Data Penulis:
Dosen STEKOM
Khoirur Rozikin, S.Kom, M.Kom Program Studi Sistem Komputer
Dani Sasmoko, S.T, M. Eng Program Studi Manajemen Informatika
Unang Achlison, S.T, M.Kom Program Studi Teknik Elektronika
Drs. Bambang Suhartono, M.Kom Program Studi Teknik Elektronika
Purwanto, S.Kom Program Studi Teknik Elektronika
Arsito Ari Kuncoro, S.Kom, M.Kom Program Studi Sistem Komputer
Budi Hartono, S.Kom, M.Kom Program Studi Sistem Komputer
Alumnus STEKOM
Agus Widayanto, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Lingga Hartadi, Amd Program Studi Teknik Komputer
Luy Usman, Amd Program Studi Teknik Elektronika
Muhammad Toha, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Rohmad Abidin, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Wahyu Utomo, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Jurnal ELKOM diterbitkan oleh Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer (STEKOM). Jurnal ELKOM sebagai sarana komunikasi dan penyebarluasan hasil penelitian,
pemikiran serta pengabdian pada masyarakat
Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining
Agus Widayanto, Khoirul Rozikin 1 – 6
Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android
Lingga Hartadi, Dani Sasmoko 7 – 18
Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk beban 500 kwatt
Luy Usman, Unang Achlison 19 – 24
Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System
Muhammad Toha, Bambang Suhartono 25 – 32
Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup
Purwanto 33 - 36
Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway
Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro 36 – 41
Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency
Unang Achlison 42 - 50
Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi
JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
Penanggung Jawab :
Ketua Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer
Pemimpin Redaksi :
Unang Achlison, S.T, M.Kom
Mitra Bestari :
Prof. YL Sukestiyarno M.S, Ph.D (Universitas Negeri Semarang)
Sekretaris Redaksi :
Purwanto, S.Kom
Dewan Redaksi :
Dr. Ir. Agus Wibowo, M.Kom, M.Si, M.M
Drs. Bambang Suhartono, M.Kom
Muhammad Muthohir, S.Kom, M.Kom
Ir. Paulus Hartanto, M.Kom
Sulartopo, S.Pd. M.Kom
Desain Grafis :
Joseph Teguh Santoso, S.Kom, M.Kom
Setyo Adi Nugroho, S.E, M.Kom
Alamat Redaksi :
Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat
Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer
Jl. Majapahit No. 605 Semarang Telp. 024-6723456
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa dengan terbitnya Jurnal ELKOM
(Elektronika dan Komputer) Edisi April 2015, Volume 8 Nomor 1 Tahun 2015 dengan
artikel-artikel yang selalu mengikuti perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi
dalam bidang Elektronika dan Komputer.
Semua artikel yang dimuat pada Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini
telah ditelaah oleh Dewan Redaksi yang mempunyai kompetensi di bidang Elektronika
dan Komputer.
Pada edisi ini kami menyajikan beberapa topik menarik antara lain makalah yang
menggunakan objek Hand Phone yaitu : “Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan
pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining”, dan “Aplikasi
Pembayaran SPP di Linkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server
Terintegrasi dengan SMS Gateway”. Topik selanjutnya adalah makalah yang
menggunakan aplikasi micro controller yaitu : “Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI
SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android”,
serta “Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification
(RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi”. Topik selanjutnya
adalah makalah yang menggunakan objek Elektronika yaitu : “Analisis Kebutuhan
Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk Beban 500 Kwatt”, “Efektifitas Solar
Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup”, dan “Pengaruh Bounching
Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency”. Topik selanjutnya adalah
makalah yang menggunakan aplikasi jaringan komputer yaitu : “Sistem Pendukung
Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive
Weighting (SAW) Berbasis Geographic Information System (GIS)”.
Terima kasih yang mendalam disampaikan kepada penulis makalah yang telah
berkontribusi pada penerbitan Jurnal ELKOM edisi kali ini. Dengan rendah hati dan
segala hormat, mengundang Dosen dan rekan sejawat peneliti dalam bidang Elektronika
dan Komputer untuk mengirimkan naskah, review, gagasan dan opini untuk disajikan pada
Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini.
Sebagai akhir kata, saran dan kritik terhadap Jurnal Elektronika dan Komputer
(ELKOM) yang membangun sangat diharapkan. Selamat membaca.
Semarang, April 2015
Vol.8 No.1 April 2015
JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ...i
Daftar Isi ... ii
1. Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan
Metode Forward Chaining (Agus Widayanto, Khoirul Rozikin) ... 1
2. Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan
Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android (Lingga Hartadi, Dani Sasmoko) ... 7
3. Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk Beban 500 Kwatt
(Luy Usman, Unang Achlison) ... 19
4. Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode
Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System
(Muhammad Toha, Bambang Suhartono) ... 25
5. Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup
(Purwanto) ... 33
6. Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client
Server Terintegrasi dengan SMS Gateway (Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro) ... 36
7. Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency
(Unang Achlison) ... 42
8. Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID)
dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA
PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT (Luy Usman, Unang Achlison)
19
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA
PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT
LUY USMAN, UNANG ACHLISON
Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Jl. Majapahit 605 & 304
Semarang Indonesia E-mail : unang@stekom.ac.id
Abstrak
Panel Capacitor Bank dalam suatu industri sangat berperan penting untuk menghemat pemakaian daya listrik terutama untuk industri dengan daya terpasang lebih dari 200 kVA. Industri dengan daya terpasang tersebut akan dikenai denda kVAr apabila faktor daya ( cos phi ) yang terukur kurang dari 0,85. Konsep dasar mengapa dalam sebuah industri diperlukan panel Capacitor Bank untuk memperbaiki faktor daya adalah karena di industri tersebut banyak menggunakan alat-alat yang didalamnya terdapat unsur lilitan dan inti besi. Alat-alat (beban) tersebut memiliki cos phi yang rendah.
Berdasarkan perhitungan kebutuhan Unit Capacitor untuk memperbaiki faktor daya (cos phi) maka lebih mudah menggunakan metoda Tabel Konversi. Berdasarkan jumlah unit kapasitor yang sesuai dengan nilai total kapasitas kapasitor untuk memperbaiki faktor daya maka lebih efisien menggunakan metoda perhitungan biasa.
Kapasitor yang digunakan untuk memperbesar faktor daya dipasang paralel dengan rangkaian beban. Sesudah pemasangan panel capacitor bank, seluruh atau sebagian daya reaktif yang diperlukan oleh beban induktif akan disuplai oleh capacitor bank. Sehingga tugas sentral listrik akan menjadi lebih ringan karena hanya menyuplai daya aktif saja.
Kata Kunci : Panel, Capacitor Bank
.
A. PENDAHULUAN
Seiring dengan lajunya perkembangan zaman banyak berdiri industri-industri baru maka kebutuhan akan suplai daya listrikpun meningkat. Dengan meningkatnya kebutuhan daya listrik, Pembangkit Tenaga Listrik yang ada di Indonesia belum mampu mencukupi kebutuhan konsumen tersebut sehingga terjadi pemadaman listrik secara bergilir. Pemadaman listrik ini tentunya sangat merugikan konsumen terutama untuk industri karena akan menyebabkan terhambatnya proses-proses produksi.
Pemerintah beberapa kali menetapkan kenaikkan bertahap per triwulan Harga Jual Tenaga Listrik yang disediakan oleh PT. PLN (Persero) dan dinyatakan dalam Tarif Dasar Tenaga Listrik. Kondisi ini menjadi motivasi bagi pelanggan untuk menghemat pemakaian
listrik. Dalam hal ini khususnya untuk industri dengan daya terpasang >200 kVA maka akan dikenai denda kVAr apabila faktor daya (cos phi) yang terukur < 0.85.
Berdasarkan informasi tersebut, penulis bermaksud membahas dan meneliti bagaimana cara menghemat energi listrik pada suatu industri dengan beban 500kWatt sehingga pemakaian daya listrik trafo PLN akan lebih efektif dan efisien.
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015 Daya Aktif (P) Faktor Daya = --- Daya Semu (S) B. DASAR TEORI Capacitor Bank
Capacitor Bank adalah sekumpulan
beberapa kapasitor yang disambung secara paralel untuk memperbaiki kualitas daya listrik dengan menaikkan faktor daya (cos φ / cos phi). Besaran yang dipakai untuk kapasitor ini adalah
Kilo Volt Ampere Reaktif (kVAr). Kapasitor
memiliki sifat listrik yang kapasitif sehingga mempunyai sifat mengurangi / menghilangkan terhadap sifat induktif. Dengan dasar inilah nilai faktor daya dapat diperbaiki. Sebelum dipasang
capacitor bank, daya aktif (kW) dan daya reaktif
(kVAr) yang diserap oleh beban induktif seluruhnya disuplai oleh sentral listrik (Trafo PLN), sehingga daya semu (kVA) dari sentral harus besar. Sesudah pemasangan capacitor
bank, seluruh atau sebagian daya reaktif yang
diperlukan oleh beban induktif akan disuplai oleh capacitor bank. Sehingga tugas sentral listrik akan menjadi lebih ringan karena hanya menyuplai daya aktif saja.
Gambar 1. Panel Capacitor Bank kVAr Faktor Daya
Faktor daya atau biasa disebut dengan cos φ adalah perbandingan antara daya aktif (Watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 2.2). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Bila sudut pergeseran kecil maka nilai kVAr semakin kecil. Penurunan faktor daya memerlukan arus yang lebih besar untuk daya yang diketahui. Hal ini menyebabkan penurunan tegangan dan
kerugian arus dalam transmisi bertambah besar. Untuk alasan ini perusahaan sumber listrik ( PLN ) memberikan denda untuk faktor daya yang lebih rendah dari 0,85.
Faktor daya yang rendah bisa disebabkan oleh peralatan yang mengandung lilitan dan inti besi seperti motor induksi dan unit-unit balas (
ballast ) dari lampu TL. Peralatan seperti ini
disebut juga beban induktif. Beban seperti ini tidak memerlukan arus untuk melakukan kerja bermanfaat, melainkan hanya untuk membangkitkan medan magnet. Rumus perhitungan faktor daya adalah sebagai berikut :
Sumber :
http://digilib.petra.co.ac.id/viewer.php
Komponen daya aktif ( active power ) umumnya konstan namun untuk daya semu ( apparent
power ) dan daya reaktif ( reactive power ) akan
berubah sesuai dengan faktor daya, maka dapat ditulis seperti berikut :
Sumber :
http://digilib.petra.co.ac.id/viewer.php
Gambar 2. Vektor Segitiga Daya Sumber : Capacitor Bank Training. Jakarta :
Shceneider Electric, 2007
Q S
P
Active Power ( P ) = V.I.Cos φ (W / kW)
Reactive Power ( Q ) = V.I.Sin φ atau
P.Tan φ (VAR / kVAr)
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA
PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT (Luy Usman, Unang Achlison)
21 Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya :
a. Tagihan listrik akan menjadi kecil. b. Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik
akan meningkat.
c. Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem. Jika faktor daya lebih kecil dari 0,85 maka kapasitas daya aktif (kW) yang digunakan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya faktor daya sistem kelistrikan. Akibat menurunnya faktor daya maka akan timbul beberapa persoalan diantaranya :
a. Daya terpasang listrik PLN ( kVA) tidak dapat optimal. Jika beban yang ada sudah mencapai batas arus yang diijinkan maka tidak dapat menambah beban listrik lagi sedangkan daya semu ( kW ) yang terpakai masih dibawah daya terpasang.
b. Dengan faktor daya yang rendah akan dikenakan penalty / denda dari PLN yang nilai rupiahnya cukup tinggi. Hal ini karena sudah melebihi ketentuan yang distandarkan dari PLN yaitu sebesar 0,85.
c. Arus listrik menjadi lebih tinggi. Dengan arus yang tinggi ini akan menjadikan kabel lebih panas karena energi yang terbuang karena arus.
Metoda Pemasangan Capacitor Bank
Cara pemasangan instalasi kapasitor untuk kapasitas tegangan rendah dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
a. Global compensation
Dengan metode ini kapasitor dipasang di induk panel ( MDP / Main Distribution
Panel ). Arus reaktif yang mengalir dari
pemasangan model ini hanya di penghantar antara panel MDP dan transformator. Sedangkan arus yang lewat setelah MDP tidak turun dengan demikian rugi akibat disipasi panas pada penghantar setelah MDP tidak terpengaruh.
Gambar 3. Low Voltage Global
Compensation
Sumber : Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007
b. Sectoral Compensation
Dengan metoda ini kapasitor yang terdiri dari beberapa panel kapasitor dipasang di panel SDP ( Sub Distribution Panel ). Cara ini cocok diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan KVA dan terlebih jarak antara panel MDP dan SDP cukup berjauhan.
Gambar 4. Low Voltage Sectoral
Compensation
Sumber : Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
Qc = P x (tan φ awal – tan φ target) c. Individual Compensation
Dengan metoda ini kapasitor langsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar. Cara ini sebenarnya lebih efektif dan lebih baik dari segi teknisnya. Namun ada kekurangannya yaitu harus menyediakan ruang atau tempat khusus untuk meletakkan kapasitor tersebut sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu jika mesin yang dipasang sampai ratusan buah berarti total biaya yang di perlukan lebih besar dari metode diatas.
Gambar 5. Low Voltage Individual
Compensation
Sumber : Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007
Perhitungan Kebutuhan Unit Capacitor
Terdapat beberapa cara untuk memperbaiki faktor daya, cara-cara yang biasa digunakan adalah sebagai berikut :
a. Metoda Perhitungan Biasa
Data yang diperlukan antara lain adalah daya aktif lama (P1), faktor daya lama (cos
φ1) dan faktor daya target (cos φ2). Mula-mula dihitung terlebih dahulu daya semu lama (S1) dan daya reaktif lama (Q1) dengan
rumus sebagai berikut :
Sumber :
http://digilib.petra.co.ac.id/viewer.php
Q1 merupakan daya reaktif sebelum
diperbaiki faktor dayanya. Bila diinginkan
faktor daya diperbaiki (cos φ2), maka besarnya daya aktif target (P2) dan daya
semu target (S2) adalah :
Sumber :
http://digilib.petra.co.ac.id/viewer.php Sehingga daya reaktif target adalah :
Sumber :
http://digilib.petra.co.ac.id/viewer.php
Setelah Q1 dan Q2 diketahui maka besarnya kapasitas kapasitor yang dibutuhkan adalah :
Sumber :
http://digilib.petra.co.ac.id/viewer.php b. Metoda Tabel Konversi
Untuk menghitung besarnya daya reaktif dapat dilakukan melalui tabel konversi, tabel ini menyajikan suatu data dengan input faktor daya mula – mula sebesar cos φ1 dan faktor daya yang diinginkan cos φ2 maka besarnya faktor pengali dapat dilihat melalui tabel konversi.
Dengan metoda tabel konversi kebutuhan unit kapasitor dapat ditentukan dengan rumus :
Sumber : Katalog Produk. Jakarta : Abdi Bangun Buana (ABB), 2004
dimana :
P = daya aktif (kW)
Qc = kapasitas kapasitor total (kVAr)
Besarnya (tan phi awal – tan phi target) dapat dilihat pada tabel 1.
