Aviation Science and Technology Journal DOI : https://doi.
org/10.
54147/astj.
| Vol.
01 | No.
01 | Januari 2024 Halaman 01 - 08 Analisis Harmonik Beban Lampu LED Taxiway Light Nurhedhi Desriyanto1.
Kgs.
Ismail2.
Asep Samanhudi3 Politeknik Penerbangan Indonesia Curug.
Indonesia Email : kgs.
ismail@ppicurug.
1,2,3
Received :
26 Jan 2024 Revised :
30 Jan 2024 Accepted :
31 Jan 2024
ABSTRAK
Harmonik merupakan suatu fenomena yang timbul akibat adanya penggunaan beban non linear pada sistem tenaga listrik.
Masalah harmonik dalam sistem tenaga listrik semakin kompleks dengan bertambahnya penggunaan peralatan non linear .
isal : lampu LED).
Pada Penelitian ini dilakukan pengukuran harmonik dengan menggunakan alat ukur Power Analyzer.
Pengukuran diambil untuk beban Taxiway Light pada Runway Selatan dibandara Soekarno Hatta yang menggunakan lampu LED.
Hasil pengukuran menunjukkan masih terlihat arus harmonik yang masih tinggi, melebihi nilai standar rasio hubung singkat instalasi listrik sebesar 15%.
Harmonik arus yang terbesar terdeteksi pada orde ke-3 dengan frekuensi 150 Hz .
x 50 H.
Persentase arus harmonik pada orde ke-3 mencapai 108.
sedangkan untuk harmonik tegangan memiliki karakteristik spektrum yang hampir sama dan terjadi pada orde ganji.
Harmonik tegangan yang paling signifikan terdeteksi pada orde ke-5 yaitu 5 x 50 Hz = 250 Hz dengan rata-rata persentase tegangan harmonik pada frekuensi ini sebesar 1.
54 %.
Kata kunci: Taxiway Light.
Harmonik Arus.
Harmonik Tegangan ABSTRACT Harmonics are a phenomenon that arises due to the use of non-linear loads in electric power systems.
Harmonic problems in electric power systems are increasingly complex with the increasing use of non-linear equipment .
or example:
LED light.
In this research, harmonic measurements were carried out using a Power Analyzer measuring instrument.
Measurements were taken for the Taxiway Light load on the South Runway at Soekarno Hatta Airport which uses LED lights.
The measurement results show that high harmonic currents are still visible, exceeding the standard value of short circuit ratio for electrical installations of The largest harmonic currents are detected in the 3rd order with a frequency of 150 Hz .
x 50 H.
The percentage of current harmonics in the 3rd order 02%, while the voltage harmonics have almost the same spectrum characteristics and occur in the odd order.
The most significant voltage harmonics were detected in the 5th order, namely 5 x 50 Hz = 250 Hz with an average percentage of harmonic voltage at this frequency of 1.
Keywords: Taxiway Light.
Current Harmonic.
Voltage Harmonic Aviation Science and Technology Journal Ae 1 Nurhedhi Desriyanto1.
Kgs.
Ismail2.
Asep Samanhudi3
PENDAHULUAN
Airfield Lighting System (ALS) merupakan sistem pencahayaan yang terpasang di bandar udara untuk membantu pesawat udara saat tinggal landas, mendarat, dan melakukan pergerakan di landasan pacu dan area terkait.
Fasilitas-fasilitas yang umumnya terdapat pada Airfield Lighting System melibatkan berbagai peralatan yang dirancang untuk memberikan bantuan visual kepada pilot dalam berbagai kondisi cuaca dan selama malam hari.
Beberapa fasilitas yang umumnya ada dalam sistem pencahayaan bandar udara adalah: Runway Light.
Threshold Light.
Approach Light.
Squence Flashing Light (SQFL).
Precission Approach Path Indicator (PAPI).
