Modul 13 Teknik Instalasi

MODUL 13

TEKNIK INSTALASI

dosen :Mustari Lamma

Kelas karyawanfakultas teknologi industri

universitas mercu buana

10. Kapasitor sebagai sumber daya reaktif

10.1. P e n d a h u l u a n

Peralatan-peralatan dalam sisitem tenaga listrik yang dapat berfungsi sebagai sumber

daya reaktif, antara laian :

a. Motor sinkron

Mesin ini dapat dijalankan pada faktor daya yang tinggi dan biasanya digunakan

untuk memperbaiki faktor daya, faktor daya dibuat mendahului fase dan

mengimbangi ketinggian fase dari mesin-mesin lainnya.

b. Kapasitor

Yang dimaksud dengan kapsitor adalah kapsitir tenaga dari jenis kapasitor untuk

arus bolak balik, kapasitor ini bekerja berdasarkan pada prinsip arus

meninggalkan tegangan sebesar 90o, kapasitor akan menghasilkan daya reaktif

apabila dihubungkan dengan listrik. Sehubungan dengan tidak adanya bagian-

bgaian bergerak, instalasi dan pemeliharaan termasuk sederhana. Keuntungan

lain adalah kapasitor dan ruang kerja yang diperlukan sedikit, peralatan ini dapat

dipasang pada ruang penyangga atau dinding.

c. Alat Penunjuk fase (Phase Advancer)

Alat penunjuk fase adalah untuk memanipulasi sudut fase agar menghasilkan

peningkatan faktor daya.

Dari ketiga hal yang telah diuraikan diatas, maka kapasitor mempunyai fungsi

sebagai pembangkit daya reaktif untuk memperbaiki faktor daya yang rendah serta

mengkompensasi jatuh tegangan (voltage drop).

Dalam rangkaian listrik terdapat 3 (tiga) macam karakteristik beban listrik, yaitu :

beban resistif, beban induktif dan beban kapasitif.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc.

TEKNIK INSTALASI 2

Pada gambar berikut dapat dilihat hubungan antara daya aktif, daya semu dan daya

reaktif.

Gambar 10.1. Hubungan antara daya aktif, daya semu dan daya reaktif

Faktor Daya :

Cos φ =

kVAr = kVA x Sin φ

dimana :

kW : Daya aktif

kVA : Daya semu

kVAr : Daya reaktif

10.2. Prinsip perbaikan faktor daya

Besar kecilnya faktos daya berhubungan erat dengan kebutuhan beban akan daya

reaktif, hal ini dapat dilihat pada gambar 9.2. berikut :


TEKNIK INSTALASI 3

Gambar 10.2. Hubungan antara daya aktif dan daya reaktif dalam satuan PU

Dari gambar diatas terlihat bahwa makin besar sudut beban, makin besar pula daya

reaktif yang dibutuhkan untuk suatu beban tertentu, sehingga apabila terdapat

beban induktif, maka untuk memperbaiki faktor dayanya dibutuhkan daya reaktif

kapasitif untuk mengkompensir daya reaktif induktif.

10.3. Akibat rendahnya faktor daya

Dengan menyadari bahwa sustu faktor daya yang rendah dapat menyebabkan

tegangan dan arus berlawanan fase sehingga perkaliannya tidak menghasilkan daya

dalam watt tetapi dalam volt-amper dan dapat mengakibatkan kerugian-kerugian

yang tidak diinginkan.

Adapun kerugian-kerugian yang dimaksud adalah :

a. Jatuh tegangan

b. Regulasi tegangan buruk

c. Generator bekerja pada KVA yang tinggi.


TEKNIK INSTALASI 4

10.4. Pengurangan Kebutuhan kVA

Salah satu hal yang dapat dilakukan untuk menambahkan daya reaktif dengan

menggunakan kapasitor adalah untuk pengurangan kebutuhan kVA yang maksimum

untuk kW yang sama, dari gambar dibawah ini terlihat besarnya pengurangan kVA

tersebut.

Gambar 10.3. Vektor Diagram untuk pengurangan kebutuhan kVA

Dimana :

P = Pengurangan kebutuhan kVA dinyatakan dalam PU dari kVA

Mula-mula

A = PQ = kVA awal sebelum perbaikan faktor daya

B = PR = kVA setelah perbaikan faktor daya

Dari 9.3 diperoleh :

maka persamaan menjadi :


TEKNIK INSTALASI 5

ΔP = -

10.5. Pelepasan kapasitas Thermis

Pada tiap kapasitor shunt yang dipasang pada jepitan beban dari sebuah sal;uran yang

mensupplay beban akan mengalami pelepasan Thermis. Thermal C (Capacity) adalah

beban kVA yang dapat ditambahkan akibat perbaikan faktor daya atau akibat

penambahan daya reaktif pada sistem tenaga.

Keterangan gambar :

TC : Pelepasan kapasitas thermis

Cos φ1 : Faktor daya awal

Cos φ2 : Faktor daya setelah ada penambahan kapasitas

Cos φ3 : Faktor daya setelah penambahan TC

BC = OF = Besar rating kapasitor (kVAr)

OB = kVA awal

OA = kW awal

Gambar 10.4. Diagram vektor pelepasan kapasitas thermis


TEKNIK INSTALASI 6

Diasumsikan penambahan TC pada daya yang sama dengan faktor daya setelah

penambahan kapasitor shunt.

OC + TC = OE

Besarnya TC adalah :

CkVArTC = kVA . --------------

kVAr

10.6. Kapasitor shunt sebagai sumber daya reaktif

Kapasitor akan menghasilkan daya reaktif apabila dihubungkan dengan jaringan listrik.

Dengan pemasangan kapasitir ini, maka akan dapat mengkompensasi arus induktif

yang banyak dibutuhkan oleh beban yang faktor dayanya rendah.

Kapasitor tegangn rendah dipasang pada sistem saluran distribusi masing-masing atau

motor-motor para pelanggang untuk mengurangi kerugian sistem dan memperbaiki

tegangan maupun kemampuan sistem. Sebagai keuntungan tambahan bagi konsumen

antara lain turunnya kVA yang dibutuhkan, kerugian daya, dan tegangan yang stabil.

Ada 2 (dua) macam kapasitor dalam sistem tenaga listrik yaitu kapasitor seri dan

kapasitor paralel atau shunt. Kapasitor seri dan kapasitor shunt pada sistem daya

menimbulkan daya reaktif untuk memperbaiki faktor daya dan tegangan. Dalam

kapasitor seri daya reaktif sebanding dengan kuadrat tegangan. Ada beberapa aspek

tertentu yang tidak menyenangkan pada kapasitor seri, secara umum dapat dikatakan

biaya untuk memasang kapasitor seri jauh lebih tinggi dari biaya pemasangan kapasitor

shunt.

Hal ini disebabkan karena peralatan pelindung untuk kapasitor seri sering lebih

kompleks dan juga biasanya kapasitor seri didisain untuk daya yang lebih besar dari

pada kapasitor shunt, ada beberapa faktor yang mempengaruhi kapasitor seri dan

kapasitor shunt yang dapat dilihat sebagai berikut :


TEKNIK INSTALASI 7

Kapasitor seri memberikan perbaikan faktor daya karena melesetnya komponen

tegangan dari pase-pasenya, berbeda dengan kapasitor shunt yang perbaikan faktor

dayanya karena melesetnya komponen-komponen arus dari fase-fasenya.

Kapasitor shunt adalah semata-mata suatu reaktansi kapasitif dalam hubungan paralel

dengan beban atau sistem dan pada dasarnya adalah untuk perbaikan faktor daya.


TEKNIK INSTALASI 8

Gambar 10.5. Kapasitor shunt dan kapasitor seri

10. Kapasitor sebagai sumber daya reaktif

10.1. P e n d a h u l u a n

Peralatan-peralatan dalam sisitem tenaga listrik yang dapat berfungsi sebagai sumber

daya reaktif, antara laian :

d. Motor sinkron

Mesin ini dapat dijalankan pada faktor daya yang tinggi dan biasanya digunakan

untuk memperbaiki faktor daya, faktor daya dibuat mendahului fase dan

mengimbangi ketinggian fase dari mesin-mesin lainnya.

e. Kapasitor

Yang dimaksud dengan kapsitor adalah kapsitir tenaga dari jenis kapasitor untuk

arus bolak balik, kapasitor ini bekerja berdasarkan pada prinsip arus

meninggalkan tegangan sebesar 90o, kapasitor akan menghasilkan daya reaktif


TEKNIK INSTALASI 9

apabila dihubungkan dengan listrik. Sehubungan dengan tidak adanya bagian-

bgaian bergerak, instalasi dan pemeliharaan termasuk sederhana. Keuntungan

lain adalah kapasitor dan ruang kerja yang diperlukan sedikit, peralatan ini dapat

dipasang pada ruang penyangga atau dinding.

f. Alat Penunjuk fase (Phase Advancer)

Alat penunjuk fase adalah untuk memanipulasi sudut fase agar menghasilkan

peningkatan faktor daya.

Dari ketiga hal yang telah diuraikan diatas, maka kapasitor mempunyai fungsi

sebagai pembangkit daya reaktif untuk memperbaiki faktor daya yang rendah serta

mengkompensasi jatuh tegangan (voltage drop).

Dalam rangkaian listrik terdapat 3 (tiga) macam karakteristik beban listrik, yaitu :

beban resistif, beban induktif dan beban kapasitif.

Pada gambar berikut dapat dilihat hubungan antara daya aktif, daya semu dan daya

reaktif.

Gambar 10.1. Hubungan antara daya aktif, daya semu dan daya reaktif

Faktor Daya :

Cos φ =

kVAr = kVA x Sin φ


TEKNIK INSTALASI 10

dimana :

kW : Daya aktif

kVA : Daya semu

kVAr : Daya reaktif

10.2. Prinsip perbaikan faktor daya

Besar kecilnya faktos daya berhubungan erat dengan kebutuhan beban akan daya

reaktif, hal ini dapat dilihat pada gambar 9.2. berikut :

Gambar 10.2. Hubungan antara daya aktif dan daya reaktif dalam satuan PU

Dari gambar diatas terlihat bahwa makin besar sudut beban, makin besar pula daya

reaktif yang dibutuhkan untuk suatu beban tertentu, sehingga apabila terdapat

beban induktif, maka untuk memperbaiki faktor dayanya dibutuhkan daya reaktif kapasitif

untuk mengkompensir daya reaktif induktif.

10.3. Akibat rendahnya faktor daya


TEKNIK INSTALASI 11

Dengan menyadari bahwa sustu faktor daya yang rendah dapat menyebabkan

tegangan dan arus berlawanan fase sehingga perkaliannya tidak menghasilkan daya

dalam watt tetapi dalam volt-amper dan dapat mengakibatkan kerugian-kerugian

yang tidak diinginkan.

Adapun kerugian-kerugian yang dimaksud adalah :

d. Jatuh tegangan

e. Regulasi tegangan buruk

f. Generator bekerja pada KVA yang tinggi.

10.4. Pengurangan Kebutuhan kVA

Salah satu hal yang dapat dilakukan untuk menambahkan daya reaktif dengan

menggunakan kapasitor adalah untuk pengurangan kebutuhan kVA yang maksimum

untuk kW yang sama, dari gambar dibawah ini terlihat besarnya pengurangan kVA

tersebut.

Gambar 10.3. Vektor Diagram untuk pengurangan kebutuhan kVA

Dimana :

P = Pengurangan kebutuhan kVA dinyatakan dalam PU dari kVA

Mula-mula

A = PQ = kVA awal sebelum perbaikan faktor daya

B = PR = kVA setelah perbaikan faktor daya


TEKNIK INSTALASI 12

Dari 9.3 diperoleh :

maka persamaan menjadi :

ΔP = -


TEKNIK INSTALASI 13

Documents

Modul 13 Teknik Instalasi