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

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.

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)
   
   
2. Pencahayaan dengan Sirkuit Koreksi Faktor Daya (PFC) (untuk meningkatkan efisiensi energi)
   
   
3. Variable Frequency Drive (VFD) dan Variable Speed ​​Drive (VSD) (untuk mengontrol kecepatan motor)
   
   

Efek Harmonik Pada Peralatan Listrik

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

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.

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