BAB II Teori Dasar Kapasitor Bank

44
4 BAB II TEORI DASAR 2.1 Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor disebut keping. Kapasitor disebut juga kondensator adalah alat atau komponen listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara waktu. Kapasitor terdiri dari dua konduktor (lempengan logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator ini sering disebut bahan (zat) dielektrik. Sebuah kapasitor mempunyai prinsip sebagai generator yang bisa menghasilkan daya reaktif. Gambar 2.1.Kapasitor Bank

description

teori dasar kapasitor bank

Transcript of BAB II Teori Dasar Kapasitor Bank

  • 4

    BAB II

    TEORI DASAR

    2.1 Kapasitor

    Kapasitor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan

    muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan

    oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor disebut keping. Kapasitor

    disebut juga kondensator adalah alat atau komponen listrik yang dibuat

    sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara

    waktu. Kapasitor terdiri dari dua konduktor (lempengan logam) yang dipisahkan

    oleh bahan penyekat (isolator). Isolator ini sering disebut bahan (zat) dielektrik.

    Sebuah kapasitor mempunyai prinsip sebagai generator yang bisa menghasilkan

    daya reaktif.

    Gambar 2.1.Kapasitor Bank

  • 5

    Bagian utama dari suatu sel kapasitor adalah 2 elektroda yang terbuat

    dari foil alumunium yang dipisahkan oleh dielektrik terlapis. Agar kapasitor lebih

    handal, maka jumlah lapisan dielektrik dibuat sekurangnya 2 lapis. Tebal foil

    alumunium biasanya kurang lebih 7 mikron, sedang tebal dielektrik biasanya

    antara 8 24 mikron, tergantuna kepada tegangaan kerja kapasitor.

    Gambar 2.2 Bahan dasar dari suatu sel kapasitor

    (Sumber) Bongas L.Tobing,Peralatan Tegangan Listrik,Jakarta,2003,hal.165

    Dengan adanya muatan pada kapasitor maka antara lembaran kapasitor

    terdapat beda potensial sehingga terjadi suatu aliran elektron yauti aliran arus

    yang mengalir pada kapasitor dan hal ini tergantung pada perubahan tegangan

    waktu. Arus pengisian terbesar pada saat awal pengsian yaitu pada t = 0 dan

    menurun ketika tegangan meningkat. Pengisian akan berhenti saat tegangan

    kapasitor sama dengan tegangan sumber.

    Satuan dari kapasitor adalah farad (F). Kapasitor akan mempunyai

    kapasitansi 1 farad jika potensial yang dikenakan 1 volt dan kapasitor mengambil

    muatan sebesar 1 coulomb.

  • 6

    Kapasitor banyak digunakan di indusri misalnya sebagai alat kompensator

    faktor daya, memperbaiki drop tegangan padu ujung jaringan,atau kenaikan suhu

    dan arus pada penghantar bisa diperkecil dengan di pasang kapaasitor.

    Pada kapasitor tegangan tinggi dibentuk dari beberapa sel kapasitor seperti

    gambar 7. Sel- sel kapasitor disusun dalam hubungan paralel atau seri tergantung

    pada rancangan kapasitas daya yang diinginkan, maka beberapa sel kapasitas

    dihubungkan paralel. Sedangkan untuk memenuhi tegangan yang diinginkan

    maka beberapa sel kapasitor dihubungkan seri.

    Gambar 2.3.Kontruksi Kapasitor Tegangan Tinggi

    (Sumber) Bongas L.Tobing.Peralatan Tegangan Tinggi,Jakarta,2003,hal.175

    Suatu sel kapasitor dibuat dari susunan kapasitor plat sejajar yang awalnya

    digulung berbentuk silinder. Untuk memperkecil dimensinya, gulungan ditekan

    sehingga berbentuk plat. Sel kapasitor yang sudah berbentuk plat ini dibungkus

    dengan beberapa lapis kertas isolasi keras dan disusun berdampingan dengan sel

    kapasitor lain. Antara suatu sel kapasitor dengan sel kapasitor lain diberi isolasi

  • 7

    pembatas untuk mencegah kerusakan pada selkapasitor lain jika kapasitor

    disebelahnya mengalami kerusakan. Setiap selmjuga dilengkapi fuse sebagai

    pengaman arus hubung singkat. Untuk mengisolir susunan sel kapasitor dengan

    tangki digunakan isolasi kertas. Kemudian asolasi kertas dan semua sel kapasitor

    diikat dengan plat pengikat dan akhirnya dimasukkan dalam tangki baja atau

    bejana isolasi. Untuk menghantarkan panas yang terjadi pada kapasitor ke

    medium sekitar maka tangki diisi dengan minyak isolasi yang tidak mengandung

    gelembung udara.

    Sebelum susunan kapasitor dimasukkan ke dalam tangki, susunan

    kapasitor dikeringkan dengan metode pemanasan ruang vakum hingga semua

    kertas isolasi kering dan semua gas keluar dari kertas.

    Jenis dielektrik yang digunakan umumnya adalah isolasi kertas impregnasi

    yang dapat berupa minyak mineral atau cairan sintesis. Kekuatan dielektrik

    minyak mineral lebih tinggi tetapi memiliki kelemahan yaitu :

    1) Konstanta dielektriknya rendah

    2) Distribusi tegangan tidak seragam

    3) Minyak mineral mudah teroksidasi dan hasil oksidasinya berupa asam, air

    dan lumpur halus.

    4) Mudah disusupi rongga udara. Pada tegangan tertentu di rongga udara

    akan terjadi peluahan listrik yang menghasilkan hidrogen dan molekul

    hidrokarbon berbobot rendah.

    5) Mudah terbakar sehingga membutuhkan alat pengaman dan

    mengakibatkan biaya pembuatan mahal.

  • 8

    Dengan menggunakan bahan cairan sintesis dimensi kapasitor semakin

    kecil karena konstanta dielektrik cairan sintesis relatif lebih tinggi dan cairan

    sintesis disusupi rongga udara sehingga proses peluahan pada rongga udar tidak

    melebihi tegangan operasinya sehingga dapat beroperasi pada tegangan yang lebih

    tinggi.

    Jenis kapasitor pada suatu system daya listrik di bedakan menjadi dua

    yaitu sebagai berikut:

    a. Pemasangan secara seri

    b. Pemasangan shunt

    2.1.1 Kapasitor Seri

    Kapasitor seri dalam pemakaian system daya listrik dapat dipasang pada

    jaringan-jaringan transmisi ataupun pada jaringan distribusi. Kapasitor seri yang

    dilalui arus beban mempunyai sifat yang menonjol dalam mengkompensasi secara

    langsung, kerugian tegangan yang disebabkan dengan adanya reaktansi induktif

    sesuaia dengan perubahan yang ada.

    2.1.2 Kapasitor Shunt

    Pemakaian kapasitor shunt dalam daya listrik paling banyak dijumpai,

    dengan tujuan untuk memeperbaiki faktor daya maupununtuk mengurangi

    kerugiana tegangan.

    Pemilihan kapasitor shunt sebagai salah satu alat pengatur tegangan dalam

    system daya berdasarkan sifatnya yang dapat menaikkan tegangan pada titik

    pemasangannya.

  • 9

    2.2 Kapasitor Bank

    Kapasitor bank adalah peralatan listrik untuk meningkatkan power faktor

    (pf), yang terdiri dari rangkaian-rangkaian kapasitor yang dirangkai dalam suatu panel yang disebut panel kapasitor bank, yang sisusun seri atau paralel dalam

    suatu grup dengan lapisan logam. Dalam kapasitor bank terdapat resistor yang

    berfungsi sebagai alat internal untuk membuang sisa tegangan. Biasanya kapasitor

    bank disusun dalam variasi rating tegangan sekitar 240 V 24940 V dan dalam

    rating kapasitas sekitar 2,5 1000 kVAr.

    Gambar 2.4. Kontruksi Kapasitor Bank (Sumber) ABB, Power Factor Correction Capacitors, hal.3

    Biasanya kapasitor seri dipasang pada sistem dengan kebutuhan daya lebih

    besar daripada kapasitor paralel dan peralatan proteksi yang dibutuhkan lebih

    kompleks sehingga biaya pemasangan kapasitor seri juga lebih besar daripada

    pemasangan kapasitor paralel. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan antara

    kapasitor paralel dan seri dapat dilihat pada tabel 3.

  • 10

    Tabel 2.1. Pemilihan Pemakaian Kapasitor Seri dan paralel

    No

    Tujuan

    Pemilihan Prioritas

    Kapasitor

    Seri Paralel

    1. 2.

    3

    4

    5. .

    6. 7.

    Memperbaikan faktor daya Memperbaiki tingkat tegangan pada sistem saluran udara dengan faktor daya normal dan rendah. Memperbaiki tingkat tegangan pada sistem saluran udara dengan faktor daya normal dan tinggi Memperbaiki tingkat tegangan pada sistem saluran bawah tanah dengan faktor daya normal dan rendah Memperbaiki tingkat tegangan pada sistem saluranbawa tanah dengan faktor daya normal dan rendah Mengurangi kerugian saluran Mengurangi fluktuasi tegangan

    Kedua Pertama

    --

    Pertama

    --

    Kedua Pertama

    Pertama Kedua

    Pertama

    --

    --

    Pertama Kedua

    Fungsi utama dari kapasitor bank adalah :

    1. Menghilangkan denda / kelebihan biaya (kVArh)

    2. Menghindari kelebihan beban transformator

    3. Memberikan tambahan daya yang yang ada

    4. Menghemat daya

    5. Menghindari kenaikan suhu pada kabel

    6. Memaksimalkan pemakaian (kVA)

  • 11

    Dalam suatu jaringan listrik selalu terdapat kerugian-kerigian.

    Yang dimaksud disini adalah kerugian daya, tepatnya rugi daya induktif.

    Yang dimaksud beban induktif adalah beban yang tertinggal atau arus

    yang tertinggal dari suatu tegangan. Tetapi ada juga beban yang

    mendahului atau biasa leading yaitu kapasitor , kebalikan dari induktor

    yaitu arus yang mendahului tegangan. Akibatnya dari beban-beban

    induktif, nilai cos jaringan akan turun dan akan berdampak pada

    pembayaran kVArh pada penyuplai daya PLN.

    Teori tan adalah parameter dasar untuk pengukuran daya disuatu

    instalasi listrik. Ini merupakan perbandingan antara daya reaktif dan daya

    aktif.

    =

    (2.1)

    Keterangan :

    Q = Daya Reaktif

    P = Data Aktif

    Maka dengan adanya jenis daya diatas ini maka secara langsung

    akan menimbulkan faktor daya (cos) dalam pemakaiannya. Karena daya

    reaktif (kVAr) ini bersifatmerugikan PLN akan memberikan denda berupa

    pembayaran tambahan pada sejumlah nilai daya reaktif (kVAr) kepada

    pemilik dengan ketentuan sebagai berikut :

    PLN membebankan biaya kelebihan pemakaian kVARH :

    Faktor daya (cos )< 0,85

  • 12

    Pemakaian kVArh total > 0,62 x pemakaian kWh total (LWBP+WBP)

    = - (0,62 x )

    2.3 Konsep Dasar Daya

    Definisi Daya adalah kecepatan perubahan energi terhadap waktu. Daya

    yang diserap oleh beban setiap saat sama dengan jatuh tegangan dalam volt dalam

    beban dikalikan dengan arus yang mengalir melewati beban dalam ampere.

    Arus yang mengalir dalam rangkaian AC dapat dianggap terdiri dari 2

    komponen yaitu komponen yang sefase dengan tegangan dan komponen yang

    berbeda fase 90" dengan tegangan seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.

    Gambar 2.5. Diagram Daya (Sumber) Scheneider Electric Indonesia (2010:330)

    Gambar 2.5 menunjukkan bahwa komponen yang sefase dengan tegangan

    disebut komponen aktif. Sedangkan komponen yang tidak sefase dengan tegangan

    disebut komponen reatif. Sudut # adalah sudut fase- fase rangkaian. Alas segitiga

    pada gambar I menyatakan daya reaktif, tinggi segitiga menyatakan daya reaktif

    dan sisi miring segitiga adalah daya semu dan rangkaian.

  • 13

    2.3.1 Daya Aktif

    Jika daya dinyatakan terhadap resistansi R maka akan sebanding dengan

    kuadrat arus atau tegangan yang dinyatakan dalam persamaan.

    = $%/ R (2.2)

    Keterangan :

    P = Daya aktit (watt)

    I = Arus (Ampere)

    V = Tegangan (volt)

    R = Resistansi (ohm)

    P adalah kuantitas daya dan juga disebut sebagai daya aktif atau daya

    nyata. Daya aktif adalah perkalian AC dapat dinyatakan dalam persamaan 2

    dimana daya aktif adalah perkalian antara arus, tegangan dengan faktor daya atau

    cos # . Sudut # adalah sudut fase-fase rangkaian seperti yang ditunjukkan pada

    gambar I. Dan pada saat beben penuh dapat menggunakan rumus berikut :

    P = S. Cos # (Watt) (2.3)

    Keterangan :

    P = Daya aktif / daya nyata (watt)

    S = Daya Semu

    Cos = Power faktor

    2.3.2 Daya Reaktif

    Pada rangkaian AC, dengan beban yang bersifat induktif misalnya

    transformator, motor, mesin pengelasan, penerangan, dll menyerap daya yang

    disebut daya reaktif.

  • 14

    Dalam komponen reaktif (induktif atau kapasitor) tidak ada transfer bersih

    dari energi daya rata-ratanya sama dengan nol. Komponen ini menyimpan energi

    tetapi tidak menghilangkannya. Ketika Arus yang melewati induktor naik dikirim

    dari rangkaian ke induktor dan disimpan dalam bentu medan magnet tetapi ketika

    arus turun maka energi akan di kembalikan kerangkaian. Demikian juga ketika

    tegangan pada kapasitor naik maka energi dialirkan dari rangkaian ke kapasitor

    dan di simpan dalam bentuk medan listrik. Ketika tegangan turun, energi yang

    tersimpan ini di lepaskan lagi ke sistem dan inilah yang menjadi konsep dari

    kompensasi daya reaktif untuk menaikkan pada saluran atau bus tertentu. Jadi

    meskipun daya rata-ratnya nol, bagaimanapun juga tetap ada penyimpanan dan

    penembaliaan energi secara periodik. Hal ini dinyatakan dalam persamaan 3.

    & = $%.X (2.4)

    Keterangan :

    & = Daya Reaktif (VAR)

    I = Arus (Ampere)

    X = Reaktansi (ohm)

    Tetapi secara umum daya reaktif & dinyatakan dengan notasi Q seperti

    pada persamaan 4.

    Q = V.I.sin# (2.5)

    Keterangan :

    Q = Daya Reaktif (VAr)

    V = Tegangan (volt)

    I = Arus (Ampere)

    Cos # = Sudut Fasa Rangkaian

  • 15

    2.3.3 Daya Semu

    Daya Semu atu S adalah perkalian harga arus dan tegangan efektif

    dinyatakan dalam voltampere (VA) atau kilovoltampere (kVA) sama dengan

    1.000 VA. Rumus daya semu seperti persamaan 5.

    ' = . $ () (2.6)

    Keterangan :

    S = Daya Semu (VA)

    $ = Arus

    V = Tegangan

    2.4. Faktor Daya

    Pengertian faktor daya menurut (Michael Neidle, 1985:99) faktor daya

    (cos ) adalah perbandingan antara daya aktif (kW) dengan daya semu (kVA).

    Sebuah instalasi listrik akam semakin optimum, baik dari segi teknis maupun dari

    segi ekonomis , jika faktor daya mendekati atau sama dengan satu.

    Gambar 2.6. Diagram Segitiga Daya.

    (Sumber) Eugene C Lister,Mesin dan Rangkaian Listrik,Jakarta.1993.hal.147

    Kerugian Faktor Daya Rendah

    Dari persamaan tersebut diatas dapat diamati bahwa:

  • 16

    a. Jika cos rendah maka arus akan bertambah besar berarti penambahan

    daya diperlukan dan berarti pula investasi akan mahal.

    b. Dengan rendahnya cos maka VA dari peralatan akan tinggi, berarti biaya

    pengoperasian akan semakin naik.

    Jadi dengan rendahnya faktor daya tersebut maka akan mengalami kerugian yang

    cukup besar sehingga tidak efisien.

    2.5 Perbaikan Faktor Daya

    Prinsip dari perbaikan faktor daya adalah memeberikan arus dengan phasa

    mendahului dalam rangkaian sehingga meemberikan perlawanan yang akan

    menetralisir arus pemagnetan yang ketinggalan phasanya. Faktor daya harus

    ditingkatkan agar dapat memperbaiki daya keluaran maksimal dan dengan

    perbaikn faktor daya menyababkan penghematan terhadap energi listrik yang

    dipakai untuk menyuplai daya beban.

    Diagram phasor untuk perbaikan faktor daya adalah sebagai berikut :

    Gambar 2.7. Diagram Phasor Perbaikan Faktor Daya (Sumber) Scheneider Electric Indonesia (2010:327)

  • 17

    Dari gambar diatas dapat diperoleh :

    Q1 = P sin + (2.7)

    Q2 =P sin % (2.8)

    Keterangan:

    % = Daya Reaktif S = Daya

    Kapasitor yang digunakan pada perbaikan faktor daya adalah bekerja pada

    frekuensi yang berlaku di Indonesia yaitu 50 Hz. Berikut rumus yang digunakan

    untuk perbaikan faktor daya :

    P = ,

    (2.9)

    Qc = Pf x Daya Beban (2.10)

    - = (./+ ./%) kVAr (2.11)

    Keterangan :

    P = Daya nyata (Watt)

    + = Faktor daya lama

    % = Faktor daya setelah diperbaiki

    Qc = Daya reaktif kapasitor (kVAr)

    Suatu cara yang sampai saat ini dianggap handal dalam perbaikan faktor

    daya adalah dengan menggunakan kapasitor. Menggunakan kapasitor untuk

    perbaikan power faktor selain mudah pemasangannya juga harganya lebih

    ekonomis.

    Kebanyakan beban yang digunakan untuk penerangan dan daya bersifat

    induktif. Misalnya motor-motor listrik, lampu TL, transformator, dll. Karena beba

    bersifat induktif,maka banyak daya (VA) yang tidak bisa dimanfaatkan hal ini

  • 18

    secara teknis dan ekonomis kurang menguntungkan. Salah satu cara untuk

    memenfaatkan daya (VA) tersebut adalah dengan memasang kapasitor paralel

    dengan beban. Dari phasor daya berikut dapat dilihat bahwa:

    Daya Aktif (P) = V.I cos (Watt)

    Daya Aktif (Q) = V.I sin (Watt)

    Daya Semu (S) = V.I (VA)

    - = + % (2.12)

    - = (./+ ./%) (2.13)

    Gambar 2.8. Phasor Daya (Sumber) Schneider Electric Indonesia (2010:338)

    Sehingga:

    - =

    %

    -

    (2.14)

    - =

    %

    -

    (2.15)

  • 19

    - =1

    23. 4. 5-

    (2.16)

    (a) (b)

    Gambar 2.9. (a) Sebelum Kompensasi : Energi Reaktif Seluruhnya disupply oleh

    Trafo, (b) Sesudah Kompensasi : Energi Reaktif Sebagaian atau Seluruhnya

    disupply oleh Capacitor Bank.

    (Sumber) Schneider Electric Indonesia (2010:338)

    2.5.1 Kerugian Faktor Daya Rendah

    Faktor daya yang rendah mengakibatkan beberapa kerugian terhadap

    sistem antara lain:

    a. Rendahnya tegangan pada sisi beban.

    b. Rugi tegangan dan daya yang besar.

  • 20

    c. Terjadi pemanasan pada kawat penghantar yang dapat merusak isolasi.

    d. Memperpendek umur peralatan.

    2.5.2 Keuntungan Perbaikan Faktor Daya.

    Faktor daya yang rendah mengakibatkan kerugian yang tidak diinginkan,

    maka perlu sekali diadakan perbaikan faktor daya yang rendah. Hal ini

    dilaksanakan selama biaya untuk memeperbaiki masih lebih murah dari pada

    kerugian yang ditimbulkan.

    Dengan adanya perbaikin faktor daya akan memperoleh beberapa

    keuntungan antara lain :

    a. Keuntungan bagi konsumen

    1. Menghilangkan denda PLN atas kelebihan pemakaian daya reaktif.

    2. Menurunkan pemakaian kVA total.

    3. Meningkatkan daya yang disuplai oleh trafo.

    4. Penurunan rugu tegangan.

    5. Menurunkan rugi pada kabel.

    b. Keuntungan PLN

    1. Meningkatkan persediaan daya yang tersedia pada trafo.

    2. Optimasi jaringan :

    a) Optimasi biaya : ukuran kabel diperkecil.

    b) Penurunan rugi tegangan.

    c) Meningkatkan kemampuan jaringan dalam menyalurkan

    daya.

    3. Optimasi mengurangi naiknya arus/ suhu pada kabel, sehingga

    mengurangi rugi-rugi.

  • 21

    2.6 Penentuan Kebutuhan Daya Reaktif

    Medan magnet pada motor dan pada transformator selalu memerlukan

    daya reaktif. Induktansi seri pada jaringan transmisi juga memerlukan daya

    reaktif. Reaktor, lampu pijar, dan semua rangkaian induktif pasti banyak

    memerlukan banyak energi reaktif untuk bekerja. Kebutuhan daya reaktif untuk

    masing-masing komponen berbeda.

    Tabel 2.2. Tabel Kebutuhan Daya Reaktif

    No Komponen Kebutuhan Daya Reaktif

    1 Transformator 0,05 kVAr / kVa

    2 Motor Induksi 0,5 0,9 kVAr / kVa

    3 Lampu fluorescent 2 kVAr / kVa

    4 Jaringan Transmisi 20 50 kVAr / kVa

    (Sumber) ABB,Reaktive Power Compensation, hal 1

    Di dalam suatu induksi dalam memperhitungkan kebutuhan daya reaktif

    bisa dilakukan dengan beberapa cara yang cukup praktis. Cara-cara tersebut

    adalah :

    1) Metode memakai tabel cos

    Metode ini menggunakan cos , misalnya diketahui faktor daya

    yang sekarang adalah 0,76. Faktor daya yang diinginkan adalah 0,965.

    Daya aktif sekarang adalah 100 kW. Lihat tabel cos (Tabel 2) tari garis

    lurus pada sebelum kompensasi yaitu 0,53 dan faktor daya yang

  • 22

    diinginkan 0,96, maka akan ada pertemuan garis yang menunjukkkan

    angka faktor pengali 0,53. Maka daya reaktif yang diperlukan :

    0,53 x 1840 kW = 975,2 kVAr

  • 23

    Tabel 2.3.Perbaikan Faktor Daya

  • 24

    2) Metode Kuitansi PLN

    Metode ini memerlukan data dari kwintansi untuk pembayaran

    denda kVArh yang tertinggi selama satu periode (misal: selama 1 tahun).

    Misalnya diketahui pabrik 24 jam per hari. Data pengukuran kVArh

    tertinggi per bulan dalam waktu satu tahun adalah 1740 kVArh.

    - =

    6.7 89:;

    (2.17)

    - =1740

    24 >: ? 30;/B7C

    = 1252.800 kVAr

    3) Metode Sederhana dan Tepat

    Metode ini digunakan agar digunakan dengan cepat dapat

    menentukan Qc. Angka kunci 0,85 untuk setiap kW beban. Angka

    tersebut di ambil dari perkiraan rata-rata faktor daya suatu instalasi,

    misalanya 0,76 yang inginkan ditingkatkan menjadi0,95. Dari tabel cos

    didapat 0,56

    D = 84 ? B9B (2.18)

    Keterangan:

    Qc = Daya Reaktif

    Pf = power waktor

    - = 0,56 ?1840

    = 1030,4 kVAr

  • 25

    2.7. Penentuan Rating Kapasitor Untuk Perbaikan Faktor Daya Beban

    Dari hubungan fasor diagram daya reaktif dapat ditulis beberapa

    persamaan matematis sebagai berikut :

    Karena komponen daya aktif biasanya konstan, sedang daya nyata dan

    komponen daya reaktif berubah sesuai dengan faktor daya, maka persamaan yang

    dinyatakan dalam komponen daya aktif yang paling tepat digunakan.

    Persamaan ini dapat ditulis sebagai berikut :

    Daya reaktif pada faktor daya mula-mula = Daya aktif x Tan +

    = (kW)x Tan +

    Daya reaktif pada faktor daya baru = Daya aktif x Tan %

    = (kw) x Tan %

    Dengan : += sudut dari faktor daya mula-mula

    % = sudut dari faktor daya yang telah diperbaiki

    Rating kapasitor yang dibutuhkan perbaikan faktor daua :

    IJK =LM .;4

    LM '9:7=

    (2.19)

    '; =LM N9.;4

    LM '9:7=

    (2.20)

    =LM N9.;4

    LM ;4=

    (2.21)

  • 26

    Daya reaktif (kVAr) = Daya aktif x (tan+ % )

    (kVAr) = (kW) x (tan+ % )

    Untuk penyederhanaan (tan+ % ) sering ditulis tan, yang

    merupakan faktor pengali untuk menentukan daya reaktif.

    Daya reaktif (kVAr) = Daya aktif x tan

    (kVAr) = (kW) x tan

    2.8. Instalasi Kapasitor

    Komponen penyusun tumpuk kapasitor :

    Kapasitor dengan jenis yang cocok dengan kondisi jaringan.

    Regulator untuk pengaturan daya tumpuk kapasitor (kapasitor bank otomatis).

    Kontaktor untuk switching otomatis.

    Pemutus daya untuk tumpuk kapasitor.

    Selain itu diperlukan VT ( Voltage Transformer) dan CT (Current

    Transformer), untuk catu daya dan arus bagi mekanisme regulator.

    Untuk kompensasi tetap detuned reactor dapat disambungkan kebeberapa

    tumpuk kpasitor (capasitor bank) yang menentukan daya total sesuai denga

    kebutuhan detuned reactor.

    2.9 Pengertian CT (Curren Transformator)

    CT (Current Transformer ) juga dikatakan trafo arus yang berfungsi

    sebagai menurunkan besar arus beban suatu rangkaian. Dengan menggunkan trafo

  • 27

    arus, arus beban akan yang besar padat diperkecil dan dapat diukur dengan

    perbandingan yang sudah diketahui. Nilai nominal arus standar sebuah CT adalah

    5 A atau 1 A, dengan nilai nominal daya 5VA. Kebanyakan alat ukur arus atau

    amper dilengkapi dengan starting link yang memestikan bahwa rangkaian

    sekunder tidak terbuka saat alat ukur dilepas dari rangkaian tersebut. Didalam

    trafo arus terdapar arus class dari trafo tersebut, dimana class ini menentukan

    kualitas atau ketelitian yang dimiliki oleh sebuah trafo arus maka nilai yang

    dihasilkan akan lebi presisi dan harganya akan lebih mahal.

    Gambar 2.10. CT (Curren Transformator)

    Pada rangkaian capasitor bank ini, trafo arus berfungsi sebagai alat

    penurun arus sistem yang akan diperbaiki faktor dayanya, dengan arus sekunder

    5A dengan burden ditentukan berdasarkan PFC yang ditentukan.

  • 28

    Tabel 2.4. Rating Transformator Arus

    Rating CT Rating CT

    50 /5A 450 /5 A

    100 / 5 A 500 / 5 A

    150 / 5 A 600 / 5 A

    200 / 5 A 700 / 5 A

    250 / 5 A 800 / 5 A

    300/ 5 A 1000 / 5 A

    400 / 5 A 1200 / 5A

    (Sumber)PT. PLN (persero),Kursus Operasi Gardu Induk.

    Dalam penentuan CT (Current Transformer),yang digunakan untuk

    menyensor arus listrik pada main panel adalah dengan menentukan besarnya arus

    listrik yang mengalir padamain panel. Sedang untuk kelas dari CT itu sendiri

    ditentukan berdasarkan pada regulator yang digunakan. Dengan diketahui arus

    listri yang mengalir pada main panel maka rumus yang digunakan untuk mencari

    besar arus listrik pada CT yang digunakan adalah:

    $ ='

    3. Q

    (2.22)

    Keterangan :

    $ = 7K I

    ' = Daya pada trafo

    Q = Tegangan (Tarafo pada saat ni load)

  • 29

    2.10 Pengaman Switching Kapasitor bank

    Pengaman juga dapat diartikan usaha menjaga keandalan dan kontinuitas

    pelayanan serta menjaga peralatan jaringan distribusi dari kerusakan yang fatal

    akibat terjadinya gangguan maka harus digunakan suatu peralatan pengaman.

    Fungsi dari peralatan pengaman tersebut adalah untuk mendeteksi

    gangguan sekecil mungkin, melindungi dan mengamankan manusia dari bahaya

    yang timbul karena adanya arus listrik, melindungi semua peralatan sistem serta

    mengamankan secepat mungkin dari gangguan yang terjadi, dengan koordinasi

    pemutus beban mencegah meluasnya gangguan, mengisolasi, memadamkan dan

    memulihkan sistem setelah gangguan berakhir atau berhenti serta menjaga

    kontinuitas daya dan stabilitas penyaluran daya.

    Untuk memenuhi fungsi-fungsi peralata pengaman maka sistem pengaman

    harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

    a. Seleksi

    b. Handal

    c. Cepat

    d. Peka

    Selain itu fungsi pengaman adalah agar peralatan yang dipakai tidak

    mengalami kerusakan akibat naiknya arus listrik yang besar. Untuk itu

    diperlukan peralatan yang bisa mengamankan keadaan yang timbul akibat

    kenaikan arus listrik yang pada umumnya diakibatkan oleh :

  • 30

    1 Terjadinya hubung singkat antar fasa, fasa dengan netral atau

    disebabkan gangguan dalam suatu peralatan.

    2 Adanya pembebanan lebih akibat pemasangan yang berlebihan.

    2.11 Pengaman Beban

    Circuit Breaker merupakan peralatan listrik yang berfungsi untuk

    menghubungkan dan memutuskan rangkaian listrik pada saat berbeban. Circuit

    Breaker bekerja memutuskan arus yang mengalir secara otomatis apabila melebihi

    rating arus yang dimilikinya.

    Dalam memilih Circuit Breaker harus mempertimbangkan hal-hal sebagai

    berikut :

    a. Karakteristik sistem Circuit Breaker ketika dipasang.

    b. Kebutuhan kontinyuitas pelayanan sumber daya listrik.

    c. Aturan-aturan dan standar proteksi yang berlaku.

    Berdasarkan besar rating pemutusnya ,CB dibagi menjadi :

    1 Mini Circuit Breaker (MCB)

    Mini Circuit Breaker merupakan peralatan yang digunakan untuk

    membatasi besarnya arus sekaligus memutuskan beban saat terjadi gangguan

    hubung singkat dan beban lebih karana dilengkapi dengan pengaman

    elektromagnetik untuk arus hubung singkat.

    Cara kerja dari MCB adalah apabila terjadi arus lebih, maka bimetal Th

    akan memerintahkan kontak K jatuh. Sedangkan apabila terjadi hubung singkat

    oleh arus listrik yang besar sekali maka kumparan magnetik R akan

    memerintahkan kontak K jatuh.

  • 31

    Prinsip kerja MCB adalah karena pada MCB terdapat bimental maka pada

    waktu keadaan beban lebih maka bimental dialiri arus melebihi kemampuan

    normal bimental yang digunakan, yang mengakibatkan bimental menjadi panas

    dan lentur sehingga surkit yang terputus. Untuk mengamankan terhadap arus

    hubung singkat yang bekerja adalah pengaman elektromagnetik untuk

    memutuskan rangkaian.

    Pemutus sirkit (circuit breaker) diperlukan sebagai alat proteksi tampak

    kapasitor. Kapasitor pemutusan dari CB ini harus sama dengan arus hubung

    pendek maksimum yang mugkin terjadi pada tumpuk kapasitor. Dan untuk

    menghitung pengaman kapasitor dapat menggunakan rumus sebagai berikut :

    $ =-

    3?Q

    (2.23)

    Keterangan :

    $ = Arus Nominal

    - = Daya Kapasitor Bank

    Q = Tegangan Jaringan 3 fasa (Volt)

    Dalam pengaman hubung singkat arus lebih pada kapasitor dapat

    ditentukan melalui besarnya arus nominal kapasitor dikalikan dengan faktor daya

    pengali ditentukan berdasarkan Besarnya faktor pengali ditentukan berdasarkan

    Standrat Panduan Aplikasi Teknis Schneider Electric Indonesia Bab 3.4.2 hal 107

    mengenai pemutus sirkit kapasitor tipe standart yaitu 2,5 x In.Dengan

    menggunakan rumus sebagai berikut :

  • 32

    Besarnya nilai pengaman = In x fk

    = In x 2,5

    (2.24)

    Pemutus tegangan diperlukan sebagai alat proteksi tumpuk

    kapasitor.Kapasitor pemutusan dari alat ini minimal harus sama dengan hubung

    singkat maksimum yang mungkin terjadi pada sekitar pangkal tumpuk kapasitor.

    2 Moulded Case Circuit Breaker (MCCB)

    Moulded Case Circuit Breaker (MCCB) Merupakan peralatan listrik

    fungsinya sama dengan MCB namun rating arus pemutusnya berkisar 100 sampai

    3200 Ampere. Sebenarnya rating MCCB juga ada yang memepunyai rating 15

    sampai 100 Ampere. Biasanya rating ini digunkan untuk pengaman utama (back

    up) pada sup panel dengan daya yang kecil.

    Selain rating diatas, juga terdapat rating MCCB yang diatur. Kelebihannya

    adalah jika suatu saat terdapat penambahan beban maka tidak perlu mengganti

    pengaman.

    2.12 Penghantar

    Untuk menentukan besarnya penghantar yang digunakan untuk

    menghubungkan kapasitor dengan kontaktor dan busbar maka harus diketahui

    terlebih dahulu besarnya arus yang akan dilaluinya. Setelah mengetahui besarnya

    penghantar dapatnkita hitung dengan mengalikan besarnya arus nominal kapasitor

    dengan faktor pengali. Dimana besarnya faktor pengali berdasarkan PUIL 2000

    5.10.2.1.KHA penghantar sirkit kapasitor tidak boleh kurang dari 135% dari arus

    pengenal kapasitor. KHA penghantar yang menghubungkan kapasitor dengan

    terminal suatu motor-motor atau dengan penghantar sirkit motor harus mencukupi

  • 33

    arus kapasitor yang diperlukan, tetapi tidak boleh kurang dari sepertiga dari KHA

    penghantar sirkit motor. Untuk menentukan besarnya penghantar untuk kapasitor

    adalah :

    $ =

    Q. 3

    (2.25)

    KHA = In x fk

    = In x 1,35

    Setelah diketahui besarnya KHA maka dapat diketahui basarnya

    penghantar yang digunakan dengan melihat tabel KHA.

    2.13 Busbar

    Busbar berfungsi untuk menyalurkan dan memebagikan tenaga listrik

    keperalatan-peralatan lain. Kontruksi dari busbar bermacam-macam tergantung

    dari sistem hubungan rangkaianya.

    Bentuk-bentuk busbar yang banyak digunakan adalah :

    1 Busbar Plat (Stip Busbar)

    2 Busbar Pita (tubular busbar)

    3 Busbar Kanal (Chanal busbar)

    4 Busbar bulat padat (Round solid busbar)

    5 Busbar kawat ayam (Stranded busbar)

    Karena busbar merupakan salah satu peralatan listrik yang penting dan

    merupakan tempat saluran transmisi maupun distribusi, maka busbar harus kuat

    dalam menahan berat kawat maupun menahan tegangan yang tinggi, sehingga

    dibutuhkan bahan-bahan yang khusus untuk membuatnya.

  • 34

    1 Tembaga

    Karena bahab ini memepunyai tahanan spesifik yang rendah dan

    mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi, maka banyak digunakan untuk bahan

    busbar terutama pada kapasitas arus yang besar.

    2 Alumunium

    Bahan ini mempunyai bahan spesifik 1,6 kali lebih besar dari tembaga.

    Sehingga untuk arus yang sama alumunium busbar memepunyai penampang yang

    lebih besar. Akan tetapi bahan alumunium lebih ringan daripada tembaga,

    sehingga harga dari alumunium busbar menjadi lebih murah. Busbar ini banyak

    digunakan pada instalasi outdoor pada tegangan tinggi.

    3 Besi

    Busbar yang menggunakan bahan besi biasanya untuk instalasi dengan

    arus yang keci, karena harganya cukup murah.

    4. Baja

    Karena mempunyai tahanan spesifik yang tinngi sekitar 7 kali tembaga,

    maka bahan ini jarang digunakan untuk busbar.

    Dalam melaksanakan pemilihan busbar harus diperhatikan beberapa faktor:

    a) Pengaruh korosi.

    b) Pengaruh skin effect (efek isolasi) yang akan timbul.

    c) Kemampuan untuk menerima arus hubung singkat.

    d) Biaya pembangunan yang tersedia,

    Untuk menentukan busbar yang digunakan adalah dengan menentukan

    terlebih dahulu besarnya arus total yang akan mengalir di busbar. Setelah

    mengetahui besarnya arus yang mengalir dibusbar kemudian dikalikan dengan

  • 35

    faktor pengali yang besarnya sesuai dengan ketentuan PUIL2000 yaitu 135% arus

    nominal. Dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

    $ =

    Q. 3

    (2.26)

    Besarnya busbar = In x fk

    =In x 1,35

    2.14 Discharge Resistor

    Untuk mencegah pada saat panel capasitor di matikan masih terdapat

    tegangan sisa, maka pada masing-masing fasa unit capasitor dihubung

    singkat dengan menggunakan Discharge Resistor. Hal ini sesuai dengan

    PUIL 2000 Bab 5.10.1.6 hal 198 mengenai suatu capasitor harus dilengkapi

    dengan suatu gawai untuk meluahkan muatan yang disimpan.

    a) Sisa tegangan dari suatu capasitor tegangan rendah harus turun

    sampai atau kurang dari 50 Volt dalam 2 menit setelah capasitor

    diputuskan dari sumber dan dalam 5 menit untuk capasitor tegangan

    menengah atau tegangan tinggi.

    b) Sirkit peluah muatan dapat dihubungkan dengan terminal dari

    capasitor , baik secara tetap maupun secara otomatis bila capasitor

    diputuskan dari sumber tegangan. Tidak boleh digunakan gawai untuk

    menghubungkan sirkit peluah muatan yang dijalankan dengan tangan.

    2.15. Power Faktor Control (PFC)

    Power Faktor Control (PFC) adalah suatu alat yang berfungsi sebagai

    pengatur kerja unit-unit capasitor dan step-step secara otomatis. Peralatan ini

    secara terus-menerus mendekati tegangan dan arus sistem yang akan diperbaiki

  • 36

    faktor dayanya. Memproses dan menentukan hubungan dengan step-step

    capasitor sistem. Menghubungkan step-step capasitor dengan sistem jika sistem

    tersebut bersifat capasitif.

    Gambar 2.11. Power Faktor Control (PFC)

    2.16 Pentanahan (Grounding)

    Dalam suatu instalasi listrik pentanahan sangatlah mutlak diperlukan untuk

    mencegah adanya tegangan sentuh yang besar yang diakibatkan oleh kegagalan

    isolasi dan untuk mempercepat kerja pengaman.

    Dalam PUIL 2000 ayat 3.3.1.1 hal 34 disebutkan bahwa tegangan sentuh

    yang diijinkan yaitu 50 V untuk arus bolak-balik dari 120 V untuk arus searah.

    Sedangkan dalam PUIL 2000 ayat 3.13.2.10, hal 68 disebutkan bahwa

    besarnya pentanahan seluruhnya yang diijinkan tidak boleh melebihi 5 .

    Pada tabel dibawah ini ditunjukkan tahanan jenis dari berbagai tanah.

  • 37

    Tabel 2.5. Tanahan Jenis Tanah

    1 2 3 4 5 6 7

    Jenis Tanah

    Rawa

    Tanah

    liat dan

    tanah

    ladang

    Pasir

    Basah

    Kerikil

    basah

    Pasir dan

    kerikil

    kering

    Tanah

    berbatu

    Tahanan

    jenis (-m)

    30 100 200 500 1000 3000

    (Sumber) PUIL.2000,tabel 3.18-1:80

    2.17 Jenis-jenis Elektroda Pentanahan

    Elektroda pentanahan yang ditanam biasanya berasal dari bahan tembaga,

    plat besi maupun baja yang digalvanis agar elektroda tidak mudah korosi. Bahan

    ini harus kuat dan tahan pengaruh kimiawi, perubahan iklim dan tahan

    lama.Elektroda pentanahan dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu :

    1. Elektroda Pita

    Elektroda pita adalah elektroda-elektroda yang berbentuk pita ditanam di

    dalam tanah dari hantaran yang dipilih. Elektroda pentanahan ini berbentk

    radial, lingkaran atau suatu kombinasi dari bentuk bentuk tersebut.

    2. Elektroda Plat

    Elektroda ini dibuat dar plat logam yang biasanya ditanam tegak lurus

    (drive ground) atau secara sejajar (Counter Ground). Pemakaian beberapa plat

    yang dihubungkan paralel untuk memperoleh tahana pentanahan yang lebih

    rendah, jarak antara plat-plat ini harus sekurang-kurangnya 3 meter.Untuk

  • 38

    mencapai tahanan pentanahan yang sama elektroda-elektroda plat dierlukan

    banyak bahan dibandingkan pita atau benang.

    3. Elektroda Batang

    Elektroda batang dibuat dari pipa atau besi baja profil yang dipancangkan

    tegak lurus kedalam tanah. Biasanya digunakan dari bahan tembaga, baja

    tahan karat (Stainless Steel) atau baja yang digalviniskan(Galvanized Stell).

    Perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan agar dihindarkan kopeling galvani

    (galvani couple) yang dapat menyebabkan korosi. Elektroda batang ini

    mampu melepaskan arus pelepasan dari petir maupun untuk keperluan

    pemakaian pentanahan yang lain.

    Tabel 2.6. Resistansi pembumian pada resistansi jenis pl = 100 -meter

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

    Jenis elektroda Pita atau penghantar

    pilin

    Batang atau pipa Plat vertikal

    dengan sisi

    atas - 1

    bawah

    permukaan

    tanah

    Panjang (m) Panjang (m) Ukuran

    (:%)

    Tanahan jenis pembumian

    10 25 50 100 1 2 3 5 0,5x1

    1x1

    20 10 5 3 70 40 30 20 35 25

    (Sumber) PUIL 2000,tabel 3.8-2:81

  • 39

    Besarnya tahanan pentanahan tergantung pada tahanan jenis tanah dan

    ukuran serta susunan elektroda yang ditunjukkan pada tabel 5 dan 6.

    Untuk menghitung besarnya tahanan atau elektroda dengan pemakaian

    rumus sebagai berikut :

    Keterangan :

    R = tahanan pentanahan ()

    S = tahanan jenis tanah (meter)

    L = panjang dari batang elektroda (m)

    A = jari jari elektroda (m)

    Untuk menentukan macam elaktroda bumi yang akan dipakai,harus

    diperhatikan terlebih dahulu kondisi setempat, sifat tanah dan tahanan pembumian

    yang diijinkan.

    Permukaan elektroda bumi harus dihubunhkan baik dengan tanah

    sekitarnya. Batu dan kerikil yang langsung mengenai elektroda bumi , akan

    memperbesar tahanan pembumian.

    Dalam PUIL 2000 ayat 3.13.2.10, hal 68 tahanan pentanahan seluruh

    sistem tidak boleh lebih dari 5 . Untuk daerah yang resistansi jenis tanahnya

    sangat tinggi tahanan pentanahan total seluruh sistem boleh mencapai 10 .

    Bila tahanan pentanahan yang dikehendaki tidak dapat dicapai oleh

    elektroda batang tunggal maka dua elaktroda atau lebih dapat dipergunakan. Jika

    beberapa elektroda diperlukan untuk memperoleh resitans pembumian yang

    N =S

    23C{;

    4C

    1}

    (2.27)

  • 40

    rendah, jarak antara elektroda tersebut minimum harusdua kali panjangnya (PUIL

    2000,3.19.1.4:83).

    2.18 Panel

    Perencanaan panel meliputi perencanaan mekanik dan perencanaan

    elektrik. Faktor-faktor yang mencakup perencanaan panel adalah

    keandalan,ekonomis, dan keindahan.

    Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan panel adalah :

    1 Panel digunakan untuk tegangan menengah 6 KV.

    2 Jenis panel,jenis komponen, merek dan tipe yang akan digunakan.

    3 Penetuan tata letak panel.

    Tata letak komponen direncanakan sesuai dengan pertimbangan faktor-faktor :

    1 Keandalan.

    2 Keamanan.

    3 Kemudahan dalam pengoperasian.

    4 Ekonomis.

    5 Keindahan.

    2.19 Rancangan Hubungan Kapasitor

    Di dalam hubungannya kapasitor dibedakan menjadi dua yaitu memakai

    hubungandan hubungan bintang, tetapi pada umumnya menggunakan hubungan

    delta karena jika kapasitor di hubungkan bintang maka ditakutkan akan terjadi

    over kompensasi

    a. Hubungan Delta

    Gambar berikut menjelaskan tentang kapasitor yang hubungan delta:

  • 41

    Gambar 2.12. Kapasitor Hubungan Delta (Sumber) Schneider Electric Indonesia (2010:338)

    b. Hubungan Bintang

    Gambar berikut menunjukan tentang kapasitor hubungan bintang

    Gambar 2.13. Kapasitor Hubungan Bintang (Sumber) Schneider Electric Indonesia (2010:338)

    Standrat IEEE (IEEE Std 18-1992) menyatakan bahwa jumlah

    minimum kapasitor unityang tersusun secara paralel atau seri dimana

    isolasi setiap satu buah kapasitor dalam group tidak boleh menyebabkan

  • 42

    ketidak seimbangan tegangan sampai batas 110% dari rating tegangan

    kapasitor bank,

    Jumlah maksimum sel-sel kapasitor yang ditrmpatkan dalam paralel per

    group diatur karena berbagai pertimbangan. Ketika sebuah kapasitor rusak maka

    kapasitor yang lain dalam satu grup panel yang sama akan mengandung sejumlah

    muatan yang kemudian akan mengalirkan arus transien berfrekuensi tinggi dan

    akan mengalir melewati kapasitor yang rusak. Kapasitor yang rusak dan fusenya

    harus manahan arus transien ini. Arus transien ini cukup untuk menyebabkan

    kapasitor yang rusak meletus, memutuskan fuse dan bisa menyebabkan trip pada

    bus yang satu dengan hubungan dengan kapasitor tersebut.

    Untuk mencegah agar tidak melebihi batas tersebut, beberapa grup

    kapasitor pada rating tegangan rendah dihubungkan seri dengan lebih sedikit unit

    dalam paralel per gup dan ini mungkin adalah solusi yang cocok. Sedang pada

    tegangan yang lebih tinggi atau lebih dari 12 kV pembagian kapasitor bank ke dua

    bagian dalam rangkaian double wye adalah pilihan solusi yang bagus dan pad

    hubungan double wya sebagai pengaman untuk proteksi pendeteksian ketidak

    seimbangan menggunakan rele, kemungkinan lain adalah membatasi arus

    menggunakan fuse.

    Hubungan yang optimum untuk kapasitor paralel harus didukung peralatan

    pengaman yang handal pada kapasitor yaitu pengaman arus, dan rele proteksi.

    Penentuan hubungan kapasitor bank yang akan dipakai mengacu pad standar

    yang ada. Kapasitor bank dengan total kapasitas dibawah 1000 kVAR pad rating

    tegangan dibawah 12 kV akan dihubungkan delta. Hal ini dijelaskan pada IEEE

    Guide for Application of Shunt Capacitors (IEEE Std 1036-1992). Sedang

  • 43

    kapasitor berkapasitas lebih dari 1000 kVAR dengan rating tegangan yang lebih

    tinggi di atas 12 kV dihungkan wye yang dilengkapi proteksi ketidak seimbangan.

    Perhatian terhadap identifikasi gangguan yang akan terjadi diperlukan

    untuk menentukan hubungan kapasitor. Pada kapasitor tegangan rendah

    hubungan delta peralatan proteksi harus dapat mengamankan kapasitor dari arus

    transien bila ada kapasitor yang meletus. Arus transien ini sekitar 2,5-3 kali dari

    arus kapasitor. Sedang pada kapasitor hubungan wye pada tegangan tinngi harus

    ada pengaman gangguan ketidak seimbangan tegangan menggunakan rele proteksi

    karena akan mempunyai nilai tegangan line to netral.

    Dan untuk mengetahui kapasitor bank dihubungkan bintang atau delta

    maka dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

    $VWV =-

    3. QW

    (2.28)

    Keterangan:

    $VWV = Arus (A)

    Qc = Daya reaktif Kpasitor

    QVWV = Tegangan (pada saat transformator no load)

    Dan untuk mencari Kapasitas penghantar dapat menggunakan rumus

    sebagai berikut :

    $- =$VWV3

    (2.29)

    Keterangan :

    Ic = Kapasitas Penghantar

    $VWV = Tegangan (pada saat transformator no load)

  • 44

    Dan untuk mencari Reaktansi kapasitor dapat menggunakan rumus

    sebagai berikut :

    5- =

    VWV

    $-

    (2.30)

    Keterangan :

    Xc = Reaktansi Kapasitor

    Ic = Kapasitas Penghantar

    $VWV = Arus

    Dan untuk mencari Kapasitas kapasitor dapat menggunakan rumus

    sebagai berikut :

    I =1

    2. 3. 4. 5-

    (2.31)

    Keterangan :

    C = Kapasitor

    3 = Phi (3,14)

    F = frekuensi (Hz)

    XC = Reaktansi Kapasitor

    2.20 Metode Penempatan Kapasitor

    Metode penempatan dan hubungan kapasitor tergantung dari mana kita

    akan menggunakan kapasitor tersebut dan berapa output kapasitor yang kita

    perlukan. Ada tiga jenis dasar dalam merencanakan penempatan kapasitor yaitu

    Global Compensation, Individual Compensation, Group Compensation

  • 45

    Gambar 2.14.Metode Pemasangan Instalasi Kapasitor Bank (Sumber) Schneider Electric Indonesia (2010:338)

    1. Global Compensation

    Dengan 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.

    Kelebihan :

    Pemanfaatan kompensasi daya reaktifnya lebih baik karena semua motor

    tidak bekerja pada waktu yang sama.

    Biaya pemeliharaan rendah.

    Kekurangan :

    Switching peralatan pengaman bisa menimbulkan ledakan.

  • 46

    Transient yang disebabkan oleh energizing grup kapasitor dalam jumlah

    besar.

    Hanya memberikan kompensasi pada sisi atasnya (upstream).

    Kebutuhan ruang.

    2. Group Compensation

    Dengan 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.

    Kelebihan :

    Biaya pemasangan rendah.

    Kapasitansi pemasangan bisa dimanfaatkan sepenuhnya.

    Biaya pemilaharaan rendah.

    Kekurangan :

    Perlu dipasang kapasitor bank pada setiap SDP atau MV/LV bus.

    Hanya memberikan kompensasi pada sisi atas.

    Kebutuhan ruangan.

    3. Individual Compensation

    Dengan 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

  • 47

    sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu jika mesin yang dipasang

    sampai ratusan buah berarti total cost yang di perlukan lebih besar dari metode

    diatas.

    Kelebihan :

    Meningkatkan kapasitas saluran suplai.

    Memperbaiki tegangan secara langsung.

    Kapasitor dan beban ON/OFF secara bersamaan.

    Pemeliharaan dan pemasangan unit kapasitor mudah.

    Kekurangan :

    Biaya pemasangan tinggi.

    Membutuhkan perhitungan yang banyak

    Kapasitas terpasang tidak dimanfaatkan sepenuhnya

    Terjadi fenomena transient yang besar akibat sering dilakukan switching

    ON/OFF.

    Waktu kapasitor OFF lebih banyak dibanding waktu kapasitor ON