15 BAB III CAPACITOR BANK 3.1 Panel Capacitor Bank Dalam

15
BAB III
CAPACITOR BANK
3.1 Panel Capacitor Bank
Dalam sistem listrik arus AC/Arus Bolak Balik ada tiga jenis daya yang
dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu:
•
Daya Semu (S, VA, Volt Ampere)
•
Daya Aktif (P, W, Watt)
•
Daya Reaktif (Q, VAR, Volt Ampere Reactive)
Daya Nyata (P)
Daya nyata merupakan daya listrik yang digunakan untuk keperluan
menggerakkan mesin-mesin listrik atau peralatan lainnya.
Line to netral / 1 fasaP = V x I x Cos Ø
Line to line/ 3 fasaP = √3 x V x I x Cos Ø
Keterangan :
P = Daya Nyata (Watt)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus yang mengalir pada penghantar (Amper)
Cos T = Faktor Daya
Daya Semu (S)
Daya semu merupakan daya listrik yang melalui suatu penghantar transmisi atau
distribusi. Daya ini merupakan hasil perkalian antara tegangan dan arus yang
melalui penghantar.
Line to netral/ 1 fasa S = V x I
Line to line/ 3 fasa S = √3 x V x I
Keterangan :
S = Daya semu (VA)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus yang mengalir pada penghantar (Amper)
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
16
Daya Reaktif (Q)
Daya reaktif merupakan selisih antara daya semu yang masuk pada penghantar
dengan daya aktif pada penghantar itu sendiri, dimana daya ini terpakai untuk
daya mekanik dan panas. Daya reaktif ini adalah hasil kali antara besarnya arus
dan tegangan yang dipengaruhi oleh faktor daya.
Line to netral/ 1 fasa Q = V x I x Sin Ø
Line to line/ 3 fasa Q = √3 x V x I x Sin Ø
Keterangan :
Q = Daya reaktif (VAR)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Amper)
Sin T = Faktor Daya
Dari penjelasan ketiga macam daya diatas tersebut, dikenal juga dengan Segitiga
Daya. Dimana Pengertian umum dari Segitiga Daya adalah suatu hubungan antara
daya nyata, daya semu, dan daya reaktif, yang dapat dilihat hubungannya pada
gambar bentuk segitiga dibawah ini :
dimana :
P = S x Cos Ø (Watt)
S = √(P2 + Q2) (VA)
Q = S x Sin Ø (VAR)
Peningkatan pemakaian daya reaktif inilah yang menyebabkan faktor daya
dari pelanggan turun. Salah satu cara yang lazim untuk memperbaiki faktor daya
adalah dengan cara kompensasi daya reaktif dimana sebagian kebutuhan daya
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
17
reaktif yang dibutuhkan beban didapat dari kompensator daya reaktif. Salah satu
kompensator daya reaktif adalah kapasitor bank.
Kapasitor bank merupakan salah satu komponen kelistrikan yang dibangun
dari sejumlah kapasitor bank, dimana fungsi dan tujuannya untuk memperbaiki
cos phi atau disebut juga faktor daya. Kapasitor bank yang tersedia dalam bentuk
tunggal unit maupun dalam bentuk group adalah sebagai penyuplai kilovars
dengan faktor daya tertinggal (lagging)kepada suatu sistem dimana kapasitor
tersebutdihubungkan.
Perhitungan Besar Kapasitor Bank :
Fungsi penambahan kapasitor adalah untuk memperbaiki factor daya.
Nilai factor daya minimum yang diperbolehkan PLN adalah 0.85 kurang dari itu
maka owner akan dikenakan denda.
Cara menentukan nilai kapasitor bank :
dimana :
Qc
= kompensasi reactive power yang dibutuhkan (kVAR)
P
= active power (kW)
cos φ1 = power factor (p.f) lama
cos φ2 = power factor (p.f) baru atau target
Proses Kerja Kapasitor Bank
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
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
18
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.
3.2 Komponen Panel Capacitor
Beberapa komponen utama dari panel kapasitor bank yaitu :
-
LBS (Load Breaker Switch)
PFR (Power Factor Regulator)
Contactor Capacitor
Capacitor
MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
Exhaