Home >Education >4 Manfaat Kapasitor Bank

4 Manfaat Kapasitor Bank

Date post:11-Apr-2017
Category:
View:662 times
Download:24 times
Share this document with a friend
Transcript:
  • Penggunaan Kapasitor Bank

    Simon Patabang, ST., MT.

    Fakultas Teknik

    Jurusan Teknik Elektro

    Universitas Atma Jaya Makassar

  • Pendahuluan

    Dalam sistem distribusi tenaga listrik, pokok

    permasalahan tegangan muncul karena konsumen

    memakai peralatan dengan tegangan yang besarnya

    sudah ditentukan. Misalnya 220 volt, 380 volt.

    Jika tegangan sistem terlalu tinggi/rendah sehingga

    melewati batas-batas toleransi maka akan mengganggumelewati batas-batas toleransi maka akan mengganggu

    dan bisa merusak peralatan konsumen.

    Beban sistem bervariasi dan besarnya berubah-ubah

    sepanjang waktu. Bila beban meningkat maka tegangan

    diujung penerima menurun dan sebaliknya bila beban

    berkurang maka tegangan di ujung penerima

    baik/normal.

  • Faktor lain yang dapat mempengaruhi perubahan

    tegangan sistem adalah rugi daya yang disebabkan oleh

    adanya impedansi seri penghantar saluran, rugi daya ini

    menyebabkan jatuh tegangan.

    Oleh karena itu konsumen yang letaknya jauh dari titik

    pelayanan akan cenderung menerima tegangan relatif

    lebih rendah, dibandingkan tegangan yang diterima

    konsumen yang letaknya dekat dengan pusat pelayanan.

  • Hubungan Tegangan dan Daya Reaktif

    Perubahan tegangan pada dasarnya disebabkan oleh

    adanya hubungan antara tegangan dan daya reaktif.

    Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan : Q = C. V

    Jatuh tegangan dalam penghantar sebanding dengan

    daya reaktif yang mengalir dalam penghantar tersebut.

    Berdasarkan hubungan ini maka tegangan dapat

    diperbaiki dengan mengatur aliran daya reaktif.

  • Daya Listrik terdapat satu hubungan yang dapat

    ditunjukkan pada Gambar Segi Tiga daya sbb:

    Perbandingan antara daya aktif dengan daya semu disebut

    faktor daya (cos),

    Faktor daya ini terjadi karena adanya pergeseran fasa yang

    disebabkan oleh adanya beban induktif/kumparan dan

    atau beban kapasitif.

  • Sudut merupakan sudut pergeseran fasa, semakin

    besar sudutnya, semakin besar Daya Semu (S), dan

    semakin besar pula Daya Reaktif (Q), sehingga faktor

    dayanya (cos) semakin kecil.

    Daya reaktif adalah daya yang hilang, atau daya rugi-rugi

    sehingga semakin besar sudutnya atau semakin kecil

    faktor dayanya maka rugi-ruginya semakin besar.faktor dayanya maka rugi-ruginya semakin besar.

    ( )cos

    ( )

    P W att

    S VA =

    Cos disebut faktor daya beban

  • Pada saluran transmisi jarak jauh dengan tegangan

    ekstra tinggi atau tegangan ultra tinggi

    membutuhkan peralatan kompensasi.

    Hal ini terutama dimaksudkan untuk mengontrol

    tegangan kerja di setiap titik sepanjang saluran,

    memperkecil panjang elektrik dari saluran dan untukmemperkecil panjang elektrik dari saluran dan untuk

    menaikan kapasitas penyaluran.

    Alat-alat kompensasi pada saluran transmisi adalah

    reaktor shunt, kapasitor seri atau kombinasi dari

    keduanya.

  • Kompensasi dengan reaktor shunt biasanya digunakan

    pada saluran transmisi jarak menengah dan kompensasi

    dengan kapasitor seri atau kombinasi reaktor shunt dan

    kapasitor seri digunakan pada saluran yang lebih

    panjang.

    Derajat kompensasi pada kompensasi dengan kapasitor

    seri adalah XC/XL, dimana XC adalah reaktansi kapasitif

    dari kapasitor seri dan XL adalah reaktansi induktif total

    dari saluran per fasa.

  • Peranan Kapasitor

    Suatu kapasitor dinamakan bermuatan Q jika kedua

    konduktornya diberi muatan Q yang sama namun

    berbeda jenis (yaitu +Q dan Q).

    Proses pengisian kapasitor dilakukan dengan

    menghubungkan kapasitor tersebut dengan bedamenghubungkan kapasitor tersebut dengan beda

    potensial. Muatan yang tersimpan dalam kapasitor

    berbanding lurus dengan beda potensial yang

    diberikan : Q V

    Konstanta kesebandingan nya menyatakan kapasitas

    (kapasitansi) kapasitor untuk menyimpan muatan.

    Q = C.V

  • Besarnya energi atau beban listrik yang dipakaiditentukan oleh Reaktansi (R), Induktansi (L) danCapasitansi (C).

    Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkankarena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban)listrik yang digunakan.

    Kapasitor pada sistem daya listrik menimbulkan dayareaktif untuk memperbaiki tegangan dan faktor daya,karenanya menambah sistem akan mengurangikerugian.

  • Dalam kapasitor seri daya reaktif sebanding dengan

    kuadrat arus beban, sedangkan kapasitor paralel

    sebanding dengan kuadrat tegangan.

    Q = I2 X (VAR) Q = V2 / X

  • Untuk memperkecil sudut fasa () itu hal yang mungkin

    dilakukan adalah memperkecil komponen daya reaktif

    (kVAR).

    Berarti komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif

    harus dikurangi dan pengurangan itu bisa dilakukan

    dengan menambah suatu sumber daya reaktif yaitu

    berupa kapasitor.berupa kapasitor.

    Pemasangan peralatan kapasitor seri dan paralel pada

    jaringan mengakibatkan losses akibat aliran daya reaktif

    pada saluran dapat dikurangi sehingga kebutuhan arus

    menurun dan tegangan mengalami kenaikan sehingga

    kapasitas sistem bertambah.

  • Biaya pemasangan kapasitor seri jauh lebih mahal

    daripada kapasitor paralel, dan biaya kapasitor seri

    dirancang dengan kapasitas yang lebih besar dengan

    tujuan untuk mengantisipasi perkembangan beban untuk

    masa-masa yang akan datang.

    Hal-hal tersebut menjadi alasan utama sehingga dalam

    sistem yang dibahas banyak kapasitor paralel. Manfaat

    penggunaan kapasitor paralel adalah :

  • Mengurangi kerugian.

    Memperbaiki kondisi tegangan.

    Mempertinggi kapasitas pembebanan jaringan.

    Kapasitor paralel membangkitkan daya reaktif negatif Kapasitor paralel membangkitkan daya reaktif negatif

    (panah bawah) dan beban membangkitkan daya reaktif

    positif (panah keatas), jadi pengaruh dari kapasitor

    adalah untuk mengurangi aliran daya reaktif di dalam

    jaringan sehingga daya reaktif yang berasal dari sistem

    menjadi :

  • Q2(total) = Q1 (beban) Qc dimana Qc adalah dayareaktif yang dibangkitkan oleh kapasitor paralel

    Keuntungan :

    1. Arus I berkurang dan karenanya kerugian IR berkurang

    2. % Kenaikan tegangan

  • Qc = KVAR

    X = Reaktansi jaringan (ohm)

    V = Tegangan nominal (kV antar fasa)

    3. Karena arus berkurang untuk suatu daya (kw) maka

    jaringan, trafo dan sebagainya agak berkurang beban KVAjaringan, trafo dan sebagainya agak berkurang beban KVA

    nya. Jadi jaringan mampu mensuplai permintaan yang

    lebih tinggi.

  • Drop Tegangan

    Drop tegangan pada sistem penyaluran transmisi sangatberpengaruh dari segi pelayanan kepada konsumen,karena tegangan yang terlalu rendah dari tegangantoleransi yang diizinkan dapat mengakibatkan kerusakanpada peralatan instalasi listrik, sehingga kinerjaperusahaan akan menjadi kurang baik.perusahaan akan menjadi kurang baik.

    Semakin jauh jarak penghantar ( L ), antara pembangkitdengan Gardu Induk, maka semakin besar hambatanpenghantar ( R ), yang dapat dilihat pada rumus :

  • Sehingga apabila beban penyaluran tinggi, maka

    induktansinya semakin besar dan terjadi rugi-rugi

    tegangan dan oleh sebab itu diimbangi dengan kapasitor,

    seperti pada rumus ini :

    1

    2cX

    fC= ( )L CZ R j X X= +

    2 fC

    dimana :

    V = Tegangan (Volt)

    I = Arus (Ampere)

    Z = Impedansi (Ohm)

    V IZ=

  • Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa dengan

    menambah kapasitor (Xc), berarti menambah harga

    impedansi (Z). Semakin besar impedansinya, maka

    tegangan akan naik karena dalam hubungannya impedansi

    (Z) berbanding lurus dengan tegangan (V)

  • Biaya kVArh oleh PLN

    PLN membebankan biaya kelebihan pemakaian kVArhkepada pelanggan pada golongan tarif tertentu apabila:

    1. Faktor Daya (Cos phi) pada instalasi pelanggan

    2. Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total total

    KVArh = kVArh terpakai - ( 0.62 x kWh total terpakai )

    Solusi yang harus kita lakukan untuk dapat melakukanpenghematan energi listrik adalah dengan memperbaikiFaktor Daya (Cos phi) agar dicapai nilai Cos phi > 0.85.

  • Kasus 1 :

    Suatu pabrik mempunyai sumber daya berupa 3 buah

    generator masing-masing 150kVA yang diparalel sehingga

    total daya dari 3 buah generator adalah:

    3x150kVA = 450kVA

    Jumlah bebannya adalah 210 kW. Setelah dicek faktor daya

    bebannya adalah 0.6. Berapakah kebutuhan daya seluruhbebannya adalah 0.6. Berapakah kebutuhan daya seluruh

    beban (210kW) ?

    P = S cos atau S = P / cos

    S = 210kW/ 0.6 = 350kVA

    Pada faktor daya 0,6, beban 210 KW membutuhkan daya

    sebesar 350 KVA. Berarti, 3 generator harus dijalankan.

  • Tetapi setelah Cos phi nya ditingkatkan menjadi 0.95 makadaya yang dibutuhkan untuk menjalankan seluruh bebanmenjadi hanya:

    S = 210kW/ 0.95 = 221kVA,

    Pada faktor daya 0,95, beban 210 KW membutuhkan dayasebesar 221 KVA. Berarti, 2 generator harus dijalankan.

    Keuntungan yang diperoleh adalah:

    1. Dapat dihemat pemakaian bahan bakar untuk 1 generator.

    2. Pemakaian 3 generator dapat secara bergantiansehingga memperpanjang umur genset.

  • Kasus 2 :

    Suatu pabrik dengan sumber daya generator 500kVA,

    Jumlah beban 310kW, faktor daya 0.65 maka daya yang

    diperlukan adalah:

    S = 310kW / 0.65 = 477kVA (berarti generator hampir

    overload)overload)

    Ketika bebannya akan ditambah 100kW, Hitunglah

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended