Makalah Kapasitor Bank

34
DAYA AKTIF, REAKTIF & NYATA MAKALAH Diajukan untuk memenuhi salah tugas mata kuliah Teknik Tenaga Listrik Disusun oleh : Alto Belly 0806365343 Asep Dadan H 0806365381 Candra Agusman 0806365583 Budi Lukman 0806365513 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA 2010

Transcript of Makalah Kapasitor Bank

DAYA AKTIF, REAKTIF & NYATA

MAKALAH

Diajukan untuk memenuhi salah tugas mata kuliah Teknik Tenaga Listrik

Disusun oleh :

Alto Belly 0806365343Asep Dadan H 0806365381Candra Agusman 0806365583Budi Lukman 0806365513

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA2010

DAFTAR ISI

I. PENDAHULUAN

II. PEMBAHASAN2.1. Dasar Teori

2.1.1 Pengertian Daya

2.1.2 Daya Aktif

2.1.3 Daya Reaktif

2.1.4 Daya Nyata

2.1.5 Segitiga Daya

2.1.6 Faktor Daya

2.2 Sifat Beban Listrik

2.2.1 Beban Resistif

2.2.2 Beban Induktif

2.2.3 Beban Kapasitif

2.3 Kompensasi Daya

2.3.1 Metoda Perhitungan Biasa

2.3.2 Metoda Tabel Kompensasi

2.3.3 Metoda Diagram

2.3.4 Metoda Kwitansi PLN

2.3.5 Metoda Segitiga Daya

2.4 Cara Pemasangan Kapasitor

2.4.1 Koneksi Langsung

2.4.2 Koneksi Tidak Langsung

III. PERENCANAAN3.1 Aplikasi Pada Jaringan Listrik Industri

IV. EVALUASI4.1 Tanya Jawab

V. KESIMPULAN

VI. DAFTAR PUSTAKA

VII. BIOGRAFI

PENDAHULUAN

Dengan semakin tingginya tarif listrik, maka tuntutan efisiensi dalam pemakaian daya

listrik adalah menjadi pertimbangan utama. Efisiensi penggunaan daya listrik dipengaruhi oleh

banyak faktor. Diantaranya adalah kualitas daya listrik. Kualitas daya listrik sangat dipengaruhi

oleh penggunaan jenis-jenis beban tertentu yang mengakibatkan turunnya efisiensi. Jenis-jenis

beban yang mempengaruhi kualitas daya listrik adalah beban-beban induktif, seperti; motor induksi,

kumparan, ballast, lampu TL. Demikian juga beban-beban non linier seperti; konverter dan inverter

untuk drive motor, mesin las, furnace, komputer, ac, tv, lampu TL dan lain-lain. Baban-beban

induktif akan menurunkan faktor daya sehingga dapat menyebabkan denda apabila faktor daya

kurang dari 0.85 lag, sedangkan beban-beban non linier tersebut menimbulkan harmonisa yang

dampaknya akan mempengaruhi kualitas daya, sehingga menimbulkan kerugian - kerugian.

Kerugian yang disebabkan oleh harmonisa umumnya adalah berupa :

- Panasnya mesin-mesin listrik karena rugi histerisis dan arus eddy meningkat

- Turunnya torsi motor yang diakibatkan oleh harmonisa urutan negatif

- Kegagalan fungsi relay (kadang-kadang trip sendiri) sehingga mengganggu kontinuitas produksi

- Terjadinya resonansi antara kapasitor bank dan generator/trafo yang dapat menyebabkan

gangguan-gangguan pada sistem.

- Turunnya efisiensi sehingga menyebabkan rugi daya.

- Kesalahan pembacaan pada meter-meter listrik konvensional seperti kwh meter (tidak berbasis

thrue RMS)

- Panasnya trafo sehingga menurunkan efiensi maupun bisa menyebabkan terbakarnya trafo.

- Panasnya kabel/kawat netral akibat harmonisa urutan nol sehingga mengganggu sistem instalasi

Sedangkan gangguan lain adalah gangguan yang disebabkan karena adanya fluktuasi

pemakaian beban, terutama untuk beban-beban yang bersifat on/off seperti crane, furnace, pompa,

welding dll. Gangguan ini dapat mengakibatkan kerusakan-kerusakan antara lain adalah;

- Kerusakan pada sistem instalasi,

- Terganggunya peralatan lain,

- Terputusnya suplai daya,

- Lepas sinkron,

Kerusakan pada prime mover generator, terutama Diesel genset dengan pembebanan sampai 80%,

sehingga pada akhirnya akan memperpendek usia pemakaian, seringnya maintenance dan akan

memakan biaya pemeliharaan yang cukup besar. Untuk mendapatkan kualitas tenaga listrik yang

baik, maka perlu dilakukan langkah-langkah perbaikan kualitas daya.

PEMBAHASAN

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Pengertian Daya

Daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dalam sistem tenaga listrik,

daya merupakan jumlah energi yang digunakan untuk melakukan kerja atau usaha. Daya listrik

biasanya dinyatakan dalam satuan Watt atau Horsepower (HP), Horsepower merupakan satuan

daya listrik dimana 1 HP setara 746 Watt atau lbft/second. Sedangkan Watt merupakan unit daya

listrik dimana 1 Watt memiliki daya setara dengan daya yang dihasilkan oleh perkalian arus 1

Ampere dan tegangan 1 Volt.

Daya dinyatakan dalam P, Tegangan dinyatakan dalam V dan Arus dinyatakan dalam I,

sehingga besarnya daya dinyatakan :

P = V x I

P = Volt x Ampere x Cos φ

P = Watt

Gambar 1 Arah aliran arus listrik

2.1.2 Daya Aktif

Daya aktif (Active Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya.

Satuan daya aktif adalah Watt. Misalnya energi panas, cahaya, mekanik dan lain – lain.

P = V. I . Cos φ

P = 3 . VL. IL . Cos φ

Daya ini digunakan secara umum oleh konsumen dan dikonversikan dalam bentuk kerja.

2.1.3 Daya Reaktif

Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari

pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet. Contoh daya yang

menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar dan lain – lain. Satuan daya

reaktif adalah Var.

Q = V.I.Sin φ

Q = 3 . VL. IL. Sin φ

2.1.4 Daya Nyata

Daya nyata (Apparent Power) adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms

dan arus rms dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan trigonometri daya

aktif dan daya reaktif. Satuan daya nyata adalah VA.

Gambar 2 Penjumlahan trigonometri daya aktif, reaktif dan semu

S = P + jQ, mempunyai nilai/ besar dan sudut

S = S φ

S = √P2 + √Q2 φ

Untuk mendapatkan daya satu phasa, maka dapat diturunkan persamaannya seperti di bawah ini :

S = P + jQ

Dari gambar 2 terlihat bahwa

P = V.I Cos φ

Q = V. I Sin φ

maka :

S1φ = V. I. Cos φ + j V. I Sin φ

S1φ = V. I. (Cos φ + j Sin φ)

S1φ = V. I. ej φ

S1 φ = V. I φ

S1 φ = V. I *

Sedangkan untuk rangkaian tiga phasa mempunyai 2 bentuk hubungan yaitu :

Hubungan Wye (Y)

Gambar 3 Hubungan bintangdimana :

VRS = VRT = VST = VL ; Tegangan antar phasa

VRN = VSN =VTN = VP ; Tegangan phasa

IR = IS = IT = IL (IP) ; Arus phasa /Arus saluran

Bila IL adalah arus saluran dan IP adalah arus phasa, maka akan berlaku

hubungan :

IL = IP

VL = 3 VP

Hubungan Delta (∆)

Gambar 4 Hubungan delta

Di mana :

IRS = IST = ITR = IP ; Arus phasa

IR = IS =IT = IL ; Arus saluran

VRS = VST = VTR = VL (VP) ; Tegangan antar phasa

Bila VL adalah tegangan antar phasa dan VP adalah tegangan phasa maka

berlaku hubungan :

VL = VP

IL = 3 . IP

Dari kedua macam rangkaian di atas, untuk mendapatkan daya tiga phasanya

maka dapat digunakan rumus :

S(3) = 3 . VL. IL

2.1.5 Segitiga Daya

Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan matematika antara tipe-

tipe daya yang berbeda (Apparent Power, Active Power dan Reactive Power) berdasarkan prinsip

trigonometri.

Gambar 4 Diagram faktor daya

dimana berlaku hubungan :

S = √P2 + √Q2 φ

P = S / Cos φ

Q = S / Sin φ

2.1.6 Faktor Daya

Faktor daya (Cos ) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara daya aktif (Watt)

dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda sudut fasa antara V dan I yang

biasanya dinyatakan dalam cos φ .

Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Nyata (S)

= kW / kVA

= V.I Cos φ / V.I

= Cos φ

Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan dalam persen. Faktor

daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.

Tan φ = Daya Reaktif (Q) / Daya Aktif (P)

= kVAR / kW

karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR berubah sesuai dengan

faktor daya), maka dapat ditulis seperti berikut :

Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan φ

sebuah contoh, rating kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya sebagai berikut :

Daya reaktif pada pf awal = Daya Aktif (P) x Tan φ1

Daya reaktif pada pf diperbaiki = Daya Aktif (P) x Tan φ2

sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah :

Daya reaktif (kVAR) = Daya Aktif (kW) x (Tan φ1 - Tan φ2)

Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya :

# Tagihan listrik akan menjadi kecil (PLN akan memberikan denda jika pf lebih kecil dari 0,85)

# Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat

# Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem

# Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.

Jika pf lebih kecil dari 0,85 maka kapasitas daya aktif (kW) yang digunakan akan

berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya pf sistem kelistrikan.

Akibat menurunnya pf maka akan timbul beberapa persoalan diantaranya :

# Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi – rugi

# Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR

# Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan (voltage drops)

Denda atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian kVARH

yang tercatat dalam sebulan lebih tinggi dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang bersangkutan

sehingga pf rata – rata kurang dari 0,85. sedangkan perhitungan kelebihan pemakaian kVARH

dalam rupiah menggunakan rumus sebagi berikut :

Kelebihan pemakaian kVARH = [ B – 0,62 ( A1 + A2 )] Hk

dimana :

B = pemakaian kVARH

A1 = pemakaian kWH WPB

A2 = pemakaian kWH LWBP

Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH

Gambar 5 Hubungan daya aktif, reaktif dan kapasitansi

Seperti terlihat pada gambar 5, daya reaktif yang dibutuhkan oleh induktansi selalu

mempunyai beda fasa 90° dengan daya aktif. Kapasitor menyuplai kVAR dan melepaskan energi

reaktif yang dibutuhkan oleh induktor. Ini menunjukan induktansi dan kapasitansi mempunyai beda

fasa 180°.

Beberapa strategi untuk koreksi faktor daya adalah :

# Meminimalkan operasi dari beban motor yang ringan atau tidak bekerja

# Menghindari operasi dari peralatan listrik diatas tegangan rata – ratanya

# Mengganti motor – motor yang sudah tua dengan energi efisien motor. Meskipun dengan energi

efisien motor, bagaimanapun faktor daya diperngaruhi oleh beban yang variasi. Motor ini harus

dioperasikan sesuai dengan kapasitas rat – ratanya untuk memperoleh faktor daya tinggi.

# Memasang kapasitor pada jaringan AC untuk menurunkan medan dari daya reaktif.

Selain itu, pemasangan kapasitor dapat menghindari :

# Trafo kelebihan beban (overload), sehingga memberikan tambahan daya yang tersedia

# Voltage drops pada line ends

# Kenaikan arus / suhu pada kabel, sehingga mengurangi rugi – rugi.

Untuk pemasangan Capasitor Bank diperlukan :

# Kapasitor, dengan jenis yang cocok dengan kondisi jaringan

# Regulator, dengan pengaturan daya tumpuk kapasitor (Capasitor Bank) otomatis

# Kontaktor, untuk switching kapasitor

# Pemutus tenaga, untuk proteksi tumpuk kapasitor.

Pada gambar 6, segitiga daya menunjukan faktor daya 0,70 untuk 100 kW (daya aktif) beban

induktif. Daya reaktif yang dibutuhkan oleh beban adalah 100 kVAR. Dengan memasang 67 kVAR

kapasitor, daya nyata akan berkurang dari 142 menjadi 105 kVA. Hasilnya terjadi penurunan arus

26% dan faktor daya meningkat menjadi 0,95.

Energi listrik digunakan berbanding lurus dengan biaya produksi yang dikeluarkan. Semakin

besar energi listrik yang digunakan maka semakin besar biaya produksi yang dibutuhkan. Dengan

menggunakan power monitoring system dapat diketahui pemakaian energi listrik dan kondisi energi

listrik dari peralatan listrik sehingga menigkatkan efisiensi dari energi listrik yang digunakan dalam

pekerjaan dan meminimalkan rugi – rugi pada sistem untuk penyaluran energi listrik yang lebih

efisien dari sumber listrik ke beban.

Gambar 6 Kompensasi daya reaktif

Faktor daya terdiri dari dua sifat yaitu faktor daya “leading” dan faktor daya “lagging”.

Faktor daya ini memiliki karakteristik seperti berikut :

Faktor Daya “leading”

Apabila arus mendahului tegangan, maka faktor daya ini dikatakan “leading”. Faktor daya

leading ini terjadi apabila bebannya kapasitif, seperti capacitor, synchronocus generators,

synchronocus motors dan synchronocus condensor.

Gambar 7 Faktor daya “leading”

Gambar 8 Segitiga daya untuk beban kapasitif

Faktor Daya “lagging”

Apabila tegangan mendahului arus, maka faktor daya ini dikatakan “lagging”. Faktor daya

lagging ini terjadi apabila bebannya induktif, seperti motor induksi, AC dan transformator.

Gambar 9 Faktor daya “lagging”

Gambar 10 Segitiga daya untuk beban induktif

2.2 Sifat Beban Listrik

Dalam suatu rangkaian listrik selalu dijumpai suatu sumber dan beban. Bila sumber listrik DC,

maka sifat beban hanya bersifat resistif murni, karena frekuensi sumber DC adalah nol.

Reaktansi induktif (XL) akan menjadi nol yang berarti bahwa induktor tersebut akan short

circuit. Reaktansi kapasitif (XC) akan menjadi tak berhingga yang berarti bahwa kapasitif tersebut

akan open circuit. Jadi sumber DC akan mengakibatkan beban beban induktif dan beban kapasitif

tidak akan berpengaruh pada rangkaian. Bila sumber listrik AC maka beban dibedakan menjadi 3

sebagai berikut :

2.2.1 Beban Resistif

Beban resistif yang merupakan suatu resistor murni, contoh : lampu pijar, pemanas. Beban ini

hanya menyerap daya aktif dan tidak menyerap daya reaktif sama sekali. Tegangan dan arus se-fasa.

