penerapan bank kapsitor di pt ulam tiba halim

PENERAPAN BANK KAPASITOR DI PT ULAM TIBA HALIM
Nandi Wardhana (L2F 099 623)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Abstrak-Dalam dunia perindustrian energi listrik merupakan sesuatu yang penting karena energi listrik
digunakan untuk melakukan proses produksi. Beban-beban yang ada dalam suatu pabrik biasanya
didominasi oleh beban-beban yang bersifat induktif yang berupa motor-motor listrik.
Beban-beban
ini akan menarik arus induktif dari jala-jala sehingga kapasitas arus yang mengalir melalui saluran akan
semakin besar. Hal ini dapat merugikan PLN sebagai pihak penyedia energi listrik maupun pihak
konsumen itu sendiri. Di sisi lain PLN harus memaksimalkan pembangkitnya untuk memenuhi
kebutuhan akan daya reaktif tersebut. Sedangkan pihak konsumen selain timbulnya rugi-rugi di saluran
yang disebabkan arus induktif juga harus menanggung tagihan rekening yang sangat mahal juga. Salah
satu cara untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan memasang bank kapasitor. Bank kapasitor akan
menghasilkan arus kapasitif sehingga dapat mengkompensasi arus induktif dari beban. Dalam laporan
kerja praktek ini, penulis akan menjelaskan penerapan bank kapasitor berdasarkan hasil kerja praktek
yang telah dilakukan di PT Ulam Tiba Halim.
fluorescence memiliki kumparan dengan
jumlah lilitan tertentu dalam rangkaiannya.
Dengan demikian beban memiliki sifat
dominan induktif. Pada beban dominan
induktif, selain menarik arus kerja dari jalajala, beban juga menarik arus arus magnetisasi
atau arus reaktif.
Arus kerja yang ditarik oleh beban
adalah arus yang dibutuhkan untuk
menghasilkan daya keluaran seperti torsi,
panas, cahaya dan sebagainya. Arus kerja
memiliki sudut fasa yang sama terhadap
tegangan pada beban. Daya yang dihasilkan
oleh arus kerja memiliki satuan watt atau
kilowatt (kW).
Sedangkan arus magnetisasi adalah arus
yang dibutuhkan beban untuk menghasilkan
medan magnet pada perlatan induksi seperti
transformator dan motor induksi. Tanpa
adanya arus ini peralatan induksi tidak dapat
bekerja. Arus magnetisasi memiliki sudut fasa
yang tertinggal terhadap tegangan. Daya yang
dihasilkan oleh arus magnetisasi memiliki
satuan volt-ampere reaktif (var) atau kvar.
Selain beban yang bersifat dominan
induktif, terdapat juga beban yang bersifat
dominan kapasitif. Beban kapasitif menarik
arus
reaktif
yang
berguna
untuk
membangkitkan medan listrik seperti pada
peralatan tabung sinar katoda. Arus reaktif ini
memiliki sudut fasa mendahului terhadap
tegangan. Daya yang dihasilkan oleh arus
I.
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan Kerja Praktek
Tujuan Kerja Praktek yang dilakukan di
PT Ulam Tiba Halim yaitu :
1. Untuk mengetahui situasi kerja dan profil
dari PT Ulam Tiba Halim
2. Menerapkan ilmu pengetahuan yang
didapat dari bangku perkuliahan khususnya
tentang bank kapasitor dan aplikasinya.
3. Untuk mengetahui secara umum penerapan
bank kapasitor di PT Ulam Tiba Halim,
khususnya di Unit Pengemasan.
1.2. Pembatasan Masalah
Mengingat sangat terbatasnya waktu,
baik waktu pelaksanaan praktek maupun
waktu yang diberikan untuk penyusunan
laporan ini, serta terlalu luasnya aspek–aspek
yang menyangkut sistem kelistrikan yang ada
pada PT Ulam Tiba Halim, maka penulis
hanya menitikberatkan pembahasan pada
penerapan bank kapasitor di Unit Pengemasan
PT Ulam Tiba Halim saja.
II. PRINSIP DASAR BANK KAPASITOR
2.1. Faktor Daya
Sebagian besar beban sistem tenaga
listrik selain memiliki komponen resistansi
juga memiliki komponen induktansi. Hal ini
disebabkan karena pada beban seperti
transformator,
motor
induksi,
lampu
1
reaktif kapasitif juga memiliki satuan yang
sama dengan daya yang dihasilkan oleh arus
magnetisasi beban dominan induktif yaitu
volt-ampere reaktif (var) atau kvar.
Jadi arus total ditarik oleh beban adalah
jumlah dari arus kerja dan arus reaktif. Daya
yang dihasilkan oleh arus total ini memiliki
satuan voltampere atau kilovolt-ampere
(kVA).
