Daya listrik biasanya dinyatakan dalam satuan Watt atau Horsepower (HP), Horsepower merupakan satuan daya listrik dimana 1 HP setara 746 Watt atau lbft/second. Sedangkan Watt merupakan unit daya listrik dimana 1 Watt memiliki daya setara dengan daya yang dihasilkan oleh perkalian arus 1 Ampere dan tegangan 1 Volt.

Gbr.01 Arah Aliran arus listrik

P = V x IP = Daya (Watt), V = Tegangan (Volt)I = Arus (Ampere)

Daya Aktif

Gbr.02. Hubungan Bintang

Daya aktif (Active Power), disebut juga daya nyata yaitu merupakan daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt.

P = V x I x Cos Phi( 1phase)P = 1,732 x V x I x Cos Phi ( 3phase)P = Daya (Watt), V = Tegangan (Volt)

I = Arus (Ampere), Cos Phi = Faktor daya

Daya ini sering digunakan secara umum oleh konsumen dan sebagai satuan yang digunakan untuk daya listrik dan dikonversikan dalam bentuk kerja.

Daya Reaktif

Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet. Contoh daya yang menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar dan lain lain. Satuan dayareaktif adalah Var.

Q = V. x I sin Phi ( 1phase)

Q = 1,732 x V x I x sin Phi ( 3phase)Q = Daya Reaktif(Var)V = Tegangan(Volt)I = Arus listrik(Ampere)Sin Phi = Faktor dayaFaktor Daya

Faktor daya (Cos ) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara daya aktif (Watt)dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos .

Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Nyata (S)

= kW / kVA = V.I Cos / V.I = Cos

Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 1 dan dapat juga dinyatakan dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.

Tan = Daya Reaktif (Q) / Daya Aktif (P)

= kVAR / kW

karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR berubah sesuai dengan faktor daya), maka dapat ditulis seperti berikut :

Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan

sebuah contoh, rating kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya sebagai berikut :

Daya reaktif pada pf awal = Daya Aktif (P) x Tan 1

Daya reaktif pada pf diperbaiki = Daya Aktif (P) x Tan 2

sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah :

Daya reaktif (kVAR) = Daya Aktif (kW) x (Tan 1 - Tan 2)

Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya :

1. Tagihan listrik akan menjadi kecil (PLN akan memberikan denda jika pf lebih kecil dari 0,85)

2. Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat

3. Mengurangi rugi rugi daya pada sistem

4. Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.

Jika pf lebih kecil dari 0,85 maka kapasitas daya aktif (kW) yang digunakan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya pf sistem kelistrikan.

Akibat menurunnya pf maka akan timbul beberapa persoalan diantaranya :

1. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi rugi

2. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR

3. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan (voltage drops)

Denda atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian kVARHyang tercatat dalam sebulan lebih tinggi dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang bersangkutansehingga pf rata rata kurang dari 0,85. sedangkan perhitungan kelebihan pemakaian kVARH dalam rupiah menggunakan rumus sebagi berikut :

Kelebihan pemakaian kVARH = [ B 0,62 ( A1 + A2 )] Hk

dimana :

B = pemakaian kVARH

A1 = pemakaian kWH WPB

A2 = pemakaian kWH LWBP

Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH

Daya reaktif yang dibutuhkan oleh induktansi selalumempunyai beda fasa 90 dengan daya aktif. Kapasitor menyuplai kVAR dan melepaskan energi reaktif yang dibutuhkan oleh induktor. Ini menunjukan induktansi dan kapasitansi mempunyai beda fasa 180.

Beberapa strategi untuk koreksi faktor daya adalah :

1. Meminimalkan operasi dari beban motor yang ringan atau tidak bekerja

2. Menghindari operasi dari peralatan listrik diatas tegangan rata ratanya

3. Mengganti motor motor yang sudah tua dengan energi efisien motor. Meskipun dengan energi efisien motor, bagaimanapun faktor daya diperngaruhi oleh beban yang variasi. Motor ini harusdioperasikan sesuai dengan kapasitas rat ratanya untuk memperoleh faktor daya tinggi.

4. Memasang kapasitor pada jaringan AC untuk menurunkan medan dari daya reaktif.

Selain itu, pemasangan kapasitor dapat menghindari :

1. Trafo kelebihan beban (overload), sehingga memberikan tambahan daya yang tersedia

2. Voltage drops pada line ends

3. Kenaikan arus / suhu pada kabel, sehingga mengurangi rugi rugi.

Untuk pemasangan Capasitor Bank diperlukan :

1. Kapasitor, dengan jenis yang cocok dengan kondisi jaringan

2. Regulator, dengan pengaturan daya tumpuk kapasitor (Capasitor Bank) otomatis

3. Kontaktor, untuk switching kapasitor

4. Pemutus tenaga, untuk proteksi tumpuk kapasitor.

Gbr.03 Komponen Daya Reaktif

Pada gambar 03, segitiga daya menunjukan faktor daya 0,70 untuk 100 kW (daya aktif) beban induktif. Daya reaktif yang dibutuhkan oleh beban adalah 100 kVAR. Dengan memasang 67 kVAR kapasitor, daya nyata akan berkurang dari 142 menjadi 105 kVA. Hasilnya terjadi penurunan arus 26% dan faktor daya meningkat menjadi 0,95.

Energi listrik digunakan berbanding lurus dengan biaya produksi yang dikeluarkan. Semakin besar energi listrik yang digunakan maka semakin besar biaya produksi yang dibutuhkan. Dengan menggunakan power monitoring system dapat diketahui pemakaian energi listrik dan kondisi energi listrik dari peralatan listrik sehingga menigkatkan efisiensi dari energi listrik yang digunakan dalam pekerjaan dan meminimalkan rugi rugi pada sistem untuk penyaluran energi listrik yang lebih efisien dari sumber listrik ke beban.

Faktor daya terdiri dari dua sifat yaitu faktor daya leading dan faktor daya lagging.

Faktor daya ini memiliki karakteristik seperti berikut :

Faktor Daya leading/mendahului

Apabila arus mendahului tegangan, maka faktor daya ini dikatakan leading. Faktor daya

leading ini terjadi apabila bebannya kapasitif, seperti capacitor, synchronocus generators, synchronocus motors dan synchronocus condensor.

Gbr. 04. Faktor Daya Leading

Gbr. 05. Segitiga daya Leading

Faktor Daya lagging/tertinggal

Apabila tegangan mendahului arus, maka faktor daya ini dikatakan lagging. Faktor daya lagging ini terjadi apabila bebannya induktif, seperti motor induksi, AC dan transformator.

Gbr. 06 Faktor Daya Lagging

Gbr. 07 Segitiga Daya Lagging

Sumber :

1. Google.com

2. Teknik Bangunan Tinggi, Jimmy S Jumawa, MSAE.

3. DAYA AKTIF, REAKTIF & NYATA oleh :A. Belly, A. Dadan, C. Agusman, B. Lukman FT. Elektro UI 2010

Sumber artikel : http://priyonulis.blogspot.com/2012/09/daya-aktif-reaktif-dan-daya-semu.html

Segitiga Daya

18012010

Daya Aktif, Daya Reaktive dan Daya Semu

Telah dipahami dan dianalisa tentang teori daya listrik pada arus bolak-balik, bahwa disipasi daya pada beban reaktif (induktor dan kapasitor) relatif kecil, namun fakta menunjukkan bahwa pada beban reaktif terjadi sentakan arus dan tegangan jatuh pada terminalnya, ini memberi kesan seolah-olah beban reaktif benar-benar mendisipasi daya secara nyata. Fakta ini disebut sebagai Daya Reaktif (Reactive Power) yang dimensi ukurnya dalam satuan VAR (Volt-Amps-Reaktif) bukan dalam satuan Watt.

Simbol matematika untuk daya reaktif disepakati adalah Q dan besar daya sebenarnya yang digunakan atau yang hilang (disipasi daya) dalam rangkaian disebut Daya Aktif (True Power) yang dimensi ukurnya dalam satuan Watt dan disepakati dilambangkan dengan huruf besar P. Kombinasi dari daya reaktif dan daya aktif disebut Daya Semu (Apparent Power) yang merupakan produk dari suatu rangkaian yang memiliki tegangan dan arus tanpa merujuk pada sudut phasa. Dimensi ukur dari daya semu dalam satuan VA (Volt-Amps) dan kesepakatan lambang dengan huruf S.

Sebagai sebuah kaidah, daya aktif merupakan fungsi dari elemen rangkaian disipasi yang umumnya berupa resistansi (R) dan daya reaktif merupakan fungsi dari suatu elemen rangkaian reaktansi (X) dan umumnya dapat berupa induktansi (L) atau capasitansi (C). Daya semu adalah fungsi dari suatu rangkaian impedansi total (Z).Karena kita berurusan dengan perhitungan besaran skalar dari daya yang kompleks mulai dari besaran seperti tegangan, arus dan impedansi maka harus diwakili oleh magnitudo polar, bukan dengan bilangan riil atau imajiner dari komponen rectangular.

Sebagai contoh, jika saya menghitung daya aktif dari arus dan resistansi, saya harus menggunakan magnitudo polar untuk arus dan bukan hanya bilangan riil atau imajiner saja bagian dari arus dan jika saya menghitung daya semu dari tegangan dan impedansi, kedua besaran komplek tersebut sebelumnya harus diturunkan atau direduksi ke magnitudo polar mereka untuk aritmatika skalar.Ada beberapa persamaan yang menghubungkan ketiga jenis daya yaitu resistansi, reaktansi dan impedansi yang semuanya menggunakan besaran skalar:

Perlu diketahui bahwa ada dua persamaan untuk perhitungan daya aktif dan daya reaktif dan ada tiga persamaan untuk perhitungan daya semu. Periksa rangkaian berikut dan lihat bagaimana ketiga jenis daya saling berhubungan: sebuah beban resistif murni pada Gbr.1, beban reaktif murni pada Gbr.2 dan beban campuran resistif dan reaktif pada Gbr.3 di bawah ini.

Ketiga jenis daya aktif, reaktif, dan semu berhubungan satu sama lain dalam bentuk trigonometri. Hubungan antara daya tersebut dinamakan Segi Tiga Daya (The Power Triangle) seperti diperlihatkan pada Gbr.4 di atas.

Gunakan hukum rumus trigonometri untuk menghitung panjang dari setiap sisi atau jumlah besaran seluruh daya, jika telah diketahui panjang dua sisi lainnya atau panjang salah satu sisi dengan sudutnya.

Kesimpulan:

Energi yang disipasi atau dihamburkan oleh beban disebut sebagai daya aktif. Daya aktif dilambangkan oleh huruf P dan diukur dalam satuan W (Watt).

Energi hanya terserap dan kembali ke sumbernya karena sifat beban yang reaktif ini maka disebut sebagai daya reaktif. Daya reaktif dilambangkan dengan huruf Q dan diukur dalam satuan VAR (Volt-Amps-reaktif).Energi total dalam rangkaian arus bolak-balik, baik dihamburkan, diserap ataupun yang kembali disebut sebagai daya semu. Daya semu dilambangkan dengan huruf S dan diukur dalam satuan VA (Volt-Amps).

Ketiga jenis daya secara trigonometri terkait satu sama lain. Dalam segi tiga siku-siku, P adalah garis mendatar yang mengapit sudut, Q adalah garis tegak dihadapan sudut dan S adalah garis sisi miring dan mengapit sudut. Sudut yang diapit garis adalah sudut phasa rangkaian impedansi (Z).

Sumber : http://jonpurba.wordpress.com/2010/01/18/segitiga-daya/