Taxiway Light.
lampu LED merupakan sumber cahaya yang umum digunakan untuk menghemat daya listrik, termasuk pada peralatan Airfield Lighting System (ALS) seperti lampu approach, lampu runway, dan lampu taxiway di bandara.
Namun, perlu diingat bahwa lampu LED termasuk dalam kategori beban non-linear, yang dapat menghasilkan harmonik pada sistem tenaga listrik.
Lampu LED (Light Emitting Diod.
merupakan sumber cahaya yang menggunakan sirkuit semikonduktor untuk memancarkan cahaya ketika dialiri listrik.
Ketika arus listrik mengalir melalui lampu LED, elektron-elektron di dalam semikonduktor mendapatkan energi.
Elektronelektron ini kemudian melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Elektron yang telah melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi akan bertemu dengan lubang .
ekosongan yang ditinggalkan oleh elektron yang telah berpinda.
Saat elektron dan lubang bertemu, terjadi proses rekombinasi di mana energi yang dimiliki oleh elektron dilepaskan dalam bentuk cahaya.
Energi yang dilepaskan selama rekombinasi ini menghasilkan foton-foton cahaya, yang menciptakan efek cahaya pada lampu LED.
lampu LED adalah bahwa mereka relatif tidak menghasilkan banyak panas dibandingkan dengan beberapa jenis lampu lainnya, seperti lampu pijar konvensional atau lampu fluoresen.
Ini disebabkan oleh karakteristik sirkuit semikonduktor yang digunakan dalam lampu LED.
Karena itu lampu LED terasa dingin saat dipakai karena tidak menambah panas ruangan seperti lampu pijar.
Terdapat beberapa penelitian yang telah melakukan tingkat efisiensi dalam penggunaan lampu LED diantaranya adalah tingkat pemakaian energi listrik pada lampu LED pada fasilitas pencahayaan landas pacu lebih efisien jika dibandingkan dengan pengunaan lampu halogen.
Pergantian lampu runway edge Halogen dengan LED terbukti bisa meningkatkan efisiensi pemakaian daya listrik yang terpakai dalam jangka waktu yang lama.
, penggunaan lampu LED pada Apron Flood Light memenuhi standar penerangan .
Dari ketiga lampu LED.
CFL dan Pijar dengan kuat penerangan yang setara, maka didapat bahwa lampu LED adalah yang paling hemat daya dan energi.
Harmonik didefinisikan sebagai komponen sinusoidal dari periodik atau besaran yang frekuensinya merupakan kelipatan bulat dari frekuensi fundamental.
Lampu LED termasuk beban non-linear yang dapat menyebabkan peningkatan distorsi harmonisasi dalam gelombang arus dan tegangan.
Komponen harmonik yang dihasilkan dapat menciptakan gelombang yang tidak sinusoidal dan mempengaruhi kualitas daya sistem.
Total Harmonic Distortion (THD) mengukur sejauh mana gelombang arus atau tegangan deviasi dari bentuk gelombang sinusoidal ideal.
Penggunaan lampu LED dapat meningkatkan nilai THD dalam sistem, terutama jika ada banyak lampu LED yang terhubung dalam satu sistem.
Distorsi harmonisasi dapat menyebabkan peningkatan beban pada peralatan distribusi seperti transformator dan kabel, dapat menyebabkan gangguan pada peralatan elektronik, dan dapat menyebabkan penurunan faktor daya dalam sistem.
Beberapa penelitian yang sudah melakukan analisa adanya Distorsi Harmonik adalah penggunaan beban non liear atau lampu LED pada off-grid system photovoltaic solar power system dapat menyebabkan kandungan harmonisa sehingga arus keluaran akan terjadi Aviation Science and Technology Journal Ae 2 Analisis Harmonik Beban Lampu LED Taxiway Light distorsi dan hasil pengukuran untuk nilai faktor daya THD-F dan THD-R masih belum sesuai standar.
, adanya pengaruh harmonisasi terhadap rugi-rugi daya .
pada transformator .
, pengurangan kandungan harmonia arus maupun distorsi harmonisasi dapat dilakukan dengan cara menggunakan single tuned passive filter .
, pengujian lampu LED dengan berbagai merk dihasilkan nilai THD tegangan lampu LED yang diuji masih dalam batas standar.
Namun THD arus lampu LED yang diuji sangat tinggi dan melebihi standar.
, penggunaan LHE dan LED sebanyak 60 buah menimbulkan distorsi bentukk gelombang arus dan berdampak pada nilai faktor daya (PF).
, penggunaan beban non linear berupa Variable Speed Drive (VSD) pada unit AHU mengakibatkan distorsi pada arus sumber AC tiga phasa.
Berdasarkan latar belakang dan beberapa penelitian yang sudah dilakukan serta untuk menjamin tingkat kehandalan sistem jaringan listrik khususnya pada Taxiway Light di Bandara Udara Soekarno-Hatta, maka penulis akan melakukan penelitian analisa terhadap penggunaan beban lampu LED pada Taxiway Light.
METODE
Pengujian data yang dilakukan diambil dari gardu T3 yang ada diarea sisi udara runway selatan Bandara Soekarno Hatta.
Ada beberapa power CCR yang digunakan untuk pengumpulan data serta arus dan tegangan THD (Total Harmonic Distortio.
dari setiap fasa R ,S, dan T.
Peralatan pengukuran yang digunakan dalam pengambilan data ini ialah Power Analyzer .
bermerk Fluxe.
Alat ini mampu untuk mengukur berbagai komponen listrik seperti tegangan (V), arus (I), frekuensi .
, daya kompleks (S), daya nyata (P), daya reaktif (Q), energi, dan faktor daya (PF).
Gambar 1.
Pengukuran Power Analyzer (PQ) Cara pengambilan data dilakukan dengan mengukur langsung dilapangan terhadap beban Taxiway Light di bandara Soekarno-Hatta pada bagian elektrikal mekanikal pada sub unit visual aid yang di sisi utara pada RW 07R-25L, adapun pengukuran digunakan pada beban lampu taxiway, runway, centerline dan approach yang telah menggunakan lampu LED.
Adapun peralatan diukur dengan menggunakan power analizer pada output MVSB dimana power supply tersebut akan masuk ke UPS dan CCR untuk lampu lampu penerangan landasan.
Pengukuran yang diambil adalah harmonik arus, tegangan tiap jalur listrik, dan harmonik tegangan.
Aviation Science and Technology Journal Ae 3 Nurhedhi Desriyanto1.
Kgs.
Ismail2.
Asep Samanhudi3
HASIL DAN PEMBAHASAN
PENGAMBILAN DATA
Berdasarkan hasil survey lapangan diperoleh data beban Airfieldt Lighting System di bandara Soekarno-Hatta pada bagian elektrikal mekanikal pada sub unit visual aid yang di sisi utara pada RW 07R-25L, adapun pengukuran digunakan pada beban lampu taxiway, runway, centerline dan approach yang telah menggunakan lampu LED, dapat dilihat pada tabel 1.
Table 1.
Data beban Airfieldt Lighting System pada RW 07R-25L Total Nama Lampu jumlah unit Daya Taxiway edge light High speed exit taxiway 276 (HST) centerline light Apron centerline light Taxiway centerline WC1 36 &WC2 (SPW-SP.
Pengambilan data dengan menggunakan alat ukur Power Quality, untuk tegangan dipasang langsung secara parallel, sedangkan untuk deteksi arus menggunakan CT berbentuk clamp meter seperti pada gambar 2, dengan hasil data yang disajikan pada tabel 2.
Gambar 2.
Pemasangan Power Quality Meter Tabel 2.
Arus dan THD Arus
Date
Time
L1N
Max
L2N
Max
L3N
Max
Max
Max
Max
Max
THD V
L1N
Max
THD V
L2N
Max
THD V
L3N
Max
THD A
Max
THD A
Max
THD A
Max
19/07/2021
17:05:00 221.