2.2. Rugi Daya
Sebelum perbaikan faktor daya, arus
beban adalah I1 dengan faktor daya cos 1.
Daya listrik yang diserap oleh beban diberikan
dalam persamaan :
(2.1)
P1  3.V .I1 . cos  1
Sedangkan
setelah
faktor
daya
diperbaiki, arus pada beban menjadi I2 dan
faktor daya menjadi cos 2. Daya listrik yang
diserap beban adalah :
(2.2)
P2  3.V .I 2 . cos  2
Dengan menyamakan persamaan (2.2)
dan (2.3) diperoleh perbandingan antara arus
sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya
sebagai berikut :
I 1 cos  2
(2.3)

I 2 cos  1
Persentase pengurangan rugi-rugi daya dapat
dituliskan sebagai :
P P
PL  L1 L 2 x100%
PL1
arus total
arus magnetisasi
arus kerja
Gambar 2.1. Penjumlahan Antara Arus Kerja dan
Arus Magnetisasi
Dari gambar 2.1, besarnya arus total
yang ditarik oleh beban dapat ditentukan, yaitu
arus total = {(arus kerja)2 + (arus
magnetisasi)2}1/2.
Perbedaan sudut fasa antara arus dan
tegangan dinamakan faktor daya. Faktor daya
untuk beban induktif adalah faktor daya
tertinggal (lagging) karena beban menarik
daya reaktif dari jala-jala. Sedangkan faktor
daya untuk beban kapasitif adalah faktor daya
mendahului
(leading)
dimana
beban
memberikan daya reaktif ke jala-jala.
Gambar
2.2
berikut
ini
akan
menunjukkan perbedaan sudut fasa antara arus
dan tegangan untuk sifat beban dominan
kapasitif, dominan induktif dan resistif murni.
PL 
I1 R  I 2 R
2
2
(2.4)
x100%
2
I1 R
Dengan mensubstitusikan persamaan (2.4) ke
dalam persamaan (2.5) akan diperoleh :
2

  cos  1  

  x100% (2.5)
PL  1  
cos  2  

 

Dari persamaan (2.5) tersebut dibuat grafik
sebagai berikut :
Gambar 2.3. Penurunan Rugi Daya Setelah
Peningkatan Faktor Daya
Gambar 2.2. Beda Fasa Arus dan Tegangan pada
Berbagai Macam Sifat Beban
2
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa
dengan semakin bertambahnya faktor daya
maka persentase pengurangan rugi-rugi daya
pada sistem akan semakin besar. Untuk
perbaikan faktor daya dari 0,6 menjadi 0,8
akan terjadi pengurangan rugi-rugi daya
sebesar kurang lebih 44 % dan perbaikan
faktor daya dari 0,6 menjadi 1 serta
menurunkan rugi-rugi daya menjadi kurang
lebih sebesar 64 %.
yang berfungsi sebagai pembangkit daya
reaktif.
Dengan demikian daya reaktif yang
ditarik oleh beban indukti dari jala-jala dapat
dikurangi.
Pengurangan
daya
reaktif
menyebabkan arus yang ditarik beban dari
jala-jala dapat berkurang.
Besarnya daya reaktif yang harus
dikompensasi oleh kapasitor dinyatakan dalam
persamaan :
(2.7)
Q  S 2  P2
Apabila nilai faktor daya setelah perbaikan
dikehendaki sama dengan 1 maka suatu
kapasitor harus memiliki daya reaktif sama
terhadap daya reaktif induktif yang hendak
dikompensasi.
Besarnya daya reaktif sebelum diperbaiki
adalah :
(2.8)
Q1  P tan 1
Sedangkan daya reaktif setelah faktor daya
diperbaiki adalah :
(2.9)
Q2  P tan 2
Sehingga besarnya kapasitas kapasitor untuk
perbaikan faktor daya adalah :
QC  Q1  Q2
QC  P(tan1  tan 2 )
(2.10)
dimana :
Qc = kapasitas kapasitor (kVAR)
P = daya aktif beban (kWatt)
1 = sudut daya beban awal
2 = sudut daya beban akhir
2.3. Perbaikan Faktor Daya
Pada beban induktif, perbaikan faktor
daya dilakukan dengan menyalurkan arus
leading dari suatu sumber daya reaktif
kapasitif sehingga dapat mengkompensasi arus
lagging yang diserap beban tersebut. Perbaikan
faktor daya beban kapasitif dilakukan dengan
memasang sumber daya reaktif induktif.
