Kapasitor Bank

22
secara definisi kapasitor atau disebut juga kondensator bank merupakan komponen elektronik yang 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 bank memang 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. Setelah kapasitor di 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 Kapasitor 03:01 HaGe 8Komentar

description

Tentang kapasitor bank di industri

Transcript of Kapasitor Bank

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 .