KWH METER

Energi meter adalah alat untuk mengukur besarnya daya listrik selama waktu tertentu.

Tipe Kwh meter:a. Tipe electrolytic meter.

Kerjanya tergantung pada proses elektrolisa. Alat ini utk mengukur rangkaian DC sbg Amper jam meter dan Watt jam meter (krg baik krn tdk cocok digunakan pada tegangan yang bervariasi).Kerja elektrolisa: air raksa dimuaikan atau gas/ uap logam dibebaskan shg jumlah arus yang lewat ditandai dengan ketinggian air raksa pada suatu pipa kapiler. Arus kerja dilewatkan melalui elektrolit pada bagian voltmeter

b. Tipe Motor meter.

Instrumen ini adalah motor listrik dgn daya kecil. Jenisnya antara lain : Mercury motor meter (DC), Commutator Motor meter (AC / DC), dan Induction Motor meter (AC).

Sistem penggerak berputar secara kontinu.

banyaknya putaran dicatat secara mekanis melelui roda gigi.

c. Clock meter.

Fungsinya seperti mekanis jam

KWh meter :

• mengukur besarnya energi listrik.

• mengukur hasil kali tegangan, arus, faktor daya, dan waktu

V. I . cos φ . t

Kwh = ----------------------

1000.

Komponen utama :

1. Sistem penggerak : – Untuk menghasilkan kopel kerja– Untuk mengoperasikan sistem rotasi

berputar secara kontinu– Torsi kerja berbanding lurus dg arus atau daya

kec. putar ∞ arus => sebagai amper jam meter

Kec. putar ∞ daya => sebagai watt jam meter

2. Sistem pengereman / peredam– Untuk mengendalikan keceptan putaran– Dilakukan dengan magnet (breaking magnet)– Torsi pengereman ∞ kecepatan rotasi

rotasi => steady bila :

torsi pengereman = torsi kerja.

3. Pencatat mekanis– Untuk mencatat jumlah rotasi melalui roda gigi

dan piringan (disk).

Sebuah amper-jam meter dikalibrasi sebagai KWh dengan tegangan suplai 220 V. Salah satu bagian roda gigi pada rotor terdapat 75 buah gerigi.

Bila meter digunakan pada tegngan suplai 250 V, berapa seharusnya jumlah gigi pada roda yg baru ?

Penyelesaian:

Amper-jam meter yg dikalibrasi pd tegangan suplai 220 V akan berputar terlalu cepat pada tegangan 250 V, dengan perbandingan 250 / 220. Untuk menetralkan kelebihan tegangan maka roda gigi harus dikurangi dengan perbandingan yang sama.

Jadi jumlah gigi pada roda yang baru adalah :

250/220 x 75 = 66 gerigi.

Spesifikasi KWh meter.• Merek: nama perusahaan yang membuat meter • Type, jenis, model : identitas meter oleh pabrik• Tahun : tahun pembuatan KWh meter• Nomor : nomor seri dari pabrik• Tegangan nominal kumparan tegangan:

misal 127 / 220 volt (double voltage)• Arus nominal kumparan magnet (arus),

misal: 10 (30) A – arus nominal = 10 A dengan batas kesalahan

terkecil– Kumparan sanggup dilalui arus 30 A, dengan kesalahan

masih dalam batas yang diizinkan.

Spesifikasi (lanjutan)

• Class : angka / kategori yang menentukan

ketelitian KWh meter (limit error).

• Frekuensi: frekuensi nominal dari kumparan arus dan tegangan (Hz).

• Tanda panah: arah putaran piringan KWh meter yang benar.

• Constanta meter : besaran pada KWh meter yang menyatakan hubungan antara hasil putaran dengan energi yang terpakai disimbol dengan ( C ) dalam satuan revulsi / KWh

ContohSebuah meter dengan konstanta 600 rev / Kwh, dihubungkan pada beban sehingga membuat 5 putaran (revulsi) selama 20 detik. Hitunglah daya pada beban dalam kW.

Penyelesaian:Waktu yg diperlukan utk membuat 600 put:

= 600 put/KWh x 20 dt / 5 put = 2400 dt/KWh.Ini berarti selama 2400 dt memerlukan energi 1 Kwh, dimana 1 Kwh = 36 x 105 Joule.Jika P adalah daya beban, maka :

P x 2400 dt = 36 x 105 Joule. Jadi P = 36 x 105 Joule / 2400 dt

P = 1,5 kW

Soal:Sebuah KWh meter mempunyai data sbb: 220V, 20 A, 50 Hz, 720 rev/KWh. Bila meter dihubungkan pada beban dgn arus 5 A, cos φ = 0,8 pada tegangan normal, maka instrumen memerlukan waktu 5 menit untuk 50 putaran piringan (disk). Hitunglah % error dari instrumen ini.

Penyelesaian:Energi terpakai untuk waktu 5 menit :5/60 jam x 5 A x 220 V x 0,8 x 10-3 = 0,073 KWhKonstanta meter 720 rev/Kwh, berarti putaran piringan seharusnya adalah:720 rev/KWh x 0,073 KWh = 52,56 rev.Karena putaran yang ada 50 rev, maka

Error = 52,56 rev – 50 rev = 2,56 rev. Jadi % error = 2,56 / 52,56 x 100%= 4,87 %

Sebuah meter single fase 220 V mempunyai beban konstan dengan arus sebesar 5 A, mengalir selama 4 jam pd power faktor unity. Jika piringan meter membuat 1056 putaran selama waktu tersebut, hitunglah konstanta meter dalam putaran/Kwh.

Jika power faktor adalah 0,8 berapakah jumlah putaran yang di buat selama jangka waktu tersebut.

Penyelesaian:Energi yang disuplai = (220x5x4x1) / 1000 = 4,4 KwhJadi constanta meter = 1056 / 4,4 = 240 rev / KwhJumlah putaran pada power faktor 0,8 adalah: 1059 x 0,8 = 844,8 putaran selama selama 4 jam.

Suatu meter dengan spesifikasi 25 A, 220 V, mempunyai konstanta 500 putaran / Kwh.

Selama menguji beban 4400 watt, piringan membuat 50 putaran dalam waktu 83 detik.

Hitunglah error meter !

Jawab:

Dalam 1 jam, pada beban penuh meter harus mem buat 4400 x 500/1000 = 2200 putaran. Ini berarti 2200/60 rpm = 36,7 rpm.

Waktu yang diperlukan untuk 50 putaran

= (50 x 60) / 36,7 = 81,7 detik. Ini berarti meter terlambat 83 - 81,7 = 1,3 dtk.

% error = (1,3 / 81,7) = 1,39 %

Hubungan C dgn energi, daya P, dan waktu t.

Energi = V x I x Cos φ x t …… (watt jam / wh)Energi = (P x t)/1000 ..…. (kilo watt jam / Kwh)

Bila C dan dlm rev/Kwh :Energi = n / C …… (Kwh) P = V x I x Cos φ …… (Watt)Energi = (P x t) / 1000 …… (Kwh)td = (n x 1000 x 3600) / P x C …….……. (detik)td = (n x 1000 x 3600) / V x I x Cos φ x C.

Dimana : n = putaran (dlm rev) C = Konstanta (put/Kwh)P = daya (dlm watt) t = waktu (dlm jam)td = waktu (dlm detik)

Bila C dan dlm Kwh/rev :

Energi = n x C …… (Kwh) C = Kwh/rev

(P x t) / 1000 = n x C

maka:

t = (n x C x 1000) / P …… jam

atau:

td = (n x C x 1000 x 3600)/(V.I.Cos φ) .... detik

Sebuah energi meter dgn spek 240 V, 10 A, 50 Hz, mempunyai konstanta 200 rev/Kwh. Jika pada saat mensuplai suatu beban non induktif (p.f unity atau cos φ = 1), dengan arus 4,4 A pada tegangan 220 V, maka meter memerlukan waktu 3 menit untuk 10 putaran.

Hitunglah :

a. Jumlah putaran meter seharusnya,

b. Berapa % error wattmeter ?

Penyelesaian :Cara I

Energi selama 3 menit atau 1/20 jam adalah: Energi = 1/20 x 220 x 4,4 x 1 x 10 – 3 Kwh

E = 48,4 x 10 – 3 Kwh Karena C = 200 rev/Kwh, maka putaran sesungguhnya adalah :revulsi = 48,4 x 10 – 3 Kwh x 200 rev/Kwh

= 9,68 rev.Karena putaran yang ada : 10 rev, Maka % error = (10 – 9,68) / 9,68 x 100 % % error = 3,305 %

PENERAAN KWH METER

1. Menggunakan stopwatch dan Wattmeter

e = (dt – t ) / t x 100%

Dimana : e = % error

t = waktu yang diperlukan Kwh yang ditera untuk n putaran (dt)

n = putaran (revulsi)

td = waktu yang sebenarnya yang dibutuhkan Kwh untuk n

putaran (Kwh meter tanpa kesalahan)

e = (dt – t ) / t x 100%Untuk C dalam rev / Kwh,

td = (n x 3600 x 1000) / P x C

Untuk C dalam Kwh / rev,

td = (n x C x 3600 x 1000) / P

Catatan :

daya yang diukur harus stabil.

Cara II% error (e) = (td – t) / t x 100% untuk t = 3 menit = 180 detik

td = (n x 3600 x 1000) / P x Ctd = (10 x 3600 x 1000) / 220 x 4,4 x 1 x 200td = 36000000 / 193600 = 185,9 detik = 186 dt

186 – 180 % error = --------------- x 100 %

180% error = 3,3 %

2. Menggunakan Kwhmeter Induk

(n2 .C1)e = {------------ – 1} x 100 % ;

(n1 .C2) atau

(n2 .C1) - (n1 .C2) e = ------------------------- x 100%

(n1 .C2) Catatan:

indek “1” untuk meter indukindek “2” untuk meter yang ditera

E

(%)

I

(%)

Cos φ n2 C2 n1 C1 e

(%)

100 100 0,5 20 1250 12,46 833,33 ?

E

(%)

I

(%)

Cos φ n2 C2 n1 C1 e

(%)

100 100 0,5 20 1250 13,3 833,33 ?

Keadaan sebelum distel

Keadaan setelah penyetelan

SEBELUM DISTEL

(n2 .C1) (20 x 833,33) e = {------------ – 1} x 100 % e = ----------------------- - 1} 100%

(n1 .C2) (12,46 x 1250)

e = (1,070 -1) x 100 % = 7 %Dengan rumus :

(n2 .C1) - (n1 .C2) e = ------------------------- x 100%

(n1 .C2) (20 x 833,33) – (12,46 x 1250)

e = ------------------------------------------- x 100%(12,46 x 1250)

e = {(16666,6) – (15575)} / (15575) x 100% = 7 %

HITUNGLAH % ERROR SETELAH DISTEL !

3. Menggunakan meter standard

W – Wo

e = ---------------- x 100 %

Wo

Wo = meter standar

W = meter yang ditera

Wo = meter standar = 140 KWh

W = meter yang ditera = 150 KWh

W – Wo

e = ---------------- x 100 %

Wo

e = {10 / 140} x 100 % = 7, 143 %