secara definisi kapasitor atau disebut juga kondensator bank
merupakankomponen elektronikyang secara fisik biasanya memiliki
bentuk seperti tabung dan memiliki dua kaki yang fungsinya adalah
untuk menyimpan arus tegangan atau energy dalam rangkaian
elektronika. Setelah mengetahui apa itu definisi dari kapasitor
atau kondensator bank tersebut maka memang bukan tanpa alasan kata
bank di gunakan. Seperti pengertian bank pada umumnya yang dapat di
definisikan tempat menyimpan uang, maka ketika kata bank
disandingkan dengan kata kapasitor atau kondensator, pengertian
bank akan menjadi sebuah penyimpan tegangan atau arus atau
energy.Gambar Kapasitor Bank
Kapasitor bankmemang berfungsi untuk menyimpan arus atau
tegangan listrik, namun perlu diketahui terlebih dahulu arus yang
disimpan di dalam kapasitro merupakan arus atau tegangan yang tidak
seimbang pada muatan listrik, jadi tidak sembarang arus dan
tegangan langsung disimpan begitu saja di kapasitor
ini.Setelahkapasitordi dalam suatu rangkaian elektronik tersebut
mendapatkan dan atau penyimpan arus atau tegangan karena ketidak
seimbangan dari arus listrik di dalam komponen, maka secara
bertahap arus atau tegangan tersebut akan dialirkan ke seluruh
penjuru komponen yang memang membutuhkan daya atau tegangan,
sehingga komponen lain yang membutuhkan arus tidak akan kekurangan
daya. Karena fungsi dan pengertian dari kapasitor bank seperti ini
tidak salah juga apabila sebagian besar orang menyebut kapasitor
atau kondensator bank ini sebagai penyuplai tegangan.
Perbaikan Faktor Daya Menggunakan
Kapasitor03:01HaGe8KomentarSebelum membahas tentangperbaikan faktor
dayadengan menggunakankapasitor, ada baiknya kita mengingat kembali
tentang pengertian umum dariDaya Semu,Daya AktifdanDaya
Reaktif.
Dalam sistem listrik AC/Arus Bolak-Balik ada tiga jenis daya
yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z),
yaitu:Daya semu (S, VA, Volt Amper)Daya aktif (P, W, Watt)Daya
reaktif (Q, VAR, Volt Amper Reaktif)
Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus
sinusoida, besarnya daya setiap saat tidak sama. Maka daya yang
merupakan daya rata-rata diukur dengan satuanWatt,Daya ini
membentuk energi aktif persatuan waktu dan dapat diukur dengan kwh
meter dan juga merupakandaya nyataataudaya aktif(daya poros, daya
yang sebenarnya) yang digunakan oleh beban untuk melakukan tugas
tertentu.
Sedangkandaya semudinyatakan dengan
satuanVolt-Ampere(disingkat,VA), menyatakan kapasitas peralatan
listrik, seperti yang tertera pada
peralatangeneratordantransformator. Pada suatu instalasi, khususnya
di pabrik/industri juga terdapat beban tertentu sepertimotor
listrik, yang memerlukan bentuk lain dari daya, yaitudaya
reaktif(VAR) untuk membuatmedan magnetatau dengan kata laindaya
reaktifadalah daya yang terpakai sebagai energi pembangkitanflux
magnetiksehingga timbul magnetisasi dan daya ini dikembalikan ke
sistem karena efek induksi elektromagnetik itu sendiri, sehingga
daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu sistim
tenaga listrik.
Gambar 1. Segitiga Daya.
Pengertian Faktor Daya / Faktor Kerja
Faktor dayaataufaktor kerjaadalah perbandingan antara daya aktif
(watt) dengan daya semu/daya total (VA), ataucosinus sudutantara
daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 1). Daya reaktif
yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor
daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau
sama dengan satu.
Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh
perusahaan listrik memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum
yang ditransfer setara dengan kapasitas sistim pendistribusian.
Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan jika faktor daya
berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi
listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah
mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam rangka meminimalkan
kebutuhan daya total (VA).
Faktor Daya/Faktor kerjamenggambarkan sudut phasa antara daya
aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena
mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini
menggunakan kapasitor.
Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya
Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasangkapasitor
pengkoreksi faktor dayapada sistim distribusi listrik/instalasi
listrik di pabrik/industri.Kapasitorbertindak sebagaipembangkit
daya reaktifdan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya reaktif,
juga daya semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.
Sebuah contoh yang memperlihatkan perbaikan faktor daya dengan
pemasangan kapasitor ditunjukkan dibawah ini:
Contoh 1. Sebuah pabrik kimia memasang sebuah trafo 1500 kVA.