S1 = P1 / cos φ1 _______ Q1 = √S1² - P1² P2 = P1 / cos φ2 S2 = P2 / cos φ2 _______ Q2 = √S2² - P2² Qc = Q1 - Q2
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA
PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT (Luy Usman, Unang Achlison)
23 C. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebuah industri mempunyai kebutuhan listrik dengan dengan parameter listrik pada beban puncak yaitu :
Tegangan : 380 Volt AC
Cos φ1 : 0,70 (faktor daya awal) P : 500 kW
Industri tersebut menginginkan faktor dayanya menjadi 0,98 (Cos φ2).
jumlah kapasitor yang dibutuhkan dapat dihitung sebagai berikut :
a. Metoda Perhitungan Biasa S1 = P1 / cos φ1 = 500.000 W/ 0,70 = 714285,7 VA, maka besarnya Q1 : _______ Q1 = √S1² - P1² ___________________ = √(714285,7)² - (500.000)² ________________ = √260204061224,49 = 510.102 VAr
Q1 merupakan daya reaktif sebelum
diperbaiki faktor dayanya.
Jika faktor daya target adalah 0,98 (Cos φ2 = 0,98), maka besarnya daya aktif target (P2)
dan daya semu target (S2) setelah diperbaiki
faktor dayanya adalah : P2 = P1 / cos φ2 = 500.000 W / 0,98 = 510204,08 W S2 = P2 / cos φ2 = 510204,08 W / 0,98 = 520616,40 VA
Sehingga daya reaktif target adalah : _______ Q2 = √S2² - P2² __________________ = √(520616,40)² - (510204,08)² ______________ = √10733232700,31 = 103.601,32 VAr
Jadi besarnya total kapasitas kapasitor yang dibutuhkan adalah :
Qc = Q1 - Q2
= 510.102 - 103.601,32 = 406.500,68 VAr = 406,5 kVAr
Berdasarkan nilai total kapasitas kapasitor tersebut maka dapat ditentukan jumlah unit kapasitor. Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 50 kVAr per unit maka akan dibutuhkan sebanyak 8 unit kapasitor ditambah satu unit terakhir yaitu sebesar 13 kVAr dan bertegangan 380 Volt AC.
b. Metoda Tabel Konversi
Besarnya (tan phi awal – tan phi target) dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel tersebut dicontohkan bahwa jika cos φ awal 0,70 dan cos φ target 0,98 maka besarnya faktor pengali adalah 0,82. Maka dengan metoda perhitungan tabel konversi, jumlah kapasitor yang dibutuhkan dapat dihitung sebagai berikut : Qc = P x (tan φ awal – tan φ target)
= 500.000 W x 0,82 = 410.000 VAr = 410 kVAr
Berdasarkan nilai total kapasitas kapasitor tersebut maka dapat ditentukan jumlah unit kapasitor. Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 50 kVAr per unit maka akan dibutuhkan sebanyak 8 unit kapasitor ditambah satu unit terakhir yaitu sebesar 20 kVAr dan bertegangan 380 Volt AC.
D. SIMPULAN
Berdasarkan perhitungan kebutuhan Unit
Capacitor untuk memperbaiki faktor daya maka
lebih mudah menggunakan metoda Tabel Konversi. Berdasarkan jumlah unit kapasitor yang sesuai dengan nilai total kapasitas kapasitor untuk memperbaiki faktor daya maka lebih efisien menggunakan metoda perhitungan biasa.
DAFTAR PUSTAKA
Abdi Bangun Buana, 2002. ABB Capacitor Bank Manual Book.
Merlin Gerin, 2008. Merlin Gerin Pricelist.
Schneider Electric, 2007. Capacitor Bank Training For Panel Builder.
Supreme Cable, 2005. Power Cable Catalogue. Telemecanique, 2008. Koreksi Faktor Daya (
Kapasitor – Regulator ). http://digilib.petra.ac.id/viewer.php
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/perbaikan- faktor-daya.html
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
LAMPIRAN
Tabel 2.1. Cos φ Tan φ Conversion Table Sumber : Katalog Produk. Jakarta : Abdi Bangun