Faktor daya adalah perbandingan antara
daya reaktif (P) terhadap daya kompleks (S)
yang dinyatakan dalam persamaan :
P
(2.6)
cos  
S
QC
S1
S2
1
Q2
2
P
Gambar 2.4. Perbaikan Faktor Daya
2.4. Keuntungan
Pemasangan
Bank
Kapasitor
Dengan pemasangan bank kapasitor
maka faktor daya beban akan meningkat,
sehingga akan diperoleh keuntungan sebagai
berikut :
1. Menghemat
biaya
rekening
yang
ditanggung konsumen
PT PLN (Persero) telah menetapkan batas
minimal faktor daya yaitu 0,85. Apabila
faktor daya beban berada di bawah batas
yang telah ditentukan maka konsumen
akan dikenai biaya tambahan pemakaian
daya reaktif. Dengan adanya perbaikan
faktor daya, biaya tambahan tersebut dapat
dihindari.
2. Melepas kapasitas sistem tenaga listrik
Kapasitor yang dipasang dalam suatu
jaringan beban induktif akan berfungsi
Seperti yang telah diketahui, pemasangan
kasitor pada beban induktif akan memperbaiki
faktor daya beban. Hal ini disebabkan karena
kapasitor akan menarik arus kasitif dari jalajala pada saat tegangan bertambah menuju
nilai maksimum dan menyimpan energi yang
diserap dari jala-jala dalam bentuk medan
listrik elektrostatis. Pada periode waktu
berikutnya saat nilai tegangan semakin
menurun, energi yang diserap oleh kapasitor
akan dilepaskan dan akan digunakan oleh
beban induktif untuk membangkitkan medan
magnetik.
Oleh karena itu, apabila kapasitor dan
beban induktif dipasang pada rangkaian yang
sama maka akan terjadi pertukaran arus reaktif
diantara keduanya. Jadi kebutuhan daya reaktif
beban induktif dapat diperoleh dari kapasitor
3
sebagai pembangkit daya reaktif yang
dibutuhkan oleh beban-beban induktif
sehingga daya yang ditarik dari jala-jala
akan berkurang. Dengan demikian sistem
tenaga listrik dapat digunakan untuk
menyuplai beban lainnya tanpa harus
menambah kapasitas sistem tersebut.
3. Memperkecil jatuh tegangan pada saluran
Jatuh tegangan saluran secara umum
dinyatakan dalam persamaan :
VR  VS  IZ
(2.12)
 VS  ( I R cos   jI R sin  ) Z
dimana :
VR = tegangan pada sisi beban (V)
VS = tegangan pada sisi sumber (V)
IR = arus penghantar (A)
Z = impedansi penghantar (ohm)
 = sudut faktor daya
3.2. Bank Kapasitor Sentral
Berdasarkan lokasi penempatan bank
kapasitor, kompensasi daya reaktif terbagi
menjadi dua, yaitu :
1. Kompensasi sentral
Seluruh kebutuhan daya reaktif dipusatkan
pada satu titik, yaitu pada saluran distribusi
utama.
Dengan
demikian
susunan
rangkaian kompensasi ini paling ekonomis
bila dibandingkan dengan kompensasi
jenis lain. Kelemahannya adalah apabila
beban yang terpasang sangat kecil maka
akan terjadi tegangan lebih pada sistem.
Selain itu rugi daya pada saluran tidak
berkurang karena bank kapasitor hanya
dapat mengurangi rugi daya pada
transformator di atasnya.
2. Kompensasi sektoral
Bank kapasitor diletakkan pada kelompokkelompok beban yang letaknya berdekatan.
Keuntungannya adalah rugi daya pada
saluran dari sumber sampai lokasi
kapasitor dapat berkurang. Akan tetapi rugi
daya pada saluran dari lokasi bank
kapasitor sampai ke beban tidak berkurang.
Kelemahan lainnya adalah masih adanya
kemungkina terjadi kelebihan kompensasi
pada sektor apabila terjadi perubahan
beban yang sangat besar. Hal ini dapat
diatasi dengan menggunakan kompensasi
bertahap.
3. Kompensasi lokal
Bank kapasitor diletakkan pada tiap-tiap
beban sehingga merupakan kompensasi
yang paling mahal. Akan tetapi dengan
menggunakan kompensasi lokal maka rugi
daya dari sumber ke beban sangat besar.
Kompensasi jenis ini biasanya digunakan
pada beban tunggal yang besar.
Dari persamaan (2.12) di atas, dengan
semakin besarnya faktor daya maka arus yang
mengalir pada saluran akan semakin kecil,
sehingga jatuh tegangan pada saluran dapat
dikurangi dan besar tegangan pada sisi beban
akan sama dengan besar tegangan pada sisi
sumber.
III. PENERAPAN BANK KAPASITOR
DI UNIT PENGEMASAN PT ULAM
TIBA HALIM
3.1. Data Teknis Bank Kapasitor
Berikut adalah spesifikasi dari bank
kapasitor yang digunakan :
1. Kapasitor 3 
Pabrik pembuat : Vishay
Merek
: ESTA prop.