19/07/2021
21:05:00 221.
20/07/2021
1:05:00 221.
20/07/2021
5:05:00 221.
20/07/2021
9:05:00 221.
20/07/2021
13:05:00 221.
20/07/2021
17:05:00 221.
20/07/2021
21:05:00 221.
21/07/2021
1:05:00 221.
21/07/2021
5:05:00 221.
21/07/2021
9:05:00 220.
21/07/2021
13:05:00 220.
21/07/2021
17:05:00 222.
21/07/2021
21:05:00 221.
22/07/2021
1:05:00 222.
22/07/2021
5:05:00 222.
22/07/2021
9:05:00 220.
Aviation Science and Technology Journal Ae 4
Analisis Harmonik Beban Lampu LED Taxiway Light
22/07/2021
13:05:00 221.
22/07/2021
17:05:00 221.
22/07/2021
21:05:00
23/07/2021
1:05:00 221.
23/07/2021
5:05:00 221.
23/07/2021
9:05:00
23/07/2021
17:05:00 221.
23/07/2021
21:05:00 221.
24/07/2021
1:05:00 222.
24/07/2021
5:05:00
24/07/2021
9:05:00 221.
24/07/2021
13:05:00 221.
24/07/2021
17:05:00 221.
24/07/2021
21:05:00 221.
25/07/2021
1:05:00 221.
25/07/2021
5:05:00 222.
25/07/2021
9:05:00 220.
25/07/2021
13:05:00
25/07/2021
17:05:00 221.
25/07/2021
21:05:00 221.
25/07/2021
23:05:00 222.
26/07/2021
3:05:00
26/07/2021
7:05:00 221.
26/07/2021
11:05:00 222.
26/07/2021
15:05:00 222.
PENGOLAHAN DATA HARMONIK ARUS
Berdasarkan pada tabel 1 diatas maka dapat dilakukan pengelompokan lagi untuk melakukan pengolahan data arus listrik dan THD arus yang dapat dilihat pada tabel 3, dan hasil data spektrum harmonik arus pada gambar 2.
Tabel 3.
Arus dan THD Arus
Current
Current
Current
Current
THD A
THD A
THD A
THD A
L1 Max
L2 Max
L3 Max
N Max
L1 Max
L2 Max
L3 Max
N Max
Date
Time
19/07/2021
17:05:00
19/07/2021
21:05:00
20/07/2021
1:05:00
20/07/2021
5:05:00
20/07/2021
9:05:00
20/07/2021
13:05:00
20/07/2021
17:05:00
20/07/2021
21:05:00
21/07/2021
1:05:00
21/07/2021
5:05:00
21/07/2021
9:05:00
21/07/2021
13:05:00
21/07/2021
17:05:00
21/07/2021
21:05:00
22/07/2021
1:05:00
22/07/2021
5:05:00
22/07/2021
9:05:00
22/07/2021
13:05:00
22/07/2021
17:05:00
22/07/2021
21:05:00
Aviation Science and Technology Journal Ae 5 Nurhedhi Desriyanto1.
Kgs.
Ismail2.
Asep Samanhudi3
23/07/2021
1:05:00
23/07/2021
5:05:00
23/07/2021
9:05:00
23/07/2021
17:05:00
Gambar 3.
hasil data spektrum harmonik arus Berdasarkan pada gambar 3 diatas.
Dari hasil pengukuran, terlihat bahwa terdapat arus harmonik yang masih tinggi, melebihi nilai standar rasio hubung singkat instalasi listrik sebesar Hal ini bisa menandakan adanya distorsi harmonik yang signifikan dalam arus listrik.
Pada spektrum harmonik arus, terlihat bahwa terdapat orde harmonik yang tinggi pada orde ke-3, ke-5, dan ke-7.
Harmonik arus yang terbesar terdeteksi pada orde ke-3 dengan frekuensi 150 Hz .
x 50 H.
Persentase arus harmonik pada orde ke-3 mencapai 108.
02%, yang jelas melebihi nilai standar 15%.
Ini menunjukkan bahwa terdapat masalah serius dalam hal distorsi harmonik pada arus.
PENGOLAHAN DATA TEGANGAN HARMONIK
Berdasarkan pada tabel 1 diatas maka dapat dilakukan pengelompokan lagi untuk melakukan pengolahan data arus listrik dan THD arus yang dapat dilihat pada tabel 4, dan hasil data spektrum harmonik arus pada gambar 3 Tabel 4.
Tegangan dan THD Tegangan Date
Time
Voltage L1N
Max
Voltage L2N
Max
Voltage L3N
Max
Voltage Max
THD V
L1N
Max
THD V
L2N
Max
THD V
L3N
Max
THD V
Max
19/07/2021
17:05:00
19/07/2021
21:05:00
20/07/2021
1:05:00
20/07/2021
5:05:00
20/07/2021
9:05:00
20/07/2021
13:05:00
20/07/2021
17:05:00
20/07/2021
21:05:00
21/07/2021
1:05:00
21/07/2021
5:05:00
21/07/2021
9:05:00
21/07/2021
13:05:00
21/07/2021
17:05:00
Aviation Science and Technology Journal Ae 6
Analisis Harmonik Beban Lampu LED Taxiway Light
21/07/2021
21:05:00
22/07/2021
1:05:00
22/07/2021
5:05:00
22/07/2021
9:05:00
22/07/2021
13:05:00
22/07/2021
17:05:00
22/07/2021
21:05:00
23/07/2021
1:05:00
23/07/2021
5:05:00
23/07/2021
9:05:00
23/07/2021
17:05:00
23/07/2021
21:05:00
24/07/2021
1:05:00
24/07/2021
5:05:00
24/07/2021
9:05:00
24/07/2021
13:05:00
24/07/2021
17:05:00
24/07/2021
21:05:00
25/07/2021
1:05:00
25/07/2021
5:05:00
25/07/2021
17:05:00
25/07/2021
21:05:00
25/07/2021
23:05:00
26/07/2021
3:05:00
26/07/2021
7:05:00
26/07/2021
11:05:00
26/07/2021
15:05:00
Gambar 4.
hasil data spektrum harmonik tegangan Berdasarkan pada grafik spektrum harmonik tegangan untuk L1.
L2, dan L3 pada gambar 4 terlihat bahwa LED yang diukur memiliki karakteristik spektrum yang hampir sama.
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa harmonik tegangan pada LED terjadi pada orde ganjil dan Harmonik tegangan yang paling signifikan terdeteksi pada orde ke-5 yaitu 5 x 50 Hz = 250 Hz dengan rata-rata persentase tegangan harmonik pada frekuensi ini sebesar 1.
54 %.
Aviation Science and Technology Journal Ae 7 Nurhedhi Desriyanto1.
Kgs.
Ismail2.
Asep Samanhudi3
KESIMPULAN
Untuk penggunaan lampu LED pada beban taxiway light, masih terlihat bahwa terdapat arus harmonik yang masih tinggi, melebihi nilai standar rasio hubung singkat instalasi listrik sebesar 15%.
Harmonik arus yang terbesar terdeteksi pada orde ke-3 dengan frekuensi 150 Hz .
x 50 H.
Persentase arus harmonik pada orde ke-3 mencapai 108.
02%, sedangkan untuk harmonik tegangan memiliki karakteristik spektrum yang hampir sama dan terjadi pada orde Harmonik tegangan yang paling signifikan terdeteksi pada orde ke-5 yaitu 5 x 50 Hz = 250 Hz dengan rata-rata persentase tegangan harmonik pada frekuensi ini sebesar 1.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini didanai dari DIPA Politeknik Penerbangan Indonesia Curug tahun anggaran 2022 dan didukung penuh oleh Pusat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (PusPPM) Politeknik Penerbangan Indonesia Curug.
DAFTAR PUSTAKA