FAKTOR DAYA
FAKTOR DAYA
I.
I.
DASAR TEORI
DASAR TEORI
1.
1. Daya
Daya
Secara umum, pengertian daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Secara umum, pengertian daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dal
Dalam am sisistestem m tentenaga aga lilistrstrik, ik, daydaya a mermerupaupakan kan jumjumlah lah eneenergrgi i lislistritrik k yanyang g digdigunaunakan kan untuntuk uk melakukan usaha. Da
melakukan usaha. Daya listrik biasanya dinyatakan ya listrik biasanya dinyatakan dalam satuan Wattdalam satuan Watt.. P = VI
P = VI Te
Terdapat tiga macam rdapat tiga macam daya yaitu daya yaitu 1.
1. Daya akti! "P#Daya akti! "P#
Daya akti! adalah daya yang terpakai untu
Daya akti! adalah daya yang terpakai untuk melakukan usaha atau energi k melakukan usaha atau energi sebenarsebenarnya.nya. Satuan daya akti! adalah $att.
Satuan daya akti! adalah $att.
P
P1%1%= = V V I I c&s c&s ''
(.
(. Daya reakti! ")#Daya reakti! ")# Daya *eakti!
Daya *eakti! (reactive power)(reactive power) adalah daya yang di suplai &leh k&mp&nen reakti!. Satuanadalah daya yang di suplai &leh k&mp&nen reakti!. Satuan daya reakti! adalah V+*.
daya reakti! adalah V+*.
)
)1%1% = = V I V I sin 'sin '
.
. Daya semu "S#Daya semu "S# Daya semu "
Daya semu "apparent power apparent power # adalah # adalah daya yang daya yang dihasdihasilkan &leh perkalian antara teganganilkan &leh perkalian antara tegangan rms "V
rms "Vrmsrms# dan arus rms "I# dan arus rms "Irmsrms# dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan# dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan
trig&n&metri antara daya akti!
trig&n&metri antara daya akti! dan daya reakdan daya reakti!. Satuan daya ti!. Satuan daya nyata adalah V+nyata adalah V+..
(.
(. Faktor Daya
Faktor Daya
-akt&r daya yang din&tasikan sebagai c&s ' dide!inisikan sebagai perbandingan antara arus -akt&r daya yang din&tasikan sebagai c&s ' dide!inisikan sebagai perbandingan antara arus yang dapat menghasilkan kerja didalam suatu rangkaian terhadap arus t&tal yang masuk kedalam yang dapat menghasilkan kerja didalam suatu rangkaian terhadap arus t&tal yang masuk kedalam rangkaian atau dapat dikatakan sebagai perbandingan daya akti! "kW# dan daya semu "kV+#. rangkaian atau dapat dikatakan sebagai perbandingan daya akti! "kW# dan daya semu "kV+#. Daya reakti! yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya !akt&r daya akan Daya reakti! yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya !akt&r daya akan menjadi lebih rendah. -akt&r daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.
menjadi lebih rendah. -akt&r daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.
Dalam sistem tenaga listrik dikenal jenis !akt&r daya yaitu !akt&r daya unity, !akt&r daya Dalam sistem tenaga listrik dikenal jenis !akt&r daya yaitu !akt&r daya unity, !akt&r daya terbelakang "
terbelakang "lagging lagging # dan !akt&r daya terdahulu "leading# yang ditentukan &leh jenis beban yang# dan !akt&r daya terdahulu "leading# yang ditentukan &leh jenis beban yang ada pada sistem.
1. -akt&r Daya Unity
-akt&r daya unity adalah keadaan saat nilai c&s ' adalah satu dan tegangan sephasa dengan arus. -akt&r daya Unity akan terjadi bila jenis beban adalah resisti! murni
Gambar 1 Arus Sephasa Dengan Tegangan
Pada ambar terlihat nilai c&s ' sama dengan 1, yang menyebabkan jumlah daya nyata yang dik&nsumsi beban sama dengan daya semu.
(. -akt&r Daya Terbelakang " Lagging #
-akt&r daya terbelakang "lagging # adalah keadaan !akt&r daya saat memiliki k&ndisi/k&ndisi sebagai berikut
1. 0eban peralatan listrik memerlukan daya reakti! dari sistem atau beban bersi!at indukti!. (. +rus "I # terbelakang dari tegangan "V#, V mendahului I dengan sudut '
Gambar 2 Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ
Dari ambar terlihat bah$a arus tertinggal dari tegangan maka daya reakti! mendahului daya semu, berarti beban membutuhkan atau menerima daya reakti! dari sistem.
. -akt&r Daya 2endahului " Leading #
-akt&r daya mendahului "leading # adalah keadaan !akt&r daya saat memiliki k&ndisi/k&ndisi sebagai berikut
1. 0eban peralatan listrik memberikan daya reakti! dari sistem atau beban bersi!at kapasiti!. (. +rus mendahului tegangan, V terbelakang dari I dengan sudut '
Gambar 3 Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut φ
Dari ambar terlihat bah$a arus mendahului tegangan maka daya reakti! tertinggal dari daya semu, berarti beban memberikan daya reakti! kepada sistem.
. Penyebab Faktor Daya Rendah
3al/hal yang menyebabkan !akt&r daya bernilai rendah, diantaranya penggunaan beban indukti! berupa
1. Trans!&rmat&r, (. 2&t&r induksi,
. enerat&r Iiduksi, dan 4. 5ampu T5.
4. Alasan Faktor Daya D!erbak
0eberapa alasan mengapa besarnya !akt&r daya harus diperbaiki, diantaranya 1. 2engurangi biaya peng&perasian peralatan listrik,
(. 2eningkatkan kapasitas sistem dan mengurangi rugi/rugi pada sistem yang di&perasikan, dan . 2engurangi besarnya tegangan jatuh yang biasa disebabkan pada saat transmisi daya.
6. Ka!astor "ank
7apasit&r merupakan k&mp&nen yang hanya dapat menyimpan dan memberikan energi yang terbatas sesuai dengan kapsitasnya. Pada dasarnya kapasit&r tersusun &leh dua keping sejajar yang disebut electrodes yang dipisahkan &leh suatu ruangan yang disebut dielectric yang pada saat diberi tegangan akan menyimpan energi.
Dalam sistem tenaga listrik kapasit&r sering digunakan untuk memperbaiki tegangan jaringan dan untuk menyuplai daya reakti! ke beban yang ber!ungsi untuk memperbaiki nilai !akt&r daya dari sistem. Dalam perbaikan !akt&r daya kapasit&r/kapasit&r dirangkai dalam suatu panel yang disebut capacitor bank . Selain itu kapasit&r bank dapat juga digunakan untuk aplikasi lain yaitu !ilter harm&nisa, pr&teksi terhadap petir, untuk transor!er testing" generator i!puls" voltage divider kapasitor#
6. #etoda Pemasan$an Instalas Ka!astor "ank
2et&de pemasangan kapasit&r tergantung dari !ungsi yang diinginkan. 8ara pemasangan instalasi kapasit&r dapat dibagi menjadi bagian yaitu global co!pensation" individual
co!pensation" group co!pensation#
Gambar % Metode $e!asangan %nstalasi &apasitor 'ank 1. Global Compensation
Dengan met&de ini kapasit&r dipasang di induk panel "2DP#. +rus yang turun dari
pemasangan m&del ini hanya di penghantar antara panel 2DP dan trans!&rmat&r. Sedangkan arus yang le$at setelah 2DP tidak turun dengan demikian rugi akibat disipasi panas pada penghantar setelah 2DP tidak terpengaruh. Terlebih instalasi tenaga dengan penghantar yang cukup panjang Delta V<agenya masih cukup besar.
Kelebhan &
• Peman!aatan k&mpensasi daya reakti!nya lebih baik karena semua m&t&r tidak bekerja pada
$aktu yang sama.
• 0iaya pemeliharaan rendah.
Kek'ran$an &
• S$itching peralatan pengaman bisa menimbulkan ledakan.
• Transient yang disebabkan &leh energi9ing grup kapasit&r dalam jumlah besar. • 3anya memberikan k&mpensasi pada sisi atasnya "upstrea!#.
• 7ebutuhan ruang.