Kebutuhan parik pada mulanya 1160 kVA dengan faktor daya 0,70.
Persentase pembebanan trafo sekitar 78 persen (1160/1500 = 77.3
persen). Untuk memperbaiki faktor daya dan untuk mencegah denda
oleh pemasok listrik, pabrik menambahkan sekitar 410 kVAr pada
beban motor. Hal ini meningkatkan faktor daya hingga 0,89, dan
mengurangi kVA yang diperlukan menjadi 913 kVA, yang merupakan
penjumlahan vektor kW dankVAr. Trafo 1500 kVA kemudian hanya
berbeban 60 persen dari kapasitasnya. Sehingga pabrik akan dapat
menambah beban pada trafonya dimasa mendatang. (Studi lapangan
NPC)
Contoh 2. Sekelompok lampu pijar dengan tegangan 220V/58 W,
digabungkan dengan 12 lampu TL 11 W, ada 30 buah lampu pijar dan
lampu TL. Faktor daya terukur sebesar cos alpha1= 0,5. Hitunglah
daya semu dari beban dan besarnya arus I1 sebelum kompensasi, Jika
diinginkan faktor kerja menjadi cos alpha2=0,9. hitung besarnya
arus I2 (setelah kompensasi).a) Besarnya daya lampu gabunganPG =
(58 W x 18) + (11 W x 12) = 1176 watt = 1,176 kWCos phi1 = PG/S1
->> S1 = Pg/Cos phi1 = 1,176kW/0,5 = 2,352 kVA.I1 = S1/U =
2,352 kVA/220 V = 10,69 ampere (A)--> sebelum kompensasib)
besarnya daya setelah kompensasi (cos phi = 0,9)S2 = PG/Cos phi2 =
1,176 kW/0,9 = 1,306 kVAmaka I2 = S2/U= 1,306 kVA/220 V = 5,94 A
--> setelah kompensasi
Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor
Keuntungan perbaikan faktor daya melalui pemasangan kapasitor
adalah:1. Bagi Konsumen, khususnya perusahaan atau industri:
Diperlukan hanya sekali investasi untuk pembelian dan pemasangan
kapasitor dan tidak ada biaya terus menerus. Mengurangi biaya
listrik bagi perusahaan, sebab:(a) daya reaktif (kVAR) tidak lagi
dipasok oleh perusahaan utilitas sehingga kebutuhan total(kVA)
berkurang dan(b) nilai denda yang dibayar jika beroperasi pada
faktor daya rendah dapat dihindarkan. Mengurangi kehilangan
distribusi (kWh) dalam jaringan/instalasi pabrik. Tingkat tegangan
pada beban akhir meningkat sehingga meningkatkan kinerja motor.
2. Bagi utilitas pemasok listrik Komponen reaktif pada jaringan
dan arus total pada sistim ujung akhir berkurang. Kehilangan daya I
kwadrat R dalam sistim berkurang karena penurunan arus. Kemampuan
kapasitas jaringan distribusi listrik meningkat, mengurangi
kebutuhan untuk memasang kapasitas tambahan.
METODA PEMASANGAN INSTALASI KAPASITOR
Cara pemasangan instalasi kapasitor dapat dibagi menjadi 3
bagian yaitu :
1. Global compensationDengan metode ini kapasitor dipasang di
induk panel ( MDP )Arus yang turun 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.
Terlebih instalasi tenaga dengan penghantar yang cukup panjang
Delta Voltagenya masih cukup besar.
2. Sectoral CompensationDengan metoda ini kapasitor yang terdiri
dari beberapa panel kapasitor dipasang dipanel SDP. Cara ini cocok
diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar
sampai ribuan kva dan terlebih jarak antara panel MDP dan SDP cukup
berjauhan.
3. Individual CompensationDengan 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 kekurangan nya 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 cost yang di perlukan
lebih besar dari metode diatas
Komponen-komponen utama yang terdapat pada panel kapasitor
antara lain:
1. Main switch / load Break switchMain switch ini sebagai
peralatan kontrol dan isolasi jika ada pemeliharaan panel .
Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi sudah tersedia disisi
atasnya (dari) MDP.Mains switch atau lebih dikenal load break
switch adalah peralatan pemutus dan penyambung yang sifatnya on
load yakni dapat diputus dan disambung dalam keadaan berbeban,
berbeda dengan on-off switch model knife yang hanya dioperasikan
pada saat tidak berbeban .Untuk menentukan kapasitas yang dipakai
dengan perhitungan minimal 25 % lebih besar dari perhitungan KVar
terpasang dari sebagai contoh :
Jika daya kvar terpasang 400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka
pilihan kita berdasarkan 600 A + 25 % = 757 Ampere yang dipakai
size 800 Ampere.
2. Kapasitor Breaker.Kapasitor Breaker digunkakan untuk
mengamankan instalasi kabel dari breaker ke Kapasitor bank dan juga
kapasitor itu sendiri. Kapasitas breaker yang digunakan sebesar 1,5
kali dari arus nominal dengan I m = 10 x Ir.Untuk menghitung
besarnya arus dapat digunakan rumus
I n = Qc / 3 . VL
Sebagai contoh : masing masing steps dari 10 steps besarnya 20
Kvar maka dengan menggunakan rumus diatas didapat besarnya arus
sebesar 29 ampere , maka pemilihan kapasitas breaker sebesar 29 +
50 % = 43 A atau yang dipakai 40 Ampere.
Selain breaker dapat pula digunakan Fuse, Pemakaian Fuse ini
sebenarnya lebih baik karena respon dari kondisi over current dan
Short circuit lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian
jika dalam kondisi putus harus selalu ada penggantian fuse. Jika
memakai fuse perhitungannya juga sama dengan pemakaian breaker.
3. Magnetic ContactorMagnetic contactor diperlukan sebagai
Peralatan kontrol.Beban kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi
, lebih tinggi dari beban motor. Untuk pemilihan magnetic contactor
minimal 10 % lebih tinggi dari arus nominal ( pada AC 3 dengan
beban induktif/kapasitif). Pemilihan magnetic dengan range ampere
lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur pemakaian magnetic
contactor lebih lama.
5. Kapasitor BankKapasitor bank adalah peralatan listrik yang
mempunyai sifat kapasitif..yang akan berfungsi sebagai penyeimbang
sifat induktif. Kapasitas kapasitor dari ukuran 5 KVar sampai 60
Kvar. Dari tegangan kerja 230 V sampai 525 Volt atauKapasitor
Bankadalah sekumpulan beberapa kapasitor yang disambung secara
parallel untuk mendapatkan kapasitas kapasitif tertentu. Besaran
yang sering dipakai adalah Kvar (Kilovolt ampere reaktif) meskipun
didalamnya terkandung / tercantum besaran kapasitansi yaitu Farad
atau microfarad. Kapasitor ini mempunyai sifat listrik yang
kapasitif (leading). Sehingga mempunyai sifat mengurangi /
menghilangkan terhadap sifat induktif (leaging)
6. Reactive Power RegulatorPeralatan ini berfungsi untuk
mengatur kerja kontaktor agar daya reaktif yang akan disupply ke
jaringan/ system dapat bekerja sesuai kapasitas yang dibutuhkan.
Dengan acuan pembacaan besaran arus dan tegangan pada sisi utama
Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat terbaca dan
regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif
yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai bermacam macam steps dari
6 steps , 12 steps sampai 18 steps.
Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel kapasitor
antara lain:
- Push button on dan push button off yang berfungsi
mengoperasikan magnetic contactor secara manual.- Selektor auto off
manual yang berfungsi memilih system operasional auto dari modul
atau manual dari push button.- Exhaust fan + thermostat yang
berfungsi mengatur ambeint temperature (suhu udara sekitar) dalam
ruang panel kapasitor. Karena kapasitor, kontaktor dan kabel
penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka
temperature ruang panel meningkat.setelah setting dari thermostat
terlampaui maka exhust fan akan otomatis berhenti.
Berikut beberapa kegunaan panel kapasitor bank, antara lain :1.
Menghilangkan denda / kelebihan biaya (kVARh)2. Menghindari
kelebihan beban transformer / trafo (overload)3. Menghindari
kenaikan arus / suhu pada kabel4. Memaksimalkan pemakaian daya
(KVA)5. Menghemat daya / efisiensi6. Menghindari voltage drop pada
line end7. Mengawetkan instalasi dan peralatan elektrik8.
Menghindari rugi-rugi lainnya. Cara Menghitung Kebutuhan Kapasitor
Bank untuk Memperbaiki Faktor Daya Berdasarkan Rekening Listrik
PLN
PLN membagi daya pemakaian konsumennya menjadi dua bagian yaitu,
untuk pemakaian rumah tangga dan industri. Khusus pada pemakaian
listrik industri (umumnya 3 phasa), PLN menerapkan penambahan
penghitungan pemakaian daya listriknya dengankVarhmeter(kilo Volt
ampere reactiveperHours)selainkWhmeter(kilo WattperHours). Hal ini
bisa dilihat pada gambar dibawah ini:
sebaliknya untuk pelanggan rumah tangga, sosial dan bisnis yang
kapasitas terpasang lebih kecil dari industri, biaya /meter kVarh
ini tidak ada dan tidak dikenakan denda kVar. Secara praktis
penggunaan kapasitor tidak merupakan kebutuhan mendesak untuk
dipakai pada pelanggan rumah tangga.
Jadi untuk pelanggan tertentu seperti Industri dan pabrik, akan
dikenakan dua biaya, yaitu biaya pemakaian kWh dan kVarh. Untuk
penghematan biaya, kita dapat menghilangkan biaya kVarh ini dengan
penggunaan kapasitor Bank. Sehingga tagihan yang akan muncul
hanyalah kWh saja. Dengan penggunaan kapasitor bank kita dapat
mengharapkan biaya kVarh yang tertera ditagihan tersebut akan
menjadi nol / hilang.
Bagaimana mendesain / menghitung besar kapasitas dari kapasitor
bank yang dibutuhkan untuk menghilangkan biaya kVarh ?
Pada gambar tagihan listrik diatas, pelanggan industri tersebut
belum memasang panel kapasitor bank pada instalasi listrik
pabriknya. Sehingga tagihan biaya kVarh~nya membengkak, bahkan
lebih besar dari biaya kWh yang terpakai.
Disini saya tidak secara khusus membahas tentang Segitiga Daya
yang tentunya berhubungan langsung dengan kasus ini. Dimana seperti
yang sudah kita ketahui bahwa pengertian umum dari Segitiga Daya
adalah suatu hubungan antara daya nyata P(Watt), daya semu S(VA)
dan daya reaktif Q(Var). Sehingga padapelanggan industri, PLN
menerapkan biaya daya nyata (Watt) dan biaya daya reaktif (Var)
dikarenakan penggunaan daya listriknya banyak menggunakan arus
induksi (Voltamperereaktif).
Kembali kepembahasan semula.. Dari gambar diatas terlihat,
pelanggan menggunakan kVarh sebesar 6701 kVarh. Bila pelanggan
dalam pemakaian kVarh~nya perhari adalah 8 jam kerja, maka
digunakan rumus
kVarh : 8 : 30 = kVar6701 : 8 : 30 = 27.92 kVar
Angka 27.92 kVar bisa dibulatkan menjadi 30 untuk menetapkan
jumlah pembagian step dipanel kapasitor bank agar sesuai dengan
kebutuhan maksimal penggunaannya.
misalnya: bila panel kapasitor menggunakan Power Factor
Controller 6 step maka kita hanya tinggal membagi angka 30 dengan
6, dan hasil kVar dari kapasitor yang akan digunakan adalah sebesar
5 kVar dari setiap stepnya. Begitupun bila menggunakan Power Factor
Controller 12 step, maka angka 30 dibagi dengan 12, dan didapatkan
hasil 2,5 kVar dari setiap stepnya.
PENGERTIAN DAN KOMPONEN CAPASITOR BANK / PANEL CAPASITOR
Apa Itu Capasitor Bank ????
Proses Kerja Kapasitor
Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang
paralel dengan rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan
maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor
penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian
elektron akan ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam
rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saaat itu
kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah
itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali
elektron. Pada saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti
sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif ke beban. Karena beban
bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-)
akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.
Pemasangan Kapasitor
Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki
pf penempatannya ada dua cara :1. Terpusat kapasitor ditempatkan
pada:a. Sisi primer dan sekunder transformatorb. Pada bus pusat
pengontrol2. Cara terbatas kapasitor ditempatkana. Feeder kecilb.
Pada rangkaian cabangc. Langsung pada beban
Perawatan Kapasitor
Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama
tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu
perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak
terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan
pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber.
Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti masih
ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung
singkatkan supaya muatannya hilang.Adapun jenis pemeriksaan yang
harus dilakukan meliputi : Pemeriksaan kebocoran Pemeriksaan kabel
dan penyangga kapasitor Pemeriksaan isolator
Komponen Panel Capasitor:
1. Main switch / load Break switch
Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada
pemeliharaan panel . Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi
sudah tersedia disisi atasnya (dari) MDP.Mains switch atau lebih
dikenal load break switch adalah peralatan pemutus dan penyambung
yang sifatnya on load yakni dapat diputus dan disambung dalam
keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch model knife yang
hanya dioperasikan pada saat tidak berbeban .Untuk menentukan
kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25 % lebih besar
dari perhitungan KVar terpasang dari sebagai contoh :Jika daya kvar
terpasang 400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka pilihan kita
berdasarkan 600 A + 25 % = 757 Ampere yang dipakai size 800
Ampere.
2. Kapasitor Breaker.
Kapasitor Breaker digunkakan untuk mengamankan instalasi kabel
dari breaker ke Kapasitor bank dan juga kapasitor itu sendiri.
Kapasitas breaker yang digunakan sebesar 1,5 kali dari arus nominal
dengan I m = 10 x Ir.Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan
rumusI n = Qc / 3 . VLSebagai contoh : masing masing steps dari 10
steps besarnya 20 Kvar maka dengan menggunakan rumus diatas didapat
besarnya arus sebesar 29 ampere , maka pemilihan kapasitas breaker
sebesar 29 + 50 % = 43 A atau yang dipakai 40 Ampere.Selain breaker
dapat pula digunakan Fuse , Pemakaian Fuse ini sebenarnya lebih
baik karena respon dari kondisi over current dan Short circuit
lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian jika dalam
kondisi putus harus selalu ada penggantian fuse. Jika memakai fuse
perhitungannya juga sama dengan pemakaian breaker.
3. Magnetic Contactor
Magnetic contactor diperlukan sebagai Peralatan kontrol.Beban
kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi , lebih tinggi dari
beban motor. Untuk pemilihan magnetic contactor minimal 10 % lebih
tinggi dari arus nominal ( pada AC 3 dengan beban
induktif/kapasitif). Pemilihan magnetic dengan range ampere lebih
tinggi akan lebih baik sehingga umur pemakaian magnetic contactor
lebih lama.
4. Kapasitor Bank
Kapasitor bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat
kapasitif..yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif.
Kapasitas kapasitor dari ukuran 5 KVar sampai 60 Kvar. Dari
tegangan kerja 230 V sampai 525 Volt.
5. Reactive Power RegulatorPeralatan ini berfungsi untuk
mengatur kerja kontaktor agar daya reaktif yang akan disupply ke
jaringan/ system dapat bekerja sesuai kapasitas yang dibutuhkan.
Dengan acuan pembacaan besaran arus dan tegangan pada sisi utama
Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat terbaca dan
regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif
yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai bermacam macam steps dari
6 steps , 12 steps sampai 18 steps.
Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel kapasitor
antara lain :- Push button on dan push button off yang berfungsi
mengoperasikan magnetic contactor secara manual.- Selektor auto off
manual yang berfungsi memilih system operasional auto dari modul
atau manual dari push button.- Exhaust fan + thermostat yang
berfungsi mengatur ambein temperature dalam ruang panel kapasitor.
Karena kapasitor , kontaktor dan kabel penghantar mempunyai
disipasi daya panas yang besar maka temperature ruang panel
meningkat.setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust
fan akan otomatic berhenti.
Setup C/K PFR
Capacitor BankAgar Power Factor Regulator (PFR) yang terpasang
pada Panel Capacitor Bank dapat bekerja secara maksimal dalam
melakukan otomatisasi mengendalikan kerja capacitor maka diperlukan
setup C/K yang sesuai.Berikut ini cara menghitung C/K pada
PFR:Sebuah Panel Capacitor Bank 6 Step x 60 KVAR, 3 Phase, 400
Volt, dengan CT sensorterpasang 1000/5A. Berapa nilai setup C/K
?Solusi:60 KVAR = 60.000 VAR60.000=86 A400 x 1.732C/K=I
c1=86=0,43CT Ratio1000/5Keuntungan yang diperoleh dengan
dipasangnya Power Capacitor-Menghilangkan denda PLN atas kelebihan
pemakaian daya reaktif.-Menurunkan pemakaian kVA total karena
pemakaian kVA lebih mendekati kW yang terpakai, akibatnya pemakaian
energi listrik lebih hemat.-Optimasi Jaringan:- Memberikan tambahan
daya yang tersedia pada trafo sehingga trafo tidak
kelebihan(overload).- Mengurangi penurunan tegangan (voltage drop)
pada line ends dan meningkatkan daya pakai alat-alat produksi.-
Terhindar dari kenaikan arus/suhu pada kabel sehingga mengurangi
rugi-rugi.
Memperbaiki Faktor daya berdasarkan rekening listrik PLN.
Berdasarkan rekening listrik PLN suatu perusahaan pada tahun
1977 diperoleh data seperti dibawah ini.
1. Beban : 345 KVA2. Pemakaian kWh
LWBP : 77.200 kWhWBP : 34.000kWhTotal : 111.200 kWh3. Kelebihan
kVARh : 10.656 kVARhCos phi = KW/KVATan phi = KVAr/KWsesuai dengan
ketentuan PLN ,Yang Tidak terkena kelebihan KVAR kalau cos phi =
0.85Cos phi = 0,85 ==> phi = 31,8maka tan 31,8 = 0.62Jika KWH
diketahui = 1111.200 ,
Maka batas tidak terkena biaya kelebihan KVARH dapat dihitung
sebesar :KVARH ( batas ) = KWH x tan phi = 111.200 x 0,62 =
68.944Dengan adanya kelebihan KVARH sebesar 10.656,besarnya KVARH (
Total ) menjadi :KVARH ( total ) = KVARH ( batas ) + KVARH ( lebih
)= 68.944+10.656 = 79.600Tan phi = KVARH ( total ) / kWh =
79.600/111.200 = 0,716phi = 35,6Cos phi = cos 35,6 = 0,813
Memperbaiki nilai Cos phi
Untuk menghindari biaya kelebihan KVARH,maka perlu dipasang "
Capasitor ". Misalnya direncanakan COs phi ditingkatkan menjadi =
0,92Besarnya pemakaian listrik rata-rata dihitung sebagai berikut
:KW ( rata-rata) = Pemakaian listrik per bulan / ( 30 hari x 24 jam
)= 111.200 / ( 30x24)= 154,4KWCos phi = 0.92 ---> phi=23,1Tan
phi = 23,1 = 0,426 = KVAR/KWKW = 154,4 ---> KVAR = 0,426X154,4 =
66KVARH ( total) = 79.600KVAR = 79.600/ ( 30X24) = 111Jadi
kapasitor yang perlu dipasang = 111 - 66 = 35KVARKapasitor yang
digunakan = 6 x 7,5 KVAR ,dengan Regulator 6 Step
Kapasitor BankPendahuluanKapasitor Bank merupakan peralatan
listrik yang mempunyai sifat kapasitif yang terdiri sekumpulan
beberapa kapasitor yang disambung secara parallel untuk mendapatkan
kapasitas kapasitif tertentu. Besaran parameter yang sering dipakai
adalah KVAR (Kilovolt ampere reaktif) meskipun pada kapasitor
sendiri tercantum besaran kapasitansi yaitu Farad atau
microfarad.
Kapasitas kapasitor dari ukuran 5 KVar sampai 60 Kvar. Dari
tegangan kerja 230 V sampai 525 Volt. Kapasitor ini mempunyai sifat
listrik yang kapasitif (leading). Sehingga mempunyai sifat
mengurangimenghilangkan terhadap sifat induktif
(leaging).FungsiFungsi utama dari kapasitor bank yaitu sebagai
penyeimbang beban induktif, Seperti yang kita ketahui beban listrik
terdiri dari beban reaktif (R), induktif (L) dan capasitif(C).
Dimana peralatan listrik yang sering digunakan dan dijumpai
memiliki karakteristik induktif, sehingga untuk menyeimbangkan
karakteristik beban tersebut perlu digunakan kapasitor yang
berperan sebagai beban kapasitif. Berikut ini adalah beberapa
kegunaan dari kapasitor bank:1. Memeperbaiki Power Factor (faktor
daya)2. Mensuply daya reaktif sehingga mamaksimalkan penggunaan
daya komplek (KVA)3. Mengurangi jatuh tegangan (Voltage drop)4.
Menghindari kelebihan beban transformer5. Memberikan tambahan daya
tersedia6. Menghindari kenaikan arus/suhu pada kabel7. Menghemat
daya / efesiensi8. mengawetkan instalasi & Peralatan Listrik9.
Kapasitor bank juga mengurangi rugi rugi lainnya pada instalasi
listrikPerawatan KapasitorKapasitor yang digunakan untuk
memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat secara
teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat
yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum
melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi
dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung
muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu
harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang. Adapun jenis
pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi : Pemeriksaan kebocoran
Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor Pemeriksaan
isolatorKomposisi Panel Kapasitor BankSebelum menyusun panel
capacitor, ditentukan terlebih dahulu besar kompensasi yang
diperlukan dan jumlah step. Perlu dipertimbangkan juga adanya
distorsi harmonik pada jaringan. Total Harmonic Distortion atau THD
ini menentukan jenis kapasitor bank yang digunakan. Secara global
komponen-komponen penyusun panel Capasitor adalah sebagai berikut
:1. Box Panel/ Enclosure, perhatikan ukuran panel jangan terlalu
sempit agar panas yang ditimbulkan kapasitor bank dan komponen lain
bisa cepat terbuang melalui ventilasi/ exhaust fan. Jarak antar
kapasitor bank sebaiknya 5 cm (temperatur akan mempengaruhi life
time).2. Main breaker, bisa menggunakan LBS (Load Brake Switch)
atau MCCB sesuai dengan kebutuhan (1,3 X In).3. Kapasitor Bank,
disesuaikan dengan ukuran yang diperlukan dan dipertimbangkan THD
jaringan.4. Contactor, lebih aman menggunakan contactor khusus
capacitor bank tetapi bisa juga dengan menggunakan contactor biasa
(size -up).5. Protection, menggunakan Fuse atau MCCB/ NFB dengan
kapasitas 1,3 X In(capacitor).6. PFC (Power Factor Corection),
sesuaikan dengan step yang diperlukan. Perhatikan wiring diagram
PFC, kadang terdapat perbedaan wiring requirement untuk merk yang
berbeda.7. Cos phi meter, untuk memonitor faktor daya saat kondisi
manual.8. CT (Curret transformer) untuk mengukur arus pada panel
induk.9. Pilot Lamp, untuk indikasi ON, OFF tiap-tiap step dan R,S,
T.10. Push Button, untuk START STOP pada kondisi Manual.11.
Selektor Switch, untuk memilih mode Automatic atau Manual.12. Relay
Auto Manual, gunakan yang 4 pole bisa MY4 atau LY4.13. Breaker
Kontrol, dengan beberapa MCB 1 pole untuk proteksi jalur
kontrol.14. Relay Back-up, digunakan untuk back-up kontak coil
contactor pada ukuran yang besar.15. Kabel dan lain lain.
Gambar panel kapasitor Bank
Tipe Capacitor bank
Ditinjau dari cara kerjanya, capacitor bank dibedakan menjadi 2
:
Capacitor bank Fixed type, dengan memberikan beban capasitive
yang tetap walaupun terdapat perubahan beban. Biasanya digunakan
pada beban langsung seperti pada motor induksi. Nilai yang aman
adalah 5% dari kapasitas motor, pertimbangannya adalah kondisi saat
tanpa beban.
Automatic type, memberikan beban capasitive yang bervariasi
sesuai dengan kondisi beban. Jenis panel ini dilengkapi dengan
sebuah Power Factor Controller (PFC) sebagai referensi
www.circutor.com . PFC akan menjaga cos phi jaringan sesuai dengan
target yang ditentukan. Untuk beban yang berfluktuasi dengan cepat
digunakan Static Var Compensator type (SVC) yang menggunakan
Thyristor sebagai switchernya. Sedangkan untuk fluktuasi beban yang
tidak terlalu cepat digunakan Dynamic Var Compensator dengan
menggunakan Magnetic Contactor serta PFC relay sebagi
switchernya.
Merek capacitor yang tersedia antaralain: Shizuki, Epcos Siemen,
Merlin Gerin/Schneider, Nokian, Vishay, Circutor,
Kapasitor Bank IndustriKapasitor Bank adalah beberapa sekumpulan
sekumpulan kapasitor yang dihubungkan paralel dengan rangkaian
beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan
mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan
muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan
ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang
memerlukannya dengan demikian pada saaat itu kapasitor
membangkitkan daya reaktif.
gambar single kapasitor
gambar struktur kapasitor clmd 63 ABB
Bila tegangan yang berubah itu kembali normal (tetap) maka
kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor
mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai
daya reaktif ke beban. Karena beban bersifat induktif (+) sedangkan
daya reaktif bersifat kapasitif (-) akibatnya daya reaktif yang
berlaku menjadi kecil.
Secara umum beban yang sering digunakan, terutama pada industri,
adalah beban induktif, seperti motor listrik, lampu TL, heater dsb.
Dengan adanya beban induktif ini menyebabkan nilai cos phi yang
rendah. Standar dari PLN adalah minimal 0.85. PLN akan membebankan
biaya kelebihan pemakaain kVARh pada pelanggan, jika faktor daya
(cos phi) nya kurang dari 0.85
Untuk memperbaiki faktor daya ini, maka digunakan kapasitor
bank, yang berfungsi sebagai kompensator dari beban-beban induktif.
Dalam memperbaiki nilai cos phi ini, diperlukan sebuah alat kontrol
automatis yaitu "Reactive Power Regulator" klikdisiniuntuk membaca
tentang Reactive Power Regulator.Selain itu fungsi lain dari
pemasangan Panel kapasitor Bank :Menghilangkan Denda / Kelebihan
Biaya (kVArh). (klikdisiniuntuk mengetahui tentang denda kVArh).
Dan manfaat dari pemasangan kapasitor bank antara lain adalah:
* Menghindari kelebihan beban transformer / trafo over load*
Menghindari kenaikan Arus / Suhu pada kabel,* Memaksimalkan
Pemakaian Daya yang terpasang (kVA),* Menghindari voltage drop pada
Line end,* Meningkatkan kualitas sumber daya listrik,* Memelihara
peralatan / perangkat electric yang terpasang.
Kesimpulannya : Kapasitor BUKAN alat untuk menghemat ENERGI =
kWH, tetapi alat untuk menurunkan arus listrik yang mengalir,
dengan cara memperbaiki faktor daya.
Aplikasi pemakaian kapasitor bankBesaran daya Kapasitor bank
dinyatakan dengan kVAR. Penggunaanya berhubungan dengan pemakaian
daya listrik yaitu kW dan kVA. Apa itu kVAR , kW dan kVA ? kW =
kilo Watt besarnya daya listrik yang dipakai oleh peralatan listrik
seperti lampu, motor dll. Untuk pemakaian rumah tangga biasanya
sekitar 50 Watt untuk lampu, 100 Watt untuk pompa, sehingga total
pemakaian dalam satu rumah bisa mencapai 1000 Watt atau 1 kilo Watt
= 1 kW. Untuk mengukur penggunaan energi digunakanlah kWH. Jumlah
pemakaian kWH ini yang akan dihitung dan harus kita bayarkan tiap
bulan kepada penyedia listrik dalam hal ini PLN. kVAr = kilo Var
besarnya daya magnet yang dibutuhkan oleh peralatan listri supaya
bisa bekerja / berputar. Dalam hal ini pada umumnya adalah motor
listrik, karena membutuhkan energi magnet untuk menggerakkan /
memutarkan rotor. Untuk mengukur energi ini digunakan kVARh meter,
dan hanya diterapkan / diwajibkan pembayarannya khusus untuk
industri-2 / pabrik / gedung . Untuk rumah tangga tidak dikenakan
biaya untuk pemakaian energi ini.
Daya listrik yang dihasilkan dari PLN adalah VA (S), motor
listrik membutuhkan daya mekanik / putaran (Watt =P) dan daya
magnet / perputaran medan magnet(Var =Q). Untuk itu PLN akan
memasang meter untuk menghitung penggunaan daya listrik dari kedua
komponen tersebut yaitu KWH meter untuk menghitung energi mekanik
yaitu Watt x jam (h) = Wh dan dihitung per seribu Wh menjadi kWh.
Dan kVArh meter untuk menghitung energi magnet / reaktif yaitu Var
x jam = kVArh. Jadi untuk pelanggan tertentu seperti Industri dan
pabrik, akan dikenakan dua biaya, yaitu biaya pemakaian kWH dan
KVArh. Untuk penghematan biaya, kita dapat menghilangkan biaya
KVArh ini dengan penggunaan kapasitor Bank. Sehingga tagihan yang
akan muncul hanyalah kWH saja. Contoh rekening PLN :
Dengan penggunaan kapasitor bank kita dapat mengharapkan biaya
kVArh yang tertera ditagihan tersebut akan menjadi nol / hilang.
Hal ini dapat dijelaskan dengan gambar sbb :Daya magnet yang
dibutuhkan oleh motor listrik untuk berputar dapat disuplai dari
kapasitor bank, sehingga pemakaian energi / daya magnet ini dapat
dikurangi hingga nol. Akibatnya kita tidak memakai sama sekali
biaya kVArh dari PLN ini. Dapat dikatakan Kapasitor bank sangat
efektif dalam mengurangi biaya PLN terutama untuk pelanggan yang
dikenakan biaya KVArh oleh PLN, sebaliknya untuk pelanggan rumah
tangga, sosial dan bisnis yang kapasitas terpasang lebih kecil dari
industri, biaya / meter kVArh ini tidak ada.
GAMBAR ISI PANEL KAPASITOR BANK
Dibawah ini beberapa hal mengenai bagaimana CAPASITOR BANK dapat
menghemat biaya :* Pada saat seluruh peralatan listrik elektronik
dirumah/tempat usaha anda dioperasikan, CAPASITOR BANK secara
otomatis akan meredam dan mengambil arus listrik semu, sehingga
pemakaian listrik anda yang tercatat dimeteran adalah murni listrik
yang dipakai sehingga biaya yang dikeluarkan pada saat anda
membayar rekening akan jauh berbeda dengan waktu anda belum
menggunakan CAPASITOR BANK(Semua tergantung pada peralatan dan
pemakaian)* Karena fungsinya menyimpan listrik. Maka pada saat
tarikan awal ( start) saat anda menyalakan atau menekan tombol pada
peralatan listtrik elektronik anda seketika itu biasanya memerlukan
listrik yang besar. Secara langsung CAPASITOR BANK melepas listrik
simpanannya untuk membantu tarikan awal tadi sehingga putaran pada
meteran tetap stabil. (Contoh nyata jika anda menyalakan pompa air,
AC,electric motor dll pada start awal memerlukan WATT yang besar)*
Pada saat Voltage PLN tidak stabil (turun /naik) CAPASITOR BANK
akan memaksimalkan listrik simpanannya, sehingga suplai arus
listrik pada peralatan listrik elektronik yang sedang aktif tetap
stabil, hal inilah yang membuat umur peralatan listrik elektronik
anda awet ( tahan lama) alias tidak cepat rusak .