PENGGUNAAN KAPASITOR PADA SISTEM

DISTRIBUSI

DAN FAKTOR DAYA

DISUSUN OLEH :

MARDIANA ( 5113131025 )

YOGIE NAINGGOLAN ( 509131040 )

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2012/2013

KATA PENGANTAR

Dengan rasa syukur yang mendalam atas limpahan Rahmat yang tak terhingga dari

Allah SWT, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah penggunaan kapasitor pada sitem

distribusi dan factor daya, yang disusun sesuai dengan garis-garis besar atau sub judul yang

bapak dosen tetapkan, dengan harapan dapat mempermudah dan berguna kepada para

mahasiswa Jurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Unimed menyerap materi

pelajaran.

Dalam penyusunan makalah ini dapat terlaksana dengan bantuan semua anggota yang

ada pada kelompok kami, maka pada kesempatan ini tim penyusun mengucapkan rasa

terimakasih yang sebesar-besarnya kepada bapak dosen pengajar.

Isi makalah ini masih kurang dari memadai, oleh karena itu kami harapkan kritik dan saran

dari peserta perkuliahan dan pengarahan dari bapak dosen untuk dapat menyempurnakan

makalah ini. Atas perhatiannya tim penyusun mengucapkan banyak terimakasih. Akhir kata

semoga makalah ini dapat kiranya bermanfaat bagi kita semua.

Medan , februari 2013

BAB I

Pendahuluan

Pada umumnya jaringan distribusi berada di rangkaian terakhir dari sistem jaringan listrik

yang besar sekali, dan peranannya adalah mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen.

Dapat dimengerti bahwa pada jaringan distribusi khususnya terjadi titik pertemuan antara

dua kepentingan dengan persyaratan-persyaratannya masing-masing. Pihak konsumen

membutuhkan listrik dengan mutu penyaluran yang baik, sedang perusahaan listrik

dihadapkan kepada masalah kesanggupan jaringannya sendiri.

Tetapi yang jelas sebenarnya kedua macam kepentingan itu tidaklah bertentangan,

malahan mempunyai tujuan yang sama. Bagi konsumen mutu penyaluran yang baik akan

memberikan kepuasan manusiawi, sedang bagi perusahaan listrik mempertahankan mutu

penyaluran berarti menekan kerugian-kerugian jaringan sehingga jaringan akan

beroperasi secara efisien.

BAB II

Pembahasan

Pengertian Kapasoitor

Kapasitor adalah komponen yang hanya dapat menyimpan dan memberikan energi

yang terbatas yaitu sesuai dengan kapasitasnya, pada dasarnya kepasitor terdiri atas dua

keping sejajar yang dipisahkan oleh medium dielektrik. Kapasitor juga merupakan

peralatan listrik yang bisa menghasilkan daya reaktif yang diperlukan oleh konsumen

sehingga aliran daya reaktif di saluran bisa berkurang. Dengan kata lain, kapasitor bermanfaat

untuk menaikkan faktor-daya. Dengan memasang kapasitor, konsumen besar bisa terhindar

dari tambahan tagihan listrik karena daya reaktif yang berlebih. Semakin mahalnya tarif

listrik dan semakin tingginya keinginan untuk mengoperasikan peralatan secara efisien,

menyebabkan penggunaan kapasitor semakin banyak dan meluas. Idealnya, kapasitor

dipasang di dekat peralatan yang memerlukan daya reaktif sehingga tidak perlu terjadi adanya

aliran daya reaktif melalui kabel, trafo, atau peralatan lainnya.

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. Keran 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:

-Sisi primer atau sekunder transformator-Pada bus pusat pengontrol

2.  Cara terbatas kapasitor ditempatkan

- Feeder kecil

- Pada rangkaian cabang

- Langsung pada beban

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

Pemeriksaan isolator

Fungsi lain dari bank kapasitor yang digunakan pada sistem tenaga listrik adalah untuk

mengkompensasi daya reaktif yang sekaligus menjaga kualitastegangan dan juga untuk

meningkatkan effisiensi pada sistem dan umumnya pemakaian bank kapasitor memberikan

keuntungan antara lain:

a. Meningkatkan kemampuan pembangkitan generator.

b. Meningkatkan kemampuan penyaluran daya pada jaringan transmisi

c. Meningkatkan kemampuan penyaluran daya gardu-gardu distribusi

d. Mengurangi rugi-rugi pada sistem distribusi

e. Menjaga kualitastegangan pada sistem distribusi

f. Meningkatkan kemampuan feeder dan peralatan yang ada pada system distribusi;

Kapasitor pada jaringan distribusi

Kapasitor ini terhubung paralel pada jaringan maupun langsung pada beban,dengan tujuan

untuk perbaikan faktor daya, sebagai pengatur tegangan maupun untuk mengurangi kerugian

dayadan tegangan pada jaringan.Dengan anggapan tegangan pada sisi beban dipertahankan

konstan , dengan menggunakan kapasitor bank dengan demikian arus reaktif yang mengalir

pada saluran akan berkurang, hal ini akan menyebabkan berkurangnya penurunan tegangan

pada saluran sehingga tegangan sumber yang diperlukan tidak berbeda jauh dengan tegangan

terima.

Kapasitor pada sistem daya listrik menimbulkan daya reaktif untuk memperbaiki tegangan

dan faktor daya, karenanya menambah kapasitor system akan mengurangi kerugian. Dalam

kapasitor seri daya reaktif sebanding dengan kuadrat arus beban, sedang pada kapasitor

paralel sebanding dengan kuadrat tegangan.

Pemasangan peralatan kapasitor seri dan paralel pada jaringan distribusi mengakibatkan

losses akibat aliran daya reaktif pada saluran dapat dikurangi sehingga kebutuhan arus

menurun dan tegangan mengalami kenaikan sehingga kapasitas sistem bertambah. Kapasitor

seri tidak digunakan secara luas dalam saluran distribusi, karena adanya berbagai

permasalahan (resonansi distribusi, resonansi fero dalam transformator dan resonansi

subsinkron selama starting motor) dan sistem yang lebih komplek. Biaya pemasangan

kapasitor seri jauh lebih mahal daripada kapasitor paralel, dan biasanya kapasitor seri

dirancang dengan kapasitas yang lebih besar dengan tujuan untuk mengantisipasi

perkembangan beban untuk masa-masa yang akan datang. Hal-hal tersebut menjadi alasan

utama sehingga dalam sistem distribusi yang dibahas banya kapasitor paralel.

Manfaat penggunaan kapasitor paralel :

- Mengurangi kerugian

- Memperbaiki kondisi tegangan

- Mempertinggi kapasitas pembebanan jaringan

Pengertian Faktor Daya / Faktor Kerja

Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya

semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara 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 kerja menggambarkan sudut phasa antara

daya aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus

beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini menggunakan kapasitor.

Masalah Faktor Daya dan Pemasangan Kapasitor

Salah satu permasalahan yang sering kita dengar dalam penggunaan energi listrik untuk level

industri adalah masalah faktor daya atau cos φ dan pemasangan kapasitor. Apabila

cos φ lebih rendah dari 0.85 maka daya reaktif yang dihasilkan dari beban industri tersebut

akan dikenakan biaya dalam penentuan besarnya tagihan listrik. Dalam kasus ini, pihak

industri diwajibkan membayar daya reaktif yang digunakan kepada penyedia layanan listrik.

Untuk mengatasi masalah rendahnya faktor-daya atau tingginya daya reaktif, banyak industri

atau bangunan modern memasang kapasitor.Dalam sistem tenaga listrik dikenal tiga jenis

daya, yaitu daya aktif atau real power (P), daya reaktif atau reactive power (Q), dan daya

nyata atau apparent power(S). Daya aktif adalah daya listrik yang dibangkitkan di sisi

keluaran generator, kemudian termanfaatkan oleh konsumen; dapat dikonversi ke bentuk

energi lainnya seperti energi gerak pada motor; bisa juga menjadi energi panas pada heater;

ataupun dapat diubah kebentuk energi listrik lainnya. Perlu diingat bahwa daya ini memiliki

satuan watt (W), kilowatt (kW) atau tenaga kuda (HP).

Sedangkan daya reaktif adalah suatu besaran yang digunakan untuk menggambarkan adanya

fluktuasi daya pada saluran transmisi dan distribusi akibat dibangkitkannya medan/daya

magnetik atau beban yang bersifat induktif (seperti : motor listrik, trafo, dan las listrik).

Walaupun namanya adalah daya, daya reaktif ini tidak nyata dan tidak bisa

dimanfaatkan. Daya ini memiliki satuan volt-ampere-reaktif (VAR) atau kilovar (kVAR).

Pada konsumen level industri, beban induktif yang paling banyak digunakan adalah motor

listrik atau pompa listrik.  Adanya daya reaktif ini menyebabkan aliran daya aktif tidak bisa

dilakukan secara efisien dan memerlukan peralatan listrik yang kapasitasnya lebih besar dari

daya aktif yang diperlukan.

Untuk menggambarkan seberapa efisien daya aktif yang dapat disalurkan, dalam dunia

kelistrikan dikenal suatu besaran yang disebut faktor-daya atau cos φ. Nilai maksimum cos φ

adalah 1 dan nilai minimumnya adalah 0. Semakin tinggi faktor-daya maka semakin efisien

penyaluran dayanya. Artinya juga, semakin kecil faktor-daya maka semakin besar daya

reaktifnya.

Bagi konsumen kecil atau rumah tangga, keberadaan daya reaktif tidak terlalu menjadi

masalah karena PT. PLN tidak memperhitungkannya dalam penentuan tagihan listrik. Akan

tetapi bagi konsumen besar, pabrik atau bangunan modern, PT. PLN mensyaratkan faktor-

daya harus lebih dari 0,85. Jika nilai faktor-daya kurang dari nilai itu maka daya reaktif akan

diukur dan diperhitungkan dalam penentuan besarnya tagihan. PT. PLN melakukan ini karena

aliran daya reaktif yang besar menyebabkan peralatan milik PT. PLN tidak bisa bekerja

secara efisien dan tidak bisa digunakan secara maksimum.

Kapasitor pada sistem daya listrik menimbulkan daya reaktif untuk memperbaiki tegangan

dan faktor daya, karenanya menambah kapasitor sistem akan mengurangi kerugian. Dalam

kapasitor seri daya reaktif sebanding dengan kuadrat arus beban, sedang pada kapasitor

paralel sebanding dengan kuadrat tegangan.Kapasitor paralel membangkitkan daya reaktif

negatif (panah kebawah) dan beban membangkitkan daya reaktif positif (panah keatas), jadi

pengaruh dari kapasitor adalah untuk mengurangi aliran daya reaktif di dalam jarigan

sehingga daya reaktif yang berasal dari sistem menjadi

Q2 (total) = Q1 (beban) – Qc.

Qc adalah daya reaktif yang dibangkitkan oleh kapasitor paralel

Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya

Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi faktor daya pada

sistim distribusi listrik/instalasi listrik di pabrik/industri. Kapasitor bertindak sebagai

pembangkit daya reaktif dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya reaktif, juga daya

semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.

BAB III

Kesimpulan

Kapasitor pada sistem daya listrik menimbulkan daya reaktif, sehingga pemasangannya pada

sistem distribusi menjadikan losses akibat aliran daya reaktif pada saluran dapat dikurangi

sehingga kebutuhan arus menurun dan tegangan mengalami kenaikan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Daya dan Energi Listrik, Deni Almanda, disampaikan pada penataran dosesn teknik

elektro di Teknik Elektro UGM, Pebruari 1997, Yogyakarta.

2. Peranan energi dalam menunjang pembangunan berkelanjutan, Publikasi Ilmiah,

BPPT, Jakarta, Mei 1995.