Secara matematis dinyatakan :

R = V / I

Gambar 11 Arus dan tegangan pada beban resistif

2.2.2 Beban Induktif

Beban induktif adalah beban yang mengandung kumparan kawat yang dililitkan pada sebuah

inti biasanya inti besi, contoh : motor – motor listrik, induktor dan transformator. Beban ini

mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “lagging”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan daya

reaktif (kVAR). Tegangan mendahului arus sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan :

XL = 2πf.L

Gambar 12 Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif

2.2.3 Beban Kapasitif

Beban kapasitif adalah beban yang mengandung suatu rangakaian kapasitor. Beban ini

mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “leading”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan

mengeluarkan daya reaktif (kVAR). Arus mendahului tegangan sebesar φ°. Secara matematis

dinyatakan :

XC = 1 / 2πfC

Gambar 13 Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif

2.3 Kompensasi Daya

Terdapat beberapa cara untuk melakukan koreksi daya reaktif, cara – cara yang biasa

digunakan adalah sebagai berikut :

2.3.1 Metoda Perhitungan Biasa

Data yang diperlukan antara lain adalah daya aktif (kW). Power factor lama (Cos θ1) dan

Power factor baru (Cos θ2). Daya yang diperoleh dari persamaan :

S = P / Cos θ1

keterangan : S = Daya nyata (kVA)

P = Daya aktif (kW)

Daya reaktif dari pf lama dan pf baru diperoleh dari persamaan :

QL = P Tan θ1

QB = P Tan θ2

keterangan : QL = Daya reaktif pf lama (kVAR)

QB = Daya reaktif pf baru (kVAR)

Daya reaktif yang dikompensasi oleh capacitor bank adalah :

QC = QL - QB

keterangan : QC = Daya yang dikompensasi kapasitor (kVAR)

contoh perhitungan :

Data yang diketahui :

Daya nyata 22 MVA, Tegangan 20 kV, 3 Phasa, 50 Hz, Cos θ1 = 0.5 lag, Cos θ2 = 0.95 lag

Perhitungan :

Cos θ1 = 0.5 ----------------------------- Tan θ1 = 1,732

Cos θ2 = 0.95 ---------------------------- Tan θ2 = 0,3287

P = S Cos θ1

P = 22 x 106 x Cos 0,5

P = 11 MVA

maka :

QC = QL - QB

QC = P [ Tan θ1 - Tan θ2 ]

QC = 11 x 106 [ 1,732 – 0,3287 ]

QC = 15, 4363 MVAR

2.3.2 Metoda Tabel Kompensasi

Untuk menghitung besarnya daya reaktif dapat dilakukan melalui tabel kompensasi, tabel ini

menyajikan suatu data dengan input faktor daya mula – mula sebesar Cos θ1 dan faktor daya yang

diinginkan Cos θ2 maka besarnya faktor pengali dapat dilihat melalui tabel kompensasi. Berikut

data tabel kompensasi :

Tabel 1 Cos θ Untuk Kompensasi

dengan kasus yang sama tetapi diselesaikan dengan Tabel Cos θ Untuk Kompensasi. Data semula

adalah :

Daya nyata 22 MVA, Tegangan 20 kV, 3 Phasa, 50 Hz, Cos θ1 = 0.5 lag, Cos θ2 = 0.95 lag

perhitungan :

Dari nilai Cos θ1 = 0.5 lag sebelum dan Cos θ2 = 0.95 lag yang diinginkan maka dilihat dalam Tabel

Cos θ nilainya adalah 1,4.

Kemudian tentukan nilai beban daya aktif :

P = S Cos θ1

P = 22 x 106 x Cos 0,5

P = 11 MVA

setelah nilai beban aktif diketahui maka tinggal dikalikan dengan hasil pengali yang diperoleh dari

Tabel Cos θ, yaitu :

P = 11 MVA x faktor pengali

P = 11 MVA x 1,4

P = 15,4 MVAR

Dari hasil perhitungan yang berbeda didapat diperoleh hasil yang sama.

2.3.3 Metoda Diagram

Dalam menentukan besarnya kapasitor yang dibutuhkan diperlukan diagram sebelum

kompensasi dan sesudah kompensasi. Ditunjukkan dalam gambar 14, sebelum ada perbaikan power

Gambar 14 Diagram daya untuk menentukan daya kapasitor

faktor, dengan θ1 dan setelah dilakukan perbaikan sesuai yang diinginkan ditunjukkan dengan θ2.

Maka besar daya kapasitor yang diperlukan adalah :

QC = kW [ Tan θ1 - Tan θ2 ]

Sebagai contoh, power faktor 0,8 lag sebelum diberi kapasitor bank, diinginkan power faktor

diperbaiki menjadi 0,9 lag. Daya total yang didapatkan dari PLN sebesar 1100 kVA tidak terpakai

semua oleh beban. Besarnya daya yang terpakai sekitar 845 kVA. Maka kapasitas kapasitor bank

yang terpakai dapat dihitung sebagai berikut :

Perhitungan :

Sebelum kompensasi :

S = 1100 kVA

Cos θ1 = 0.8 lag ---------------------------- Sin θ1 = 0,6

Q1 = S x Sin θ1

Q1 = 1100 x 0,6

Q1 = 660 kVAR

Sesudah kompensasi :

S = 1100 kVA

Cos θ2 = 0.9 lag ---------------------------- Sin θ2 = 0,44

Q2 = S x Sin θ2

Q2 = 1100 x 0,44

Q2 = 484 kVAR

Kapasitas kapasitor bank adalah :

QC = Q1- Q2

QC = 660 – 484

QC = 176 kVAR ≈ 200 kVAR

2.3.4 Metoda Kwitansi PLN

Metoda ini memerlukan data dari kwitansi PLN selama satu periode (misalnya 1 tahun).

Kemudian data penghitungan diambil dari pembayaran denda kVARH yang tertinggi. Data lain

yang diperlukan adalah jumlah pemakaian.

Contoh :

Suatu pabrik yang beroperasi 8 jam/hari, membayar denda pemakaian kVARH tertinggi pada tahun

yang lalu untuk 63504 kVARH. Maka diperlukan capasitor bank dengan nilai :

QC = kVARH tertinggi / waktu pemakaian

QC = 63.504 kVARH / 8 jam x 30 hari

QC = 264,6 kVAR.

2.3.5 Metoda Segitiga Daya

Metoda ini dipakai jika data yang diketahui adalah Daya aktif (P) dan Daya nyata (S).

Perhitungan metoda ini dilakukan dengan segitiga daya.

Contoh :

Daya aktif = 1253 kW, Daya nyata 1790 kVA, Cos θ2 = 0.9 lag

Perhitungan :

Kerugian (kVARH)1 = √S2 - √P2

Q1 = √17902 - √12532

Q1 = 1278, 32 kVAR

data Q1 merupakan daya reaktif sebelum diperbaiki. Bila diinginkan Cos θ2 = 0.9 lag maka besarnya

P2 adalah :

P2 = P1 / 0,9

P2 = 1253 / 0,9

P2 = 1392,22 kW

sehingga daya reaktif yang baru adalah :

Q2= √S2 - √P2

Q2= √17902 - √1392,222

Q2= 1125,08 kVAR

Jadi, besarnya kapasitas kapasitor yang dibutuhkan adalah :

QC = Q1- Q2

QC = 1278,32 – 1125,08

QC = 153, 24 kVar ≈ 150 kVAR

2.4 Cara Pemasangan Kapasitor

Metoda pemasangan kapasitor dapat dibedakan menjadi 2 cara pemasanga, yaitu :

2.4.1 Koneksi Langsung

Metoda ini digunakan pada beban – beban yang besar dan mantap, contohnya pada motor –

motor besar dengan power faktor yang jelek dan beroperasi dalam jangka waktu yang panjang.

Kapasitor dipasang paralel dengan beban dan dihubungkan dengan kontaktor/switch ON/OFF

bersama – sama dengan beban. Metoda ini memiliki keuntungan yaitu menghemat biaya dan tidak

memerlukan regulator untuk mengatur kapasitor saat masuk dan keluar.

Gambar 15 Kapasitor dipasang secara direct connetion

2.4.2 Koneksi Tidak Langsung

Metoda ini digunakan apabila terdapat beban induktif yang bervariasi besarnya di dalam suatu

sistem distribusi listrik. Pada metoda ini kapasitor dipasang paralel dengan dengan distribution

panel atau biasanya dipasang paralel dengan main distribution panel (MDP).

Beban yang berubah akan menyebabkan suatu over compensation, sehingga harus dipasang

suatu alat pengatur power faktor yang diinginkan. Alat ini dinamakan automatic power factor

regulator (APFR) yang dapat diatur secara manual atau otomatis.

Gambar 16 Kapasitor dipasang secara indirect connection

PERENCANAAN

3.1 Aplikasi Pada Jaringan Listrik Industri

EVALUASI

4.1 Tanya Jawab

4.1.1 Bagaimanakah cara menghitung rekening listrik? Jelaskan!

Jawab :

Rekening listrik, seperti diketahui, merupakan biaya yang wajib dibayar pelanggan setiap

bulan. Ada beberapa komponen dalam menghitung rekening listrik:

1. Biaya Beban:

Adalah biaya yang besarnya tetap, dihitung berdasarkan daya kontrak (lihat Tabel 3.2,

hal.12). Khususnya untuk golongan tarif H-3, I-4 untuk tanur busur dan I-5 Biaya Beban

dihitung berdasarkan pembacaan kVA Max.

2. Biaya Pemakaian (kWH):

Adalah biaya pemakaian energi, dihitung berdasarkan jumlah pemakaian energi yang

diukur dalam kWh (lihat juga Tabel 3.2, hal.12). Untuk golongan tarif tertentu, pemakaian

energi ini dipilih menjadi dua bagian yaitu:

1. Pemakaian WBP dan pemakaian LWBP (lihat juga Tabel 3.2, hal.12)

2. Untuk golongan tarif R-2 Biaya Pemakaian dihitung berdasarkan sistem blok (lihat

hal 10).

3. Biaya Kelebihan kVARh:

Adalah biaya yang dikenakan untuk pelanggan-pelanggan Golongan Tarif S-4, SS-4, U-3,

H-2, H-3, I-3, I-4, I-5 dan G-2, jika faktor daya rata-rata bulanan pelanggan kurang dari

0,85 induktif. Besarnya Biaya Kelebihan kVARh ini juga dapat dilihat pada Tabel 3.2

4. Biaya Pemakaian Trafo/Sewa Trafo:

Adalah biaya yang dikenakan untuk pelanggan tertentu, yang tidak dapat menyediakan

trafo sendiri.

5. Pajak Penerangan Jalan (PPJ):

Adalah pajak yang dipungut oleh Pemerintah Daerah (Pemda) berdasarkan Peraturan

Daerah (Perda). Besarnya pajak juga ditentukan oleh Perda. Komponen ini disetorkan ke

Kas Pemda, dan masuk sebagai Pendapatan Asli Daerah (PAD).

6. Biaya Materai:

Besarnya sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Tabel 3.2Tarif Dasar Listrik 1994

No.

Golongan

Tarif

Penjelasan Golongan

Tarif

Sambungan

TR/TM/TT

Bata Daya

Biaya Beban

(Rp/kVA)

Biaya Pemakai

an (Rp/kW

H)

Kelebihan Pem.

kVARH (Rp/kVAR

H) *5)

BP (RP/VA

)

UJL (RP/VA)

1. S - 1 Pemakai Sangat Kecil TR s/d 200

VA *) - - *6) *9)

2. S - 2 Badan Sosial Kecil TR

250 VA s/d 2.200 Va

3.360,00 56,00 - 150,00 31,00

3. S - 3 Badan Sosial Sedang TR

2.201 VA s/d 200kVA

4.640,00 76,00 - 200,00 43,00

4. S - $ Badan Sosial Besar TM 201 kVA

ke atas 5.020,00

WBP=158,50 LWBP= 117,50

124,50 125,005 47,00

5. SS - 4

Badan Sosial Besar, Dikelola Swasta, Untuk Komersial

TM 201 kVA ke atas 6.060,00

WBP=194,50 LWBP=144,00

149,00 125,00 58,00

6. R - 1 Rumah Tangga Kecil

TR250 VA s/d 500VA

3.980,00 *2) - 150,00 45,00

7. R - 2 Rumah Tangga Sedang

TR501 VA s/d 2.200VA

4.020,00 *3) - 150,00 56,00

8. R - 3 Rumah Tangga Menengah

TR2.201 VA s/d 6.600 VA

8.080,00 227,00 - 200,00 78,00

9. R - 4 Rumah Tangga Besar

TR 6601 VA ke atas 8.760,00 309,00 - 200,00 105,00

10. U - 1 Usaha Kecil TR250 VA s/d 2.200 VA

6.260,00 179,50 - 150,00 66,00

11. U - 2 Usaha Sedang TR

2.201 VA s/d 200 kVA

7.320,00 239,50 - 200,00 77,00

12. U - 3 Usaha Besar TM 201 kVA ke atas 5.180,00

WBP=240,50 LWBP= 178,00

187,00 125,00 59,00

13. U - 4 Sambungan Sementara TR - - 622,00 - - -

14. H - 1 Perhotelan Kecil TR

250 VA s/d 99 kVA

4.600,00 118,00 - *7) 46,00

15. H - 2 Perhotelan Sedang TR

100 kVA s/d 200 kVA

6.220,00 171,00 171,00 200,00 62,00

16. H - 3 Perhotelan Besar TM 201 kVA

ke atas 5.400,00

WBP=212,00 LWBP= 157,00

164,00 125,005 48,00

17. I - 1 Industri Rumah Tangga

TR450 VA s/d 2.200 VA

4.080,00 80,50 - 150,00 21,00

18. I - 2 Industri Kecil TR

2.201 VA s/d 13,9 kVA

4.760,00 93,50 - 200,00 25,00

19. I - 3 Industri Sedang TR

14 kVA s/d 200 kVA

5.760,00

WBP=169,50 LWBP =125,50

132,00 200,00 43,00

20. I - 4 Industri Menengah TM 201 kVA

keatas 5.060,00 *4) 122,50 125,00 41,00

21. I - 5 Industri Besar TT

30.000 kVA ke atas

4.780,00 109,50 114,00 100,00 39,00

22. G - 1 Gedung Kantor Pemerintah

TR250 VA s/d 200 kVA

8.500,00 188,50 - *7) 70,00

23. G - 2

Gedung Kantor Pemerintah Besar

TM 201 kVA ke atas 4.560,00

WBP=176,50 LWBP= 130,50

134,00 125,00 41,00

24. J Peneranga Jalan Umum TR - - 165,00 - *8) *9)

KETERANGAN :

No Gol Tarif

Batas Daya

Harga Langganan Rp. Per Bulan

1 S-1 *)

60 75 100 125 150 175 200

2.150,00 2.750,00 3.550,00 4.500,00 5.300,00 6.100,00 6.750,00

*2) s/d 60 jam nyala per bulan = Rp. 81,00/kWh >60 jam nyala per bulan = Rp. 109,50/kWh*3) s/d 60 jam nyala per bulan = Rp. 96,50/kWh >60 jam nyala per bulan = Rp. 147,00/kWh*4) Untuk pemakaian < 350 jam nyala per bulan : - Pada WBP = Rp. 142,00/kWh - Pada LWBP = Rp. 117,50/kWh Untuk pemakaian > 350 jam nyala per bulan : WBP = LWBP = Rp.. 117,50/kWh*5) Dengan faktor daya kurang dari 0,85 (rata-rata per bulan )

WBP : Waktu Beban Puncak (Pukul 22.00-18.00 WIB) LWBP : Luar Waktu Beban Puncak (Pukul 18.00 -22.00) BP : Biaya PenyambunganUJL : Uang Jaminan Langganan TR : Tegan gan Rendah (220 V/380 V)

TM : Tegangan Menengah (20kV) TT : Tegangan Tinggi (150 kV)

4.1.2 Sebutkan golongan pelanggan menurut PT. PLN (PERSERO)?

Jawab :

Berdasarkan Golongan Tarif Tenaga Listrik itu, maka kita mengenal ada 24 golongan

pelanggan PT. PLN (PERSER). Secara lengkap, 24 golongan pelanggan PT. PLN

(PERSERO) itu dapat dilihat pada Tabel 3.1 di bawah ini.

NO GOLONGAN TARIF PENJELASAN SISTEM

TEGANGAN BATAS DAYA

1. S - 1 PEMAKAI SANGAT KECIL TR S/D 200 VA2. S - 2 BADAN SOSIAL KECIL TR 250 VA S/D 2200 VA3. S - 3 BADAN SOSIAL SEDANG TR 201 kVA KEATAS4. S - 4 BADAN SOSIAL BESAR TM 201 kVA KEATAS

5. SS - 4BADAN SOSIAL BESAR DIKELOLA SWASTA UNTUK KOMERSIAL

TM 201 kVA KEATAS

6. R - 1 RUMAH TANGGA KECIL TR 250 VA S/D 200 VA7. R - 2 RUMAH TANGGA SEDANG TR 501 VA S/D 2200 VA

8. R - 3 RUMAH TANGGA MENENGAH TR 2201 VA S/D 6600 VA

9. R - 4 RUMAH TANGGA BESAR TR 6601 VA KEATAS10. U - 1 USAHA KECIL TR 250 VA S/D 2200 VA11. U - 2 USAHA SEDANG TR 2201 VA S/D 200 kVA12. U - 3 USAHA BESAR TM 201 kVA KEATAS13. U - 4 SAMBUNGAN SEMENTARA TR14. H - 1 PERHOTELAN KECIL TR 250 VA S/D 99kVA15. H - 2 PERHOTELAN SEDANG TR 100kVA S/D 200 kVA16. H - 3 PERHOTELAN BESAR TM 201 kVA KEATAS17. I - 1 INDUSTRI RUMAH TANGGA TR 450 VA S/D 2200VA18. I - 2 INDUSTRI KECIL TR 2201 VA S/D 13.9 kVA19. I - 3 INDUSTRI SEDANG TR 14 kVA S/D 200 kVA20. I - 4 INDUSTRI MENENGAH TM 201 kVA KEATAS21. I - 5 INDUSTRI BESAR TT 30,000 kVA KEATAS

22. G - 1 GEDUNG PEMERINTAH KECIL/SEDANG TR 250 VA S/D 200 kVA

23. G - 2 GEDUNG PEMERINTAH BESAR TM 201 KVA KEATAS

24. J PENERANGAN JALAN UMUM TR

4.1.3 Tuan Singgodimedjo pelanggan tarif R2 dengan daya tersambung 2200 VA. Stand kWh -

Meter yang dicatat pada akhir Pebruari 93 adalah 070016, dan yang dicatat bulan sebelumnya

adalah 069325. Berapa rekening listrik yang harus dibayar untuk periode tersebut?

Jawab :

Pemakaian Kwh = Stand meter akhir - Stand meter yang lalu = 70016 - 69325 = 691 kWh

1. Biaya Beban = 2200 VA x Rp. 4.020,-/kVA = 2,2 kVA x Rp. 4.020,-/kVA = Rp. 8.844, dibulatkan = Rp. 8.845,-

2. Biaya Pemakaian Blok I = 60 jam x 2,2 x Rp. 96,50 = 132 x Rp. 96,50 = Rp. 12.738,- dibulatkan = Rp. 12.740,-

3. Biaya Pemakaian Blok II=(Pemakaian Total - pemakaian Blok I) x Rp.147,- = (691 - 132) x Rp.147,- = Rp. 82.173,- dibulatkan = Rp. 82.175,-

Biaya Beban = Biaya Pemakaian = Rp. 103.760,-

4. Pajak Penerangan Jalan = 3 % x Rp. 103.760,- = Rp. 3.115,-

5. Biaya Materai = Rp. 5.00,-

Total rekening yang harus dibayar = Rp. 107.375,-

Rekening Listrik Pelanggan Tarif R-2 milik Tuan Singgodimejo

4.1.4 PT Maju Mundur, pelanggan PT. PLN (PERSERO) tarif I-4, dengan daya 329 kVA dipasok

dengan tegangan 380 V/220 V (sewa trafo).

Data pencatatan stand kWh - Meter dan kVARh - Meter seperti berikut: - kWh - Meter : LWBP : stand yang lalu = 03465 *)

stand akhir = 03531 **)

: WBP : stand yang lalu = 00936 *) stand akhir = 00945 **)

- kVARh - Meter stand yang lalu = 01475 *) stand akhir = 01530 **)

Faktor meter untuk kWh - Meter dan kVARh - Meter adalah 800. Berapa rekening listrik yang harus dibayar untuk periode tersebut? *) Lihat rekening bulan sebelumnya **) Dibaca pada pengukur bulan ini

Jawab :- Pemakaian kWh WBP = (945 - 936) x 800 kWh = 7.200 kWh- Pemakaian kWh LWBP= (3531 - 3465) x 800 kWh = 52.800 kWh- Pemakaian kWh Total= 7.200 kWh + 52.800 kWh = 60.000 kWh- Pemakaian kVARh = (1530 - 1475) x 800 kVARh = 44.000 kVARh- Kelebihan Pemakaian kVARh = (44.000 - 0,62 x 60.000) kVARh= 6.800 kVARh

1. Biaya Beban = 329.000 VA x Rp. 5.060,-/VA =Rp.1.664.740,-2. Biaya Pemakaian kWh LWBP = 52.800 x Rp. 117.50,-/kVA =Rp.6.204.000,-3. Biaya Pemakaian kWh WBP = 7.200 x Rp. 142,- =Rp.1.022.400,-4. Biaya kelebihan pemakaian kVARh = 6.800 x Rp. 1225,50 =Rp. 833.000,-

Biaya Beban + Biaya Pemakaian +Biaya kelebihan kVARh = Rp. 9.724.140,-

5. Pajak Penerangan Jalan = 3 % x Rp. 9.724.142,- = Rp. 291.724,20 dibulatkan = Rp. 291.725,-

6. Sewa Trafo = 329 kVA x Rp. 2.450,-/kVA = Rp. 806.050,-7. Biaya materai Rp. 1.000,-

Total Rekening Yang harus Dibayar = Rp. 10.822.915,-

Rekening listrik pelanggan tarif ganda untuk tarif 1-4 dengan sewa trafo milik PT. Maju Mundur

4.1.5 Jelaskan kelebihan dan kekurangan pemakaian beban resistif, induktif dan kapasitif ?

Jawab :

Kelebihan PemakaianBeban Resistif Beban Induktif Beban Kapasitif

Tegangan dapat diatur Menyerap daya aktif Menyerap daya aktifMengurangi overload Menyerap daya reaktif Mengeluarkan daya reaktif

Menghemat daya aktif Meningkatkan pfMengurangi kerugian

Kekurangan PemakaianBeban Resistif Beban Induktif Beban Kapasitif

Menyebabkan drop tegangan Merusak faktor daya Pemborosan daya aktifMenyebabkan panas Menyebabkan harmonik Efisiensi menurunKenaikan arus/suhu kabel Tegangan menjadi unstableMenyebabkan overload

KESIMPULAN

Energi yang disipasi atau dihamburkan oleh beban disebut sebagai daya aktif. Daya aktif

dilambangkan oleh huruf P dan diukur dalam satuan W (Watt).Energi hanya terserap dan kembali ke

sumbernya karena sifat beban yang reaktif ini maka disebut sebagai daya reaktif. Daya reaktif

dilambangkan dengan huruf Q dan diukur dalam satuan VAR (Volt-Amps-reaktif).

Energi total dalam rangkaian arus bolak-balik, baik dihamburkan, diserap ataupun yang kembali

disebut sebagai daya semu. Daya semu dilambangkan dengan huruf S dan diukur dalam satuan VA

(Volt-Amps).Ketiga jenis daya secara trigonometri terkait satu sama lain. Dalam segi tiga siku-siku,

P adalah garis mendatar yang mengapit sudut, Q adalah garis tegak dihadapan sudut dan S adalah

garis sisi miring dan mengapit sudut. Sudut yang diapit garis adalah sudut phasa rangkaian

impedansi (Z).

DAFTAR PUSTAKA

[1]. www. Indo.net.id/pln

[2]. www.plnjaya.co.id/pelayanan

[3]. PUIL 2000

[4]. Kadir, A., Distribusi dan Utilisasi Tenaga Listrik, Jakarta : UI – Press, 2000.

[5]. Sumardjati, P., Instalasi Motor, Bandung : POLBAN, 2000.

[6]. Tinus, A., Studi Pengaruh Capasitor Bank Switching Terhadap Kualitas Daya Listrik Di

Gardu Induk Waru PLN P3B, Surabaya : Universitas Kristen Petra, 2007.

BIOGRAFI

Alto Belly Asep Dadan H

Budi Lukman Candra Agusman

NO PICTURE