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

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:

{\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:

{\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.