Dengan met&da ini kapasit&r yang terdiri dari beberapa panel kapasit&r dipasang dipanel SDP. 8ara ini c&c&k diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan k:a dan terlebih jarak antara panel 2DP dan SDP cukup berjauhan.
Kelebhan &
• 0iaya pemasangan rendah.
• 7apasitansi pemasangan bisa diman!aatkan sepenuhnya. • 0iaya pemilaharaan rendah.
Kek'ran$an &
• Perlu dipasang kapasit&r bank pada setiap SDP atau 2V5V bus. • 3anya memberikan k&mpensasi pada sisi atas.
• 7ebutuhan ruangan
. Individual Compensation
Dengan met&da ini kapasit&r langsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar. 8ara ini sebenarnya lebih e!ekti! dan lebih baik dari segi teknisnya. ;amun ada kekurangan nya yaitu harus menyediakan ruang atau tempat khusus untuk meletakkan kapasit&r tersebut sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu jika mesin yang dipasang sampai ratusan buah berarti t&tal c&st yang di perlukan lebih besar dari met&de diatas.
Kelebhan &
• 2eningkatkan kapasitas saluran suplai. • 2emperbaiki tegangan secara langsung.
• 7apasit&r dan beban <;<-- secara bersamaan. • Pemeliharaan dan pemasangan unit kapasit&r mudah.
Kek'ran$an &
• 0iaya pemasangan tinggi.
• 2embutuhkan perhitungan yang banyak
• 7apasitas terpasang tidak diman!aatkan sepenuhnya
• Terjadi !en&mena transient yang besar akibat sering dilakukan s$itching <;<--. • Waktu kapasit&r <-- lebih banyak dibanding $aktu kapasit&r <;
. (ontoh Panel dan #a)am*ma)am Ka!astor "ank
1. Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# (>7V+* 1 ?nit 1,@(.6> (. Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# 4(67V+* 1 ?nit 16,A66.>> . Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# 6>7V+* 1 ?nit 1(,@(@.> 4. Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# 6>7V+* 1 ?nit (,4A.6> 6. Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# A.67V+* 1 ?nit 1,46A.>> . Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# 1>>7V+* 1 ?nit 4,>B4.>> A. Panel 8apasit&r 0ank
B. Panel 8apasit&r 0ank
"Panel 7apasit&r 0ank# (67V+* 1 ?nit 1,@4.B> Da!tar 3arga 7apasit&r 0ank 2erek C S83;ID*C I. Type Varplus8an Standard Duty
1. 1>.4 7V+* 4>>V = *p. 1.1>6.>>>, / (. 1(.6 7V+* 4>>V = *p. 1.>1.>>>, / . 16 7V+* 4>>V = *p. 1.4@.>>>, / 4. (> 7V+* 4>>V = *p. 1.A64.>>>, / 6. (6 7V+* 4>>V = *p. 1.@AB.>>>, / . 6> 7V+* 4>>V = *p. .@6.>>>, / A. 1>> 7V+* 4>>V = *p. A.@1(.>>>, / II. Type Varplus8an 3ea:y Duty
1. 1>.4 7V+* 4>>V = *p. 1.B(.>>>, / (. 1(.6 7V+* 4>>V = *p. 1.(.>>>, / . 16 7V+* 4>>V = *p. 1.BA>.>>>, / 4. (> 7V+* 4>>V = *p. (.1@(.>>>, / 6. (6 7V+* 4>>V = *p. (.4A.>>>, / . 6> 7V+* 4>>V = *p. 4.@4.>>>, / A. 1>> 7V+* 4>>V = *p. @.B@(.>>>, / III. Type Varplus8an 3ea:y Duty 1. (> 7V+* 6(6V = *p. (.>6.>>>, / (. 4> 7V+* 6(6V = *p. .6(.>>>, / . B> 7V+* 6(6V = *p. A.>64.>>>, / 4. 1> 7V+* 6(6V = *p. 14.1>@.>>>, / IV. Type Varplus0&E 3ea:y Duty
1. 1>.4 7V+* 4>>V = *p. 1.464.>>>, / (. 1(.6 7V+* 4>>V = *p. 1.A11.>>>, / . 16 7V+* 4>>V = *p. 1.@@.>>>, / 4. (> 7V+* 4>>V = *p. (.>A.>>>, / 6. (6 7V+* 4>>V = *p. (.>(.>>>, / . 6> 7V+* 4>>V = *p. 4.A4.>>>, / A. A6 7V+* 4>>V = *p. .44.>>>, / B. 1>> 7V+* 4>>V = *p. B.A4.>>>, / V. Type Varplus0&E 3ea:y Duty
1. (> 7V+* 6(6V = *p. (.14.>>>, / (. 4> 7V+* 6(6V = *p. .A1(.>>>, / . B> 7V+* 6(6V = *p. A.1@A.>>>, / 4. 1> 7V+* 6(6V = *p. 14.@.>>>, /
II+PE#"A,ASA- DA- KAS.S
1+ Kas's sederhana
Sebuah lampu (>Watt terhubung pada tegangan listrik ((>V, "dengan !akt&r daya=>.A, kalau dihitung pakai kalkulat&r ketemu 4> derajat, dan sin %=>.4# maka
Pnyata = V F I F c&s %
Sehingga I = Pnyata "V F c&s %# = (> "((> F >.A#
= >.11@ +mpere
;ilai inilah yang ditunjuk &leh ampere meterG Psemu = V F I = ((> F >.11@ = (,11 V+ Pbuta = V F I F sin % = ((> F >.11@ F >.4 = 1.B V+*
7emudian dipasangkan kapasit&r "yang ternyata disebut/sebut sebagai alat penghemat listrik itu#, sehingga !akt&r dayanya naik menjadi >.@4>, "kalau dihitung dengan kalkulat&r ketemu (>
derajat dengan sin % = >.4(#, maka kalau digambarkan lagi menjadi Pnyata = V F I F c&s %
Sehingga I = Pnyata "V F c&s %# = (> "((> F >.@4>#
= >.>@A +mpere
;ilai inilah yang ditunjuk &leh ampere meterG Psemu = V F I = ((> F >.>@A = (1.(A V+ Pbuta = V F I F sin % = ((> F >.>@A F >.4( = A.> V+*
Terus berapa nilai kapasit&r yang ditambahkan &leh alat penghemat tadi, yaitu 1.B V+*/A.> V+* = @.6 V+*.
2+ Kas's Dnd'str /PT+ ASIA- PROFI0E I-DOSTEE0
Pabrik memasang sebuah tra!& 16>> kV+. 7ebutuhan parik pada mulanya 11> kV+ dengan !akt&r daya >,A>. Persentase pembebanan tra!& sekitar AB persen "11>16>> = AA. persen#. ?ntuk memperbaiki !akt&r daya dan untuk mencegah denda &leh pemas&k listrik, pabrik
menambahkan sekitar 4(6 kV+r pada beban m&t&r. 3al ini meningkatkan !akt&r daya hingga >,@, dan mengurangi kV+ yang diperlukan menjadi @>( kV+, yang merupakan penjumlahan :ekt&r kW dankV+r. Tra!& 16>> kV+ kemudian hanya berbeban > persen dari kapasitasnya. Sehingga pabrik akan dapat menambah beban pada tra!&nya dimasa mendatang.
P"akti!# = V F I F c&s %
= 11> F >.A> = B1( 7W
P"akti!# = V F I F c&s % Sehingga I = P"akti!# "V F c&s %#
= B1( "((> F >.A># = 6.(A(A( 7+
;ilai inilah yang ditunjuk &leh ampere meter. P"semu# = V F I = ((> F 6.(A(A( = 11> 7V+ P"reakti!# = V F I F sin % = ((> F 6.(A(A(F >.A1 = B(B 7V+* P"akti!# = V F I F c&s % B1(= ((> F I F >.@> I = 4.1> 7+ P"semu# = V F I = ((> F 4.1> = @>( 7V+ P"reakti!# = V F I F sin % = ((> F 4.1> F >.4B = 4A,(@ 7V+*
2aka capasit&r yang dibutuhkan sebesar B(B 7V+*/4A,(@ 7V+* =@>.A1 7V+*
