FAKTOR DAYA
I .
DASAR TEORI
1.
Daya
Secara umum,pengertian daya adalah energiyang dikeluarkan untuk melakukan usaha.
Dalam sistem tenaga listrik,daya merupakan jumlah energilistrik yang digunakan untuk melakukan usaha.Daya listrikbiasanya dinyatakan dalam satuan Watt.
P = VI Terdapattiga macam daya yaitu :
1. Daya aktif(P)
Daya aktifadalah daya yang terpakaiuntuk melakukan usaha atau energi sebenarnya.
Satuan daya aktifadalah watt.
P1Φ= V Icosφ 2. Daya reaktif(Q)
Daya Reaktif(reactive power)adalah daya yang disuplaioleh komponen reaktif.Satuan daya reaktifadalah VAR.
Q1Φ= V Isin φ
3. Daya semu (S)
Daya semu (apparentpower)adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms (Vrms)dan arus rms (Irms)dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasilpenjumlahan trigonometriantara daya aktifdan daya reaktif.Satuan daya nyata adalah VA.
2.
Fakt or Daya
Faktordaya yang dinotasikan sebagaicos φ didefinisikan sebagaiperbandingan antara arus yang dapatmenghasilkan kerja didalam suatu rangkaian terhadap arus totalyang masuk kedalam rangkaian atau dapatdikatakan sebagaiperbandingan daya aktif(kW)dan daya semu (kVA).Daya reaktifyang tinggiakan meningkatkan sudutinidan sebagaihasilnya faktordaya akan menjadilebih rendah.Faktordaya selalu lebih kecilatau sama dengan satu.
Dalam sistem tenaga listrik dikenal3 jenis faktordaya yaitu faktordaya unity,faktordaya terbelakang (lagging)dan faktordaya terdahulu (leading)yang ditentukan oleh jenis beban yang ada pada sistem.
1. FaktorDaya Unity
Faktordaya unity adalah keadaan saatnilaicosφ adalah satu dan tegangan sephasa dengan arus.Faktordaya Unityakan terjadibila jenisbeban adalah resistifmurni
Gambar1ArusSephasa Dengan Tegangan
Pada Gambarterlihatnilaicos φ sama dengan 1,yang menyebabkan jumlah daya nyata yang dikonsumsibeban sama dengan daya semu.
2. FaktorDaya Terbelakang (Lagging)
Faktordaya terbelakang (lagging)adalah keadaan faktordaya saatmemilikikondisi-kondisisebagai berikut:
1. Beban/peralatan listrikmemerlukan daya reaktifdarisistem atau beban bersifatinduktif.
2. Arus(I)terbelakang daritegangan (V),V mendahuluiIdengan sudutφ
Gambar2Arustertinggaldaritegangan sebesarsudutφ
DariGambarterlihatbahwa arus tertinggaldaritegangan maka daya reaktifmendahuluidaya semu,berartibeban membutuhkan atau menerima daya reaktifdarisistem.
3. FaktorDaya Mendahului(Leading)
Faktordaya mendahului(leading)adalah keadaan faktordaya saatmemilikikondisi-kondisisebagai berikut:
1. Beban/peralatan listrikmemberikan daya reaktifdarisistem atau beban bersifatkapasitif.
2. Arusmendahuluitegangan,V terbelakang dariIdengan sudutφ
Gambar3ArusMendahuluiTegangan SebesarSudutφ
DariGambarterlihatbahwa arus mendahuluitegangan maka daya reaktiftertinggaldaridaya semu,berartibeban memberikan daya reaktifkepada sistem.
3.
Penyebab Fakt or Daya Rendah
Hal-halyang menyebabkan faktordaya bernilairendah,diantaranya penggunaan beban induktif berupa :
1. Transformator, 2. Motorinduksi,
3. GeneratorIiduksi,dan 4. Lampu TL.
4.
Al asan Fakt or Daya Di per bai ki
Beberapa alasan mengapa besarnya faktordaya harusdiperbaiki,diantaranya :
1. Mengurangibiaya pengoperasian peralatan listrik,
2. Meningkatkan kapasitassistem dan mengurangirugi-rugipada sistem yang dioperasikan,dan
3. Mengurangibesarnya tegangan jatuh yang biasa disebabkan pada saattransmisidaya.
5.
Kapasi t or Bank
Kapasitormerupakan komponen yang hanya dapatmenyimpan dan memberikan energiyang terbatassesuaidengan kapsitasnya.Pada dasarnya kapasitortersusun oleh dua keping sejajaryang
disebutelectrodesyang dipisahkan oleh suatu ruangan yang disebutdielectricyang pada saatdiberi tegangan akan menyimpan energi.
Dalam sistem tenaga listrik kapasitorsering digunakan untuk memperbaikitegangan jaringan dan untuk menyuplaidaya reaktifke beban yang berfungsiuntuk memperbaikinilaifaktordaya dari sistem.Dalam perbaikan faktor daya kapasitor-kapasitor dirangkaidalam suatu panelyang disebutcapacitorbank.Selain itu kapasitorbankdapatjuga digunakan untuk aplikasilain yaitu filter harmonisa,proteksiterhadap petir,untuk transformertesting,generatorimpuls,voltage divider kapasitor.
5.
Met oda Pemasangan I nst al asi Kapasi t or Bank
Metode pemasangan kapasitortergantung darifungsiyang diinginkan.Cara pemasangan instalasikapasitordapatdibagimenjadi3 bagian yaitu :globalcompensation,individual
compensation,group compensation.
Gambar4 Metode Pemasangan InstalasiKapasitorBank
1. GlobalCompensation
Dengan metode inikapasitordipasang diindukpanel(MDP).Arusyang turun dari
pemasangan modelinihanya dipenghantarantara panelMDP dan transformator.Sedangkan arus yang lewatsetelah MDP tidakturun dengan demikian rugiakibatdisipasipanaspada penghantar setelah MDP tidakterpengaruh.Terlebih instalasitenaga dengan penghantaryang cukup panjang Delta Voltagenya masih cukup besar.
Kelebihan :
• Pemanfaatan kompensasidaya reaktifnya lebih baikkarena semua motortidakbekerja pada waktu
yang sama.
• Biaya pemeliharaan rendah.
Kekurangan :
• Switching peralatan pengaman bisa menimbulkan ledakan.
• Transientyang disebabkan oleh energizing grup kapasitordalam jumlah besar.
• Hanya memberikan kompensasipada sisiatasnya (upstream).
• Kebutuhan ruang.
2. Group Compensation
Dengan metoda inikapasitoryang terdiridaribeberapa panelkapasitordipasang dipanelSDP.
Cara inicocokditerapkan pada industridengan kapasitasbeban terpasang besarsampairibuan kva dan terlebih jarakantara panelMDP dan SDP cukup berjauhan.
Kelebihan :
• Biaya pemasangan rendah.
• Kapasitansipemasangan bisa dimanfaatkan sepenuhnya.
• Biaya pemilaharaan rendah.
Kekurangan :
• Perlu dipasang kapasitorbankpada setiap SDP atau MV/LV bus.
• Hanya memberikan kompensasipada sisiatas.
• Kebutuhan ruangan
3. IndividualCompensation
Dengan metoda inikapasitorlangsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyaidaya yang besar.Cara inisebenarnya lebih efektifdan lebih baikdarisegiteknisnya.
Namun ada kekurangan nya yaitu harusmenyediakan ruang atau tempatkhususuntukmeletakkan kapasitortersebutsehingga menguranginilaiestetika.Disamping itu jika mesin yang dipasang sampairatusan buah berartitotalcostyang diperlukan lebih besardarimetode diatas.
Kelebihan :
• Meningkatkan kapasitassaluran suplai.
• Memperbaikitegangan secara langsung.
• Kapasitordan beban ON/OFF secara bersamaan.
• Pemeliharaan dan pemasangan unitkapasitormudah.
Kekurangan :
• Biaya pemasangan tinggi.
• Membutuhkan perhitungan yang banyak
• Kapasitasterpasang tidakdimanfaatkan sepenuhnya
• Terjadifenomena transientyang besarakibatsering dilakukan switching ON/OFF.
• Waktu kapasitorOFF lebih banyakdibanding waktu kapasitorON
6.
Cont oh Panel dan Macam- macam Kapasi t or Bank
1.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)20KVAR 1 Unit1,962.50 2.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)425KVAR 1 Unit15,755.00 3.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)350KVAR 1 Unit12,929.30 4.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)50KVAR 1 Unit2,467.50 5.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)7.5KVAR 1 Unit1,457.00
6.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)100KVAR 1 Unit4,084.00 7.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)30KVAR 1 Unit1,916.00 8.PanelCapasitorBank
(PanelKapasitorBank)25KVAR 1 Unit1,694.80
DaftarHarga KapasitorBankMerek'SCHNEIDER'
I.Type VarplusCan Standard Duty 1.10.4 KVAR 400V = Rp.1.105.000,- 2.12.5 KVAR 400V = Rp.1.301.000,- 3.15 KVAR 400V = Rp.1.496.000,- 4.20 KVAR 400V = Rp.1.754.000,- 5.25 KVAR 400V = Rp.1.978.000,- 6.50 KVAR 400V = Rp.3.956.000,- 7.100 KVAR 400V = Rp.7.912.000,-
II.Type VarplusCan HeavyDuty 1.10.4 KVAR 400V = Rp.1.382.000,- 2.12.5 KVAR 400V = Rp.1.626.000,- 3.15 KVAR 400V = Rp.1.870.000,- 4.20 KVAR 400V = Rp.2.192.000,- 5.25 KVAR 400V = Rp.2.473.000,- 6.50 KVAR 400V = Rp.4.946.000,- 7.100 KVAR 400V = Rp.9.892.000,-
III.Type VarplusCan HeavyDuty 1.20 KVAR 525V = Rp.2.056.000,- 2.40 KVAR 525V = Rp.3.526.000,- 3.80 KVAR 525V = Rp.7.054.000,- 4.160 KVAR 525V = Rp.14.109.000,-
IV.Type VarplusBoxHeavyDuty 1.10.4 KVAR 400V = Rp.1.454.000,-
2.12.5 KVAR 400V = Rp.1.711.000,- 3.15 KVAR 400V = Rp.1.969.000,- 4.20 KVAR 400V = Rp.2.307.000,- 5.25 KVAR 400V = Rp.2.602.000,- 6.50 KVAR 400V = Rp.4.374.000,- 7.75 KVAR 400V = Rp.6.446.000,- 8.100 KVAR 400V = Rp.8.746.000,-
V.Type VarplusBoxHeavyDuty 1.20 KVAR 525V = Rp.2.164.000,- 2.40 KVAR 525V = Rp.3.712.000,- 3.80 KVAR 525V = Rp.7.197.000,- 4.160 KVAR 525V = Rp.14.396.000,-
I I . PEMBAHASAN DAN KASUS
1.
Kasus seder hana
Sebuah lampu 20Wattterhubung pada tegangan listrik220V,(dengan faktordaya=0.766,kalau dihitung pakaikalkulatorketemu 40 derajat,dan sin Φ=0.643)maka:
Pnyata = V *I*cosΦ
Sehingga I= Pnyata /(V *cosΦ)
= 20 /(220 *0.766)
= 0.119 Ampere
Nilaiinilah yang ditunjukoleh ampere meter! Psemu = V *I
= 220 *0.119
= 26,11 VA
Pbuta = V *I*sin Φ
= 220 *0.119 *0.643
= 16.83 VAR
Kemudian dipasangkan kapasitor(yang ternyata disebut-sebutsebagaialatpenghematlistrikitu), sehingga faktordayanya naikmenjadi0.940,(kalau dihitung dengan kalkulatorketemu 20 derajat dengan sin Φ = 0.342),maka kalau digambarkan lagimenjadi:
Pnyata = V *I*cosΦ
Sehingga I= Pnyata /(V *cosΦ)
= 20 /(220 *0.940)
= 0.097 Ampere
Nilaiinilah yang ditunjukoleh ampere meter! Psemu = V *I
= 220 *0.097
= 21.27 VA
Pbuta = V *I*sin Φ
= 220 *0.097 *0.342
= 7.30 VAR
Terusberapa nilaikapasitoryang ditambahkan oleh alatpenghemattadi,yaitu:16.83 VAR-7.30 VAR
= 9.53 VAR.
2.
Kasus Di i ndust r i ( PT. ASI AN PROFI LE I NDOSTEEL)
Pabrikmemasang sebuah trafo 1500 kVA.Kebutuhan parikpada mulanya 1160 kVA dengan faktor daya 0,70.Persentase pembebanan trafo sekitar78 persen (1160/1500 = 77.3 persen).
Untukmemperbaikifaktordaya dan untukmencegah denda oleh pemasoklistrik,pabrik
menambahkan sekitar425 kVArpada beban motor.Halinimeningkatkan faktordaya hingga 0,9, dan mengurangikVA yang diperlukan menjadi902 kVA,yang merupakan penjumlahan vektorkW
dankVAr.Trafo 1500 kVA kemudian hanya berbeban 60 persen darikapasitasnya.Sehingga pabrik akan dapatmenambah beban pada trafonya dimasa mendatang.
P(aktif)= V *I*cosΦ
= 1160 *0.70
= 812 KW P(aktif)= V *I*cosΦ Sehingga I= P(aktif)/(V *cosΦ)
= 812 /(220 *0.70)
= 5.27272 KA
Nilaiinilah yang ditunjukoleh ampere meter. P(semu)= V *I
= 220 *5.27272
= 1160 KVA P(reaktif)= V *I*sin Φ
= 220 *5.27272*0.71
= 828 KVAR
P(aktif)= V *I*cosΦ
812= 220 *I*0.90 I= 4.10 KA
P(semu)= V *I
= 220 *4.10
= 902 KVA P(reaktif)= V *I*sin Φ
= 220 *4.10 *0.48
= 437,29 KVAR
Maka capasitoryang dibutuhkan sebesar828 KVAR-437,29 KVAR =390.71 KVAR
Yang akan dipasang diIndustriiniadalah (PanelKapasitorBank)425KVAR 1 Unit15,755.00
Diposkan 6th April2012 oleh muhammadrizal22 Label:Tugas
7
Lihatkomentar 1.
Irwan29 Maret2013 19.14
Just correction mas: Pada sytem 3 fasa seperticontoh diatas,persamaan yang harusnya digunakan adalah persamaan untuk
listrik 3 fasa, yaitu:
P = 1.732*380*I*cos phi
contoh pada perhitungan kasus 2:
P aktif=812 KW
P=1.732*Vp-p*I*cosphi I=812/(1.732*380*0.7)
I=1.762 A
Dst.
Semoga bermanfaat Balas
2.
Asep S6 Agustus2013 23.44
Gan mau tanya,apakah sudah ada/dibuatpabrik alatpemutus aliran listrik ketika tegangan listrik di rumah tiba-tiba naik/berlebih kalo ada apa nama alatnya dan di mana bisa pesan.
Mohon info ke [email protected] Terima kasih,
ttd.
Asep S.
Balas Balasan
1.
Unknown6 Oktober2013 10.17
Pak asep,
MCB yang terpasang diKWH metering kan fungsinya jg buatpemutus arus listrik kalau terjadiover current.
2.
RomiHidayat5 April2014 22.00
knapa ga pake under/overaja itu bagus buatmemutuskan ketika listrik kita voltage nya naik/turun.uper voltage/undervoltage bisa disetting tergatung kebutuhan....
