PT AT Indonesia dalam memenuhi suplai tenaga listrik selain berasal dari PLN juga berasal dari PT AT Indonesia dalam memenuhi suplai tenaga listrik selain berasal dari PLN juga berasal dari pembangkit
pembangkit listrik listrik cadangan cadangan berupa berupa generator generator set set (genset). (genset). Salah Salah satu satu peralatan peralatan yang yang sangatsangat penting dan
penting dan beresiko besar beresiko besar apabila terjadi papabila terjadi pemadaman listrik ademadaman listrik adalah instalasi alah instalasi cooling toer cooling toer yangyang ber!ungsi
ber!ungsi untuk untuk mengontrol mengontrol temperature temperature mesin mesin !urnace !urnace di di "asting "asting Production Production #epartment.#epartment. $enerator set bekerja secara otomatis sehingga pada saat listrik PLN mati maka genset langsung $enerator set bekerja secara otomatis sehingga pada saat listrik PLN mati maka genset langsung bekerja
bekerja dan dan sebaliknya sebaliknya jika jika listrik listrik PLN PLN sudah sudah kembali kembali normal normal maka maka genset genset mati. mati. PenelitianPenelitian dil
dilakuakukan kan untuntuk uk menmenententukan ukan besabesarnyrnya a kapkapasiasitas tas dan dan tegtegangaangan n gengenset set yanyang g sesusesuai ai untuntuk uk me
menynyupluplai ai bebeban ban teterparpasasang. ng. %n%ntutuk k memengngetetahuahui i kapkapasiasitatas s dan dan tetegagangangan n mamaka ka didilalakukukankan pengumpulan
pengumpulan data&data data&data peralatan. peralatan. Program Program 'TA'TAP P Poer Poer Station Station . . digunakan digunakan untuk untuk mensimulasikan single line diagram* dengan menghitung load !lo maka nilai daya* rugi daya mensimulasikan single line diagram* dengan menghitung load !lo maka nilai daya* rugi daya dan !aktor daya akan diketahui. +asil dari aliran daya digunakan untuk mengetahui titik kerja dan !aktor daya akan diketahui. +asil dari aliran daya digunakan untuk mengetahui titik kerja generator di dalam kur,a per!ormance chart. +asil simulasi dengan program 'TAP Poer generator di dalam kur,a per!ormance chart. +asil simulasi dengan program 'TAP Poer Station . diperoleh beban terbesar yang harus disuplai oleh genset adalah -/ k0* 123 k4Ar* Station . diperoleh beban terbesar yang harus disuplai oleh genset adalah -/ k0* 123 k4Ar* /5
/5 k4k4A denA dengan gan !aktor daya !aktor daya *5- tertinggal (lagging). Setelah dimasukkan dalam *5- tertinggal (lagging). Setelah dimasukkan dalam per!ormaper!ormancence chart generator terlihat baha generator masih bekerja dalam batas kestabilan. #aya genset yang chart generator terlihat baha generator masih bekerja dalam batas kestabilan. #aya genset yang diguna
digunakan kan k4k4A seA sesuai dengan total suai dengan total daya beban daya beban yang harus yang harus disupldisuplai genset ai genset tersebutersebut t sebesar sebesar /5* (perh
/5* (perhitungan) dan itungan) dan /5 k4A /5 k4A (simulasi).(simulasi).
•
• AnalisaAnalisa
Ta
Tabel .- +asil Perhitungan #aya bel .- +asil Perhitungan #aya 6eakti! ( 7 )6eakti! ( 7 )
No
No Nama PanelNama Panel TeTeg /8 (4)g /8 (4) "os 9"os 9 Arus Terukur Arus Terukur (A)(A) #aya :P;#aya :P;(<0)(<0) #aya :S;#aya :S;(<4A)(<4A) #aya :7;#aya :7;(<4A6)(<4A6) 11 PP&&""TT&&11&&11 //55 ..55 1133..--// 5522.. 1155..22 33..--
-- PP&&==oooosstteer r PPuummpp //55 ..55 11.. ..--22 33..//55 //..>>
// LLPP&&99aacctt&&11 //55 ..55 22..33 .. .. //..
PP&&??@@LL&&11 //55 ..55 11..22 --11..>>33 --22.. 1133..22
PP&&??''LL&&11 //55 ..55 11--33.. 3333..3311 55//..--33 >>..>>
33 PP&&??''LL&&-- //55 ..55 111122.. 3311..33 2222.. 33..--
T
Toottaal l ==eebbaan n TTeerruukkuurr 3355..//
T
Toottaal l ##aayya a AAkkttii! ! ( ( kk00)) --33..//
T
Toottaal l ##aayya a SSeemmu u ( ( kk44A A )) //55..
T
Toottaal l ##aayya a 66eeaakkttii! ! ( ( kk44AAr r ))
1155..55--#alam masalah ini* dikehendaki perbaikan !aktor daya sesudah dipasang kapasitor adalah #alam masalah ini* dikehendaki perbaikan !aktor daya sesudah dipasang kapasitor adalah *>2. %ntuk itu diperlukan perhitungan untuk menentukan besar kapasitor yang akan *>2. %ntuk itu diperlukan perhitungan untuk menentukan besar kapasitor yang akan
dipasang pada masing&masing beban agar !aktor daya menjadi *>2. =erikut ini adalah cara dipasang pada masing&masing beban agar !aktor daya menjadi *>2. =erikut ini adalah cara untuk menghitung besarnya daya reakti! sebelum dan sesudah dipasang kapasitor serta untuk menghitung besarnya daya reakti! sebelum dan sesudah dipasang kapasitor serta menentukan besarnya kapasitor yang akan dipasang agar !aktor daya menjadi *>2. menentukan besarnya kapasitor yang akan dipasang agar !aktor daya menjadi *>2. 7 711 P.tan 9 P.tan 9 1 1 BBBBBBBB (.-) BBBBBBBB (.-) 7 7-- P.tan 9 P.tan 9-- BBBBBBBB (./) BBBBBBBB (./) 7c 7 7c 711 C 7 C 7-- BBBBBBBB (.) BBBBBBBB (.) Dc Dc BBBBBBBB BBBBBBBB (.)(.)
" BBBBBBBB (.3) #imanaE
71 #aya reakti! sebelum dipasang kapasitor
7- #aya reakti! sesudah dipasang kapasitor
7c #aya keluaran dari kapasitor.
9 1 Sudut !asa semula ( cos&1 *5 /3*52F )
9 - Sudut !asa yang dikehendaki ( cos&1 *>2 1*3F )
P #aya akti!
Dc 6eaktansi kapasiti!
" =esar kapasitor yang akan dipasang "ontoh Perhitungan pada panel P&"T&1&1E 71 52 x tan /3*52 3*- k4ar
7- 52 x tan 1*2 -1*5 k4ar
7c 3*- C -1*5 /* k4ar Dc /./-/ G
" >5* H9
Agar lebih mudah dalam membandingkan daya reakti! semula dan daya reakti! setelah !aktor daya dijadikan *>2 serta besar kapasitor yang harus dipasang pada masing&masing beban* maka berikut ini akan disajikan dalam bentuk tabel berikut ini.
Tabel ./ Perbandingan #aya 6eakti! ( 7 ) Sebelum dan Sesudah dipasang <apasitor
No Nama Panel 71 (<4ar) 7- (<4ar) 7c (<4ar) "os 91 "os 9- " ( H9 )
1 P&"T&1&1 3.- -1.5 /. .5 .>2 >5. - P&=ooster Pump /.> 1./- -.3/ .5 .>2 5. / LP&9act&1 /. 1. -. .5 .>2 . P&?@L&1 13.2 . 1.>2 .5 .>2 --. P&?'L&1 >.> 13.3> //.-3 .5 .>2 2//.5 3 P&?'L&- 3.- 1./ /.22 .5 .>2 325.3 Total 15.5- 31.2 1-/.5 -*21.5
#ari tabel diatas terlihat jelas baha setelah !aktor daya diperbaiki dengan pemasangan kapasitor pada tiap beban* maka daya reakti! yang terbuang (7c) cukup besar yaitu 1-/*5 k4Ar atau 33*> .
Selanjutnya dengan adanya perbaikan !aktor daya dapat dihitung pula berapa besar pengaruhnya terhadap penambahan kapasitas beban pada masing&masing panel.
Sin J- BBBBBBBB (.2) "os&1 J - J- BBBBBBBB (.5) 7K S . Sin J- BBBBBBBB (.>) Pt S - &QM- B...BBBBBB (.1) PK Pt C P BBBBBBBB (.11) <eterangan
7K 7 baru setelah !aktor daya diperbaiki Pt #aya total setelah !aktor daya diperbaiki
PK #aya yang tersisa setelah !aktor daya diperbaiki
#engan mengacu pada persamaan&persamaan diatas maka penambahan kapasitas beban pada masing&masing panel dapat dihitung sebagai berikutE
Panel P&"T&1&1E 7K S . Sin J -7K 15*2 k4A . sin 1*2 -3*/5 k4Ar Pt S- &QM -Pt 15*2- & -3*/5-Pt 111-2*> 1*52 <
Tabel . Nilai #aya Akti! ( P ) Sebelum dan Sesudah #ipasang <apasitor
No Nama Panel S (<4A) 7K (<4ar) "os 9 Pt (k0) #ayaTotal P (k0) #ayaaal PK (k0) #ayaSisa
1 P&"T&1&1 15.2 -3./5 .>2 1.52 52. 15.52 - P&=ooster Pump 3.5 1.3 .>2 3./5 .-2 1.11 / LP&9act&1 . 1.-1 .>2 .5 . .5 P&?@L&1 -2. 3.32 .>2 -3.3-2 -1.>3 .332 P&?'L&1 5/.-3 -.- .>2 5.23 33.31 1.1 3 P&?'L&- 22. 15.2- .>2 2.3> 31.3 1/.> Total /5. 2.55 ->5.2> -3. -./
Selanjutnya dengan menggunakan data pada table .1 yang merupakan hasil simulasi generator /54 dapat dihitung pula perbaikan !aktor daya dari *5- menjadi *>2. 71 -/ k0 x tan /*>1 123*3 k4ar
7- -/ k0 x tan 1*2 3/*5 k4ar
7c 123*3 C 3/*5 11/*1- k4ar
" -*>3 H9
=esarnya penambahan beban yang masih mungkin dilakukan adalah E 7K S . Sin J
-7K /5 k4A . sin 1*2 2*522 k4Ar Pt S- &QM
-Pt /5-
&2*522-Pt 5>-2*/ ->5*23 k0 PK Pt C P
PK ->5*23 C -/ *23 k0
Setelah dilakukan perhitungan diperoleh nilai total kapasitor yang harus dipasang untuk memperbaiki !actor daya dari semula *5 menjadi *>2 adalah sebesar -.21*5 H9 (tabel ./). #ari perhitungan kemungkinan penambahan kapasitas beban yang dapat dilakukan dengan asumsi nilai daya semu (S) adalah tetap* diperoleh baha apabila !aktor daya diperbaiki menjadi *>2 maka nilai daya reakti! (7) berkurang cukup besar dari semula 15*5- k4Ar (tabel ./) menjadi 2*55 k4Ar (tabel .) sehingga daya akti! (P) yang dapat digunakan bertambah sebesar -*/ k0 dari semula -3* k0 menjadi ->5*2> k0 (tabel .).
+asil simulasi dengan program 'TAP Poer Station . diperoleh nilai&nilai -/ k0* 123 k4Ar* /5 k4A dan !actor daya *5-. Setelah dilakukan perhitungan untuk memperbaiki !aktor daya dari *5- menjadi *>2 diperoleh nilai kapasitor yang harus dipasang adalah -.>3 H9. Perbaikan !aktor daya menjadi *>2 mampu menurunkan nilai daya reakti! (7) dari semula 123 k4A6 (tabel .1) menjadi 2*522 k4Ar dan meningkatkan daya akti! (P) sebesar *23 k0 dari semula -/ k0 (tabel .1) menjadi ->5*23 k0.
%ntuk menghitung dapat menghitung perbaikan !actor daya dengan lebih cepat maka dapat dicari dengan tabel I?9 sehingga E
7c k0 ?9 <eterangan E
?9 !actor pengali (multipliying !actor)
Sebagai contoh pada tabel .- pada panel P&"T&1&1E
7c k0 ?9 52 . /. <4ar
Nama E AOalia 0idi Andriani <elas E 1"&#/ TL
NI? E11/11--
#alam sistem listrik A"Arus =olak&=alik ada tiga jenis daya yang dikenal* khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Q)* yaituE
R #aya semu (S* 4A* 4olt Amper) R #aya akti! (P* 0* 0att)
%ntuk rangkaian listrik A"* bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoida* besarnya daya setiap saat tidak sama. ?aka daya yang merupakan daya rata&rata diukur dengan satuan
0att*#aya ini membentuk energi akti! persatuan aktu dan dapat diukur dengan kh meter dan juga merupakan daya nyata atau daya akti! (daya poros* daya yang sebenarnya) yang digunakan
oleh beban untuk melakukan tugas tertentu.