Tegangan kerja : 440 V / 415 V / 400 V
Frekuensi
: 50 Hz
Kapasitas
: 28,10 kvar - 440 V
25 kvar - 415 V
23,2 kvar - 400 V
Hubungan
: Delta (D)
Jumlah unit
: 6
2. Regulator faktor daya otomatis
Pabrik pembuat : Vishay Electronic
Merek
: ESTAmat MH6 Power
Factor Regulator
Tegangan kerja : 220 V
Frekuensi
: 50 Hz
Output kontrol : 6 step
Di Unit Pengemasan PT Ulam Tiba
Halim menggunakan bank kapasitor dengan
sistem terpusat (bank kapasitor sentral). Bank
kapasitor diletakkan sebelum panel distribusi
utama (MDP) sehingga diharapkan mampu
mengkompensasi daya reaktif yang dihasilkan
oleh beban-beban induktif baik yang berskala
besar maupun kecil.
Pemasangan bank kapasitor secara
sentral dalam suatu kabinet akan memberikan
beberapa keuntungan antara lain :
4
memutar saklar 3-posisi dari posisi “OFF”
ke posisi “MAN”.
2. Memastikan seluruh step-step kapasitor
dalam kondisi tidak aktif, yaitu dengan
menekan semua tombol saklar NC
(merah). Step-step kapasitor yang tidak
aktif ditunjukkan oleh LED yang menyala
merah pada tombol saklar NC.
3. Nilai faktor daya di kondisi awal dapat
dilihat pada cos  meter. Untuk menaikkan
nilai cos  sampai pada nilai yang
diingikan dapat dengan menekan tombol
saklar NO (hijau) secara satu persatu. Tiap
ada satu saklar NO yang ditekan maka satu
step kapasitor akan aktif, LED akan
menyala hijau dan ada perubahan pada cos
 meter. Proses ini dilakukan sampai nilai
cos  yang diinginkan tercapai.
1. Praktis dalam pemasangan, karena tidak
harus menempatkan kapasitor pada tiaptiap beban yang bersifat induktif.
2. Memudahkan dalam hal perawatan, karena
terletak pada satu lokasi saja.
3. Lebih ekonomis, karena dengan sistem
sentral berarti hanya memasang satu
kelompok kapasitor saja sehingga dapat
menghemat pengeluaran baik dari segi
instalasi maupun perawatannya.
Bank kapasitor yang digunakan di Unit
Pengemasan PT Ulam Tiba Halim dipasang
secara delta. Perbaikan faktor daya dengan
menggunakan bank kapasitor terhubung delta
lebih efisien bila dibandingkan dengan
penggunaan bank kapasitor terhubung bintang.
Sehingga bila untuk mendapatkan perbaikan
faktor daya yang sama, nilai kapasitansi
kapasitor yang dihubungkan secara delta
besarnya tiga kali lebih kecil daripada nilai
kapasitansi kapasitor apabila dihubungkan
secara bintang. Dengan alasan inilah maka
pemasangan kapasitor secara delta lebih
banyak digunakan dalam dunia industri.
3. 3. Pengoperasian Bank Kapasitor
Bank kapasitor di Unit Pengemasan PT
Ulam Tiba Halim dapat dioperasikan secara
otomatis atau secara manual. Untuk
pengoperasian secara otomatis, bank kapasitor
dikendalikan oleh ESTAmat MH sebagai
regulator faktor daya otomatis. Langkahlangkah pengoperasian secara otomatis akan
dijelaskan pada subbab 4.3
Untuk pengoperasian secara manual
dapat dilakukan dengan menekan tombol
saklar NO (hijau) untuk mengaktifkan tiap-tiap
step kapasitor, dan untuk mematikannya dapat
dengan menekan tombol saklar NC (merah).
Kondisi aktif atau tidak aktifnya suatu step
kapasitor ditunjukkan oleh menyalanya lampu
pada tombol saklar NO atau tombol saklar NC.
Perpindahan antara mode operasi otomatis,
mode operasi manual dan off-mode dilakukan
dengan memutar saklar 3-posisi. Cos  meter
digunakan untuk melihat nilai faktor daya
aktual hanya ketika bank kapasitor dijalankan
pada mode manual. Berikut ini adalah
langkah-langkah untuk menjalankan bank
kapasitor pada mode operasi manual :
1. Menghidupkan bank kapasitor ke dalam
mode operasi manual, yaitu dengan
Gambar 3.1. Panel Kontrol Bank Kapasitor
3.4. Sistem Proteksi dan Perawatan Bank
Kapasitor
Sistem
proteksi
adalah
sistem
pengamanan peralatan tenaga dari kondisi
operasi yang abnormal. Kondisi abnormal ini
biasanya seperti hubung singkat, tegangan
lebih maupun frekuensi yang tidak stabil.
Sistem proteksi berfungsi untuk mendeteksi
jika ada gangguan pada sistem dan akan
melokalisir (trip) daerah tersebut sehingga
tidak mengganggu daerah lain yang masih
dalam kondisi normal.
Peralatan proteksi yang digunakan untuk
mengamankan bank kapasitor jika terjadi
gangguan adalah sebagai berikut :
1. Pemutus daya utama
Pemutus daya utama akan trip jika ada
gangguan pada sistem sehingga bank
kapasitor akan dipisahkan dari sistem
tersebut. Rating dari pemutus daya utama
ini adalah 250 A.
5
Perawatan bank pasitor dapat meliputi :
- pengecekan kondisi peralatan kontrol dan
peralatan proteksi
- pembersihan
bank
kapasitor
secara
menyeluruh
- mengencangkan semua sekrup pada terminal
2. Pemutus daya kapasitor
Pemutus daya kapasitor dipasang pada
tiap-tiap step kapasitor. Pemutus daya ini
akan trip apabila ada gangguan lokal pada
suatu step kapasitor maka step tersebut
akan
dilokalisir,
sehingga
tidak
mengganggu kerja step-step kapasitor lain
dan bank kapasitor masih dapat tetap
beroperasi. Rating dari pemutus daya
kapasitor ini adalah 50 A.
3. Pengaman lebur (fuse)
Pengaman lebur terdapat secara internal di
regulator faktor daya otomatis ESTAmat
MH. Fungsinya adalah melindungi
ESTAmat MH dari gangguan arus-lebih
(overcurrent).
Peralatan proteksi tersebut dioperasikan
secara bersama-sama sehingga keamanan
bank kapsitor dapat terjamin. Sistem
proteksi yang handal mutlak diperlukan
mengingat
investasi
yang
harus
dikeluarkan oleh perusahaan untuk
pemasangan bank kapasitor ini cukup
mahal. Memang sekilas tampak adanya
pemborosan dengan memasang beberapa
buah pengaman, namun hal ini tidak
seberapa jika dibandingkan dengan biaya
yang harus ditanggung perusahaan jika
terjadi kerusakan pada bank kapasitor.
3.5. Setting ESTAmat MH
Parameter-parameter berikut ini harus
diset terlebih dahulu sebelum ESTAmat MH
dioperasikan, yaitu :
1. Mode Operasi
ESTAmat MH dapat dioperasikan dalam 2
jenis mode operasi, yaitu mode operasi
otomatis dan mode operasi manual.
- Mode otomatis
Ketika diset pada operasi otomatis,
ESTAmat MH akan menswitch step-step
kapasitor secara otomatis sebagai sebuah
fungsi dari kebutuhan daya reaktif.
- Mode manual
Untuk mengubah ESTAmat MH ke
operasi manual, tombol “ ” ditekan
selama mungkin sampai display mati
(sekitar
5
s).
Operasi
manual
diindikasikan oleh LED “AUTO” yang
berkedip-kedip. Selama operasi manual,
kapasitor dapat diswitch secara manual.
Tombol “OUT/-“
memutus
(switch-out) kapasitor
Tombol “IN/+”
menghubungkan
(switch-in) kapasitor
Untuk meninggalkan mode operasi
manual, tombol “ ” ditekan kembali.
2. Nilai cos  aktual dan cos  target
Pada display ditunjukkan nilai cos 
aktual. Tanda minus di depan menandakan
faktor dayanya kapasitif . Nilai cos  target
dapat diset dari 0,85 induktif sampai 0,95
kapasitif. Dengan menekan tombol “OUT/“ dan “IN/+” bersamaan, nilai cos  target
akan kembali ke nilai setting standarnya
(1,00).
Tombol “OUT/-“ mengurangi nilai cos 
target
Tombol “IN/+” menambah nilai cos 
target
3. Program switching
Program
switching
yang
aktual
ditunjukkan oleh display, sedangkan step
kapasitor yang terhubung diindikasikan
oleh LED kontrol. Jenis-jenis program
Gambar 3.2. Sistem Proteksi dan Instalasi Bank
Kapasitor
Selain sistem proteksi yang handal juga
diperlukan sistem perawatan yang baik agar
menjamin kinerja dari bank kapasitor.
6
switching lainnya dapat dipilih dengan
menekan tombol “IN/+” dan “OUT/-“.
Display akan menunjukkan semua
perubahan yang dibuat. Jika sudah tidak
ada perubahan atau program switching
yang benar sudah ditentukan, tombol “ ”
ditekan sebagai konfirmasi.
Program switching yang tersedia :
1. 1:1:1:1:1 … 7. 1:2:2:2:2 …
2. 1:1:2:2:2 … 8. 1:2:3:3:3 …
3. 1:1:2:2:4 … 9. 1:2:3:4:4 …
4. 1:1:2:3:3 … 10. 1:2:3:6:6 …
5. 1:1:2:4:4 … 11. 1:2:4:4:4 …
6. 1:1:2:4:8 … 12. 1:2:4:8:8 …
Jumlah step kapasitor yang terhubung
ditunjukkan oleh LED kontrol yang
menyala di sebelah display. Jumlah step
kapasitor dapat diubah dengan menekan
tombol “IN/+” dan “OUT/-“. Setiap
perubahan yang dibuat akan ditunjukkan
oleh LED yang berkedip-kedip. Jika sudah
tidak ada perubahan lagi, sebagai
konfirmasi tombol “ ” ditekan lagi.
Ketika sedang dilakukan setting pada
program switching atau jumlah step, maka
semua step kapasitor yang terhubung akan
diputus.
4. Nilai C/k
C/k adalah nilai batas-jatuh (tripping
value) dari suatu regulator faktor daya,
dinyatakan dalam Ampere-reaktif. Ketika
arus reaktif dari beban melebihi nilai C/k
yang ditentukan oleh ESTAmat MH, maka
satu dari dua LED (“ind” atau “cap”) akan
menyala. Nilai C/k aktual ditunjukkan oleh
display.
Tombol “OUT/-“ mengurangi nilai C/k
Tombol “IN/+” menambah nilai C/k
Nilai standar “0,025” dari C/k akan
muncul ketika tombol “OUT/-“ dan “IN/+”
ditekan bersamaan. Nilai C/k dapat diubah
dalam range 0,025 A sampai maksimum
1,5 A dengan menekan tombol “IN/+” atau
“OUT/-“.
5. Switching delay time
Waktu yang diperlukan untuk memulai
proses switching bagi step-step kapasitor
disebut sebagai switching delay time.
Switching delay time dapat dipilih sendiri
oleh user, atau secara otomatis ditentukan
oleh ESTAmat MH sebagai fungsi dari
beban. Display selalu menunjukkan nilai
switching delay time yang sedang
digunakan.
Tombol “OUT/-“ mengurangi switching
delay time
Tombol “IN/+” menambah
switching
delay time
Switching delay time yang dapat dipilih
oleh user yaitu 10, 30, 60, 120, 180, 300
dan 500 s. Sebagai fungsi dari beban,
switching delay time secara otomatis
ditentukan nilainya berkisar antara 2 – 500
s. Switching delay time ini dapat diaktifkan
dengan menekan tombol “OUT/-“ dan
“IN/+” bersamaan sampai pada display
menunjukkan “LoAd”.
6. Arus sekunder C.T.
Arus sekunder C.T pada display
ditunjukkan dalam Ampere. Tidak
dibutuhkan setting/pengaturan.
7. Reswitching blocking delay time dan mode
penguncian
Waktu yang diperlukan bagi suatu step
kapasitor untuk terhubung kembali setelah
step tersebut terputus didefinisikan sebagai
reswitching blocking delay time. Pada
ESTAmat MH, reswitching blocking delay
time yang dapat dipilih adalah 20, 60 atau
180 detik. Selama reswitching blocking
delay time, titik desimal pada display akan
berkedip.
Nilai yang telah diset, seperti faktor daya
target, tipe program switching, jumlah
step, nilai C/k dan switching delay time
dapat dikunci dan diproteksi. Jika
reswitching blocking delay time akan
diubah nilainya atau jika mode penguncian
akan diaktifkan, maka harus mengakses
sebuah menu setting khusus. Untuk
mengakses menu tersebut, tiga tombol
“IN/+”, “OUT/-“ dan “ ” harus ditekan
bersamaan sampai semua segmen pada
display menyala (menunjukkan “8888”).
Setelah tombol dilepaskan, parameter akan
nampak pada display bergantian dengan
nilai aktualnya.
Parameter ditunjukkan dengan garis
hubung (-01-;-02-). Sedangkan nilai aktual
dari parameter ditunjukkan dengan angka
(20, 60, 180) atau dalam huruf (on, off)
seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini :
7
Tabel 3.1. Parameter-Parameter Reswitching
Blocking Delay Time dan Mode Penguncian
Parameter
-01-
-02-
Stop/End
sampai diperoleh besar faktor daya yang
diinginkan.
Nilai
on
off
Pengaruh
penguncian aktif
penguncian
tidak
aktif
20, 60, reswitching
18
blocking delay
0
dalam detik
Mengakhiri menu
setting
Iinduktif (A)
I1 kapasitif (step 1)
I2 kapasitif (step 2)
I3 kapasitif (step 3)
I4 kapasitif (step 4)
acceptable residual current
waktu (t)
Berikut ini merupakan nilai-nilai setting
dari ESTAmat MH sesuai dengan
penggunaannya di Unit Pengemasan PT
Ulam Tiba Halim, yaitu :
- nilai cos  target
:1,00
- program switching
:1:1:1:1
- nilai c/k
:0,6 A
- switching delay time
:30 s
- reswitching blocking delay time :20 s
Gambar 3.3. Grafik Fungsi Bank Kapasitor
Dengan adanya step-step pada bank
kapasitor maka arus kapasitif akan semakin
bertambah sehingga dapat mengurangi arus
induktif pada beban. Semakin besar arus
induktif pada beban maka jumlah step akan
semakin bertambah banyak. Step-step
kapasitor dapat dioperasikan secara otomatis
oleh mikroprosesor sebagai regulatornya.
Pengoperasian secara otomatis memiliki
kelebihan dapat melakukan proses switching
lebih tepat dan akurat daripada pengoperasian
manual. Namun pengoperasian bank kapasitor
secara otomatis dapat menimbulkan efek
pumping. Hal ini terjadi jika nilai arus sisa
tidak dapat ditentukan secara pasti sehingga
sistem akan berosilasi di sekitar arus sisa
tersebut. Efek pumping harus dihindari karena
dapat
mengakibatkan
membuka
dan
menutupnya kontaktor secara bergantian dan
terus menerus.
3.6. Rating Bank Kapasitor
Salah satu cara menentukan rating bank
kapasitor yang digunakan di Unit Pengemasan
PT Ulam Tiba Halim adalah dengan
menggunakan nomogram. Jika diketahui datadata sebagai berikut :
Beban terpakai maksimum (P) = 173,76 kW
Faktor daya sebelum adanya bank kapasitor
(cos 1) = 0,88
Faktor daya sesudah adanya bank kapasitor
(cos 2) = 1,00
Sesuai dengan nomogram akan diperoleh
nilai konstanta k = 0,53, sehingga daya reaktif
yang diperlukan untuk perbaikan faktor daya
adalah :
Qc  0,53.(173,76kW )  92,09k var
Bank kapasitor di Unit Pengemasan PT
Ulam Tiba Halim menggunakan 6 step
kapasitor dengan kapasitas masing-masing
kapasitor adalah 23,2 kvar, sehingga kapasitas
total dari bank kapasitor yang terpasang adalah
139,2 kvar. Kapasitas sudah mencukupi karena
nilainya sudah melebihi nilai rating kapasitor
hasil perhitungan dengan nomogram tersebut
di atas.
Iinduktif (A)
I1 kapasitif (step 1)
I2 kapasitif (step2)
I3 kapasitif (step 3)
acceptable
residual
current
waktu (t)
Gambar 3.4. Efek Pumping pada Bank Kapasitor
Untuk menghindari efek pumping
tersebut maka sensitifitas dari regulator bank
kapasitor otomatis perlu diatur pada nilai yang
tepat sehingga regulator tidak akan
memerintahkan kontaktor untuk bekerja pada
perubahan beban induktif yang kecil.
3.7. Sensitifitas Bank Kapasitor
Bank kapasitor dioperasikan dengan cara
menghubungkan kapasitor secara bertahap
8
Pengaturan sensitifitas atau nilai c/k
dapat ditentukan dengan persamaan berikut
ini :
Q
(3.1)
C/k 
1,73.U .k
dimana :
Q = output dari step kapasitor terkecil, var
U = tegangan fasa ke fasa, Volt
k = rasio C.T.
Apabila di Unit Pengemasan PT Ulam
Tiba Halim diketahui data-data sebagai berikut
:
Q = 23,2 Kvar
U = 380 V
k = 300 A : 5 A = 60
Perhitungan nilai c/k-nya :
Q
23200
C/k 

 0,59 A  0,6 A
1,73.U .k 1,73.380.60
.
0,0172.100
 0,0057
A
300
c. Rugi-rugi penghantar
Kerugian daya pada penghantar untuk
masing-masing faktor daya adalah :
untuk cos 1 = 0,88 maka :
P1loss = 3.I12.R = 3.(300)2.0,0057 = 1539
watt
untuk cos 2 = 1,00 maka :
P2loss = 3.I22.R = 3.(264)2.0,0057 = 1192
watt
Besarnya pengurangan kerugian pada
penghantar :
Ploss = P1loss – P2loss
= (1539 – 1192)watt
= 347 watt
Jadi penghematan energi tiap bulan :
E = 30.24.Ploss
= 30.24.347 watt
= 249840 watt  250 kWh
R
3.8. Perkiraan
Rugi
Daya
dan
Penghematan Energi
Faktor daya yang rendah akibat adanya
beban induktif akan menyebabkan arus yang
mengalir melalui kabel utama, yaitu dari meter
PLN ke MDP menjadi lebih besar. Hal ini
akan mengakibatkan rugi-rugi yang terjadi
pada kabel tersebut juga akan semakin besar.
Perhitungan rugi-rugi dayanya adalah
sebagai berikut :
Tegangan kerja (V)
= 380 V
Beban terpakai maksimum (P) = 173,76 kW
Faktor daya tanpa bank kapasitor
(cos 1)
= 0,88
Faktor daya dengan bank kapasitor
(cos 2)
= 1,00
a. Arus fasa :
untuk cos 1 = 0,88 maka :
P
173760
I1 

 300 A
3.V . cos 1
3.380.0,88
untuk cos 2 = 1,00 maka :
P
173760
I2 

 264 A
3.V . cos  2
3.380.1,00
b. Resistansi per fasa :
Apabila diperkirakan penghantar yang
digunakan memiliki inti tembaga dengan
luas penampang 300 mm2 dan panjangnya
sekitar 100 m. Nilai hambat jenis tembaga
 = 0,0172 mm2./m sehingga besarnya
resistansi per fasa penghantar adalah :

IV. PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari hasil kerja praktek dan pembahasan
tentang penerapan bank kapasitor di Unit
Pengemasan PT Ulam Tiba Halim, dapat
diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Kapasitor dapat digunakan sebagai sumber
daya reaktif yang dibutuhkan oleh bebanbeban induktif.
2. Kompensasi daya reaktif oleh bank
kapasitor dapat menaikkan kualitas faktor
daya pada beban dominan induktif.
3. Peningkatan faktor daya pada beban
dominan induktif akan mengurangi besar
arus yang ditarik oleh beban tersebur,
sehingga rugi-rugi daya pada penghantar
dapat dikurangi.
4. Besarnya
rating
bank
kapasitor
dipengaruhi oleh kebutuhan daya reaktif
beban. Semakin besar kebutuhan daya
reaktif beban maka step pada bank
kapasitor akan semakin bertambah.
5. Pengaturan sensitifitas bank kapasitor
bertujuan untuk menghindari efek pumping
pada kapasitor.
6. ESTAmat MH digunakan sebagai regulator
faktor daya otomatis dari bank kapasitor
yang mengatur proses switching dari stepstep kapasitor.
9
7. Setting ESTAmat MH yang akurat
diperlukan untuk menjamin kinerja dari
bank kapasitor.
8. Sistem proteksi dan perawatan yang baik
dapat menghindarkan bank kapasitor dari
kerusakan maupun gangguan.
BIOGRAFI PENULIS
Nandi Wardhana (L2F 099 623)
adalah mahasiswa Jurusan
Teknik Elektro Universitas
Diponegoro Konsentrasi Teknik
Ketenagaan. Kerja Praktek
dilaksanakan di PT Ulam Tiba
Halim Semarang.
4.2. Saran
Saran-saran
yang
ingin
penulis
sampaikan demi kemajuan perusahaan :
1. Agar bank kapasitor dapat berfungsi
dengan baik maka perawatan dan
pengecekan pada instalasi bank kapasitor
harus sering dilakukan.
2. Pengaturan sensitifitas pada bank kapasitor
harus diusahakan pada nilai yang tepat
untuk menghindari efek pumping.
Semarang, Mei 2006
Mengetahui,
Dosen Pembimbing Kerja Praktek
DAFTAR PUSTAKA
1. Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Penerbit ITB
Bandung, 1986.
2. B.L. Theraja, A Text-Book Of Technology,
Nirja Construction & Development Co.
Ltd.
3. Ir. Sulasno, Sistem Distribusi Tenaga
Lsitrik, Badan Penerbit Universitas
Diponegoro, Semarang, 2001.
4. Gonen,
Thuran,
Electric
Power
Distribution
System
Engineering,
McGraw-Hill Book Company, New Delh,
1986.
5. Blomquist, W.C., Capasitor for Industry,
John Wiley & Son Inc., New York, 1950
6. Longland T, TW Hunt & Brecknell, Power
Capasitor Handbook, Butterworth & Co,
1984.
7. Timothy J.E. Miller, Reactive Power
Control In Electric Systems, John Willey
& Sons, Inc, New York, 1982.
8. ESTAmat MH Mounting Instructions,
Vishay Electronic GMBH.
9. Edminister, Joshep A, Rangkaian Listrik
Edisi II, Erlangga, Jakarta, 1988.
10. Pamflet Profi PT Ulam Tiba Halim
SUSATYO HANDOKO, ST, MT
NIP 132 282 683
10