung nilai THD dan membandingkannya dengan standar yang berlaku.

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman tentang analisis spektrum sinyal dan distorsi harmonik.
Melatih keterampilan pengukuran dan penggunaan alat analisis sinyal.
Menjadi dasar untuk evaluasi dan perbaikan kualitas sinyal dalam sistem kelistrikan.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan pada sumber listrik AC dengan kondisi beban yang stabil.
Analisis difokuskan pada komponen harmonik utama dan perhitungan THD.
Data diolah dengan perangkat lunak FFT yang telah dikalibrasi.

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Gelombang AC dan Harmonik

Sinyal listrik AC ideal berbentuk sinusoidal. Namun, karena adanya elemen non-linear, sinyal tersebut mengandung harmonik (kelipatan frekuensi fundamental). THD merupakan ukuran relatif dari harmonik dibandingkan dengan komponen fundamental.

2.2 Analisis Fourier dan Power Analyzer

Transformasi Fourier digunakan untuk menguraikan sinyal waktu ke domain frekuensi. Power analyzer modern mampu merekam sinyal AC dan menampilkan spektrum harmonik secara real-time, sehingga memungkinkan perhitungan THD dengan akurat.

2.3 Aplikasi dan Standar

Analisis harmonik penting dalam sistem kelistrikan untuk memastikan kualitas daya dan mencegah kerusakan peralatan. Standar seperti IEEE menetapkan batas maksimum THD untuk sistem kelistrikan.

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Power analyzer dengan kemampuan FFT
Sumber listrik AC yang diuji
Kabel penghubung dan adaptor
Komputer untuk pencatatan dan analisis data (opsional)

3.2 Prosedur Praktikum

Persiapan Alat:
- Kalibrasi power analyzer sesuai petunjuk pabrik.
- Pastikan sumber listrik AC dalam kondisi beban stabil.
Perekaman Data:
- Hubungkan power analyzer ke sumber listrik dan rekam bentuk gelombang tegangan AC.
- Lakukan analisis FFT untuk memperoleh spektrum frekuensi sinyal.
Analisis Harmonik:
- Identifikasi komponen frekuensi fundamental dan harmonik pada spektrum.
- Hitung THD menggunakan rumus: $\text{THD} = \frac{\sqrt{V_2^2 + V_3^2 + \dots + V_n^2}}{V_1} \times 100\%,$ di mana $V_1$ adalah amplitudo fundamental, dan $V_2, V_3, \dots, V_n$ adalah amplitudo harmonik.
Pengulangan:
- Ulangi pengukuran untuk beberapa kondisi beban untuk memperoleh nilai rata-rata THD.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan melalui perekaman sinyal AC dan analisis spektrum menggunakan power analyzer. Nilai amplitudo komponen fundamental dan harmonik dicatat untuk perhitungan THD.

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Misalkan data pengukuran (nilai fiktif) sebagai berikut:

Percobaan	Amplitudo Fundamental $V_1$ (V)	Amplitudo Harmonik Total (V)	THD (%)
1	100	10	10.0
2	100	12	12.0
3	100	11	11.0
Rata-rata	100	—	11.0

4.2 Analisis Data

Spektrum Frekuensi:
Analisis FFT menunjukkan komponen fundamental pada 50 Hz (misalnya) dengan harmonik di 100 Hz, 150 Hz, dll.
Perhitungan THD:
Nilai THD rata-rata sebesar 11.0% menunjukkan adanya distorsi harmonik yang moderat pada sumber listrik AC yang diuji.
Evaluasi Kesalahan:
Kesalahan dapat muncul akibat fluktuasi beban, noise, dan resolusi alat. Pengulangan pengukuran dan kondisi eksperimental yang stabil membantu meningkatkan akurasi.

4.3 Pembahasan Hasil

Hasil praktikum mendemonstrasikan bahwa power analyzer efektif dalam mengidentifikasi komponen harmonik pada sinyal AC dan perhitungan THD. Nilai THD yang diperoleh memberikan indikasi kualitas sinyal dan membantu dalam evaluasi sistem kelistrikan.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Power analyzer dan analisis FFT berhasil digunakan untuk menguraikan sinyal AC dan mengidentifikasi komponen harmoniknya.
THD rata-rata yang diperoleh sebesar 11.0% menunjukkan tingkat distorsi harmonik yang moderat.
Hasil ini sesuai dengan standar kualitas untuk sumber listrik AC dalam kondisi uji, dengan catatan bahwa perbaikan kondisi pengukuran dapat lebih menurunkan THD.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran untuk mendapatkan nilai rata-rata yang lebih konsisten.
Gunakan alat dengan resolusi tinggi dan minimalkan noise lingkungan selama pengukuran.
Pertimbangkan pengukuran pada berbagai kondisi beban untuk analisis yang lebih komprehensif mengenai distorsi harmonik.

Daftar Pustaka

Oppenheim, A. V., & Schafer, R. W. (2010). Discrete-Time Signal Processing. Prentice Hall.
IEEE Standard 519, Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Data Mentah: Tabel lengkap hasil pengukuran amplitudo fundamental dan harmonik untuk setiap percobaan.
Grafik: Plot spektrum frekuensi dan grafik THD versus kondisi beban (jika tersedia).
Foto Dokumentasi: Gambar setup eksperimen, termasuk power analyzer, sumber listrik, dan perangkat perekam data.

Laporan praktikum ini diharapkan dapat membantu dalam memahami analisis distorsi harmonik pada sumber listrik AC serta penerapan Transformasi Fourier untuk evaluasi kualitas sinyal. Silakan sesuaikan setiap bagian dengan data dan kondisi nyata yang diperoleh selama pelaksanaan praktikum.

Sekian artikel Analisis Distorsi Harmonik pada Sumber Listrik AC Menggunakan Power Analyzer - Laporan praktikum kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Analisis Distorsi Harmonik pada Sumber Listrik AC Menggunakan Power Analyzer - Laporan praktikum dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/analisis-distorsi-harmonik-pada-sumber.html