Sedangkan daya semu dinyatakan dengan satuan 4olt&Ampere (disingkat* 4A)* menyatakan kapasitas peralatan listrik* seperti yang tertera pada peralatan generator dan trans!ormator. Pada suatu instalasi* khususnya di pabrikindustri juga terdapat beban tertentu seperti motor listrik* yang memerlukan bentuk lain dari daya* yaitu daya reakti! (4A6) untuk membuat medan magnet atau dengan kata lain daya reakti! adalah daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan !lu magnetik sehingga timbul magnetisasi dan daya ini dikembalikan ke sistem karena e!ek induksi elektromagnetik itu sendiri* sehingga daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu sistim tenaga listrik.
$ambar 1. Segitiga #aya.
Pengertian 9aktor #aya 9aktor <erja
9aktor daya atau !aktor kerja adalah perbandingan antara daya akti! (att) dengan daya semudaya total (4A)* atau cosinus sudut antara daya akti! dan daya semudaya total (lihat gambar 1). #aya reakti! yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya !aktor daya akan menjadi lebih rendah. 9aktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.
Secara teoritis* jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik memiliki !aktor daya satu* maka daya maksimum yang ditrans!er setara dengan kapasitas sistim pendistribusian. Sehingga* dengan beban yang terinduksi dan jika !aktor daya berkisar dari *- hingga ** maka kapasitas jaringan distribusi listrik menjadi tertekan. adi* daya reakti! (4A6) harus serendah mungkin untuk keluaran k0 yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total (4A). 9aktor #aya 9aktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya akti! dan daya semu. 9aktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan !aktor daya ini menggunakan kapasitor.
9aktor daya ("os ) dapat dide!inisikan sebagai rasio perbandingan antara daya akti! (0att) dan daya nyata (4A) yang digunakan dalam sirkuit A" atau beda sudut !asa antara 4 dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos J .
9aktor #aya #aya Akti! (P) #aya Nyata (S) k0 k4A
4.I "os J 4.I "os J
9aktor daya mempunyai nilai rangeantara C 1 dan dapat juga dinyatakan dalam persen. 9aktor
daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu. Tan J #aya 6eakti! (7) #aya Akti! (P)
k4A6 k0
karena komponen daya akti! umumnya konstan (komponen k4A dan k4A6 berubah sesuai dengan !aktor daya)* maka dapat ditulis seperti berikut E
#aya 6eakti! (7) #aya Akti! (P) Tan J
sebuah contoh* rating kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki !aktor daya sebagai berikutE #aya reakti! pada pf aal #aya Akti! (P) Tan J1
#aya reakti! pada pf diperbaiki #aya Akti! (P) Tan J
-sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki !aktor daya adalah E #aya reakti! (k4A6) #aya Akti! (k0) (Tan J1 & Tan J-)
?'T@#A P'?ASAN$AN INSTALASI <APASIT@6
"ara pemasangan instalasi kapasitor dapat dibagi menjadi / bagian yaitu E 1. $lobal compensation
#engan metode ini kapasitor dipasang di induk panel ( ?#P )
Arus yang turun dari pemasangan model ini hanya di penghantar antara panel ?#P dan
trans!ormator. Sedangkan arus yang leat setelah ?#P tidak turun dengan demikian rugi akibat disipasi panas pada penghantar setelah ?#P tidak terpengaruh. Terlebih instalasi tenaga dengan penghantar yang cukup panjang #elta 4oltagenya masih cukup besar.
-. Sectoral "ompensation
#engan metoda ini kapasitor yang terdiri dari beberapa panel kapasitor dipasang dipanel S#P. "ara ini cocok diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan k,a dan terlebih jarak antara panel ?#P dan S#P cukup berjauhan.
/. Indi,idual "ompensation
#engan metoda ini kapasitor langsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar. "ara ini sebenarnya lebih e!ekti! dan lebih baik dari segi teknisnya. Namun ada kekurangan nya yaitu harus menyediakan ruang atau tempat khusus untuk
meletakkan kapasitor tersebut sehingga mengurangi nilai estetika. #isamping itu jika mesin yang dipasang sampai ratusan buah berarti total cost yang di perlukan lebih besar dari metode diatas adi* dari data yang telah disajikan* cara pemasangan kapasitor menggunakan cara Idi,idual "ompensation. <arena* kapasitor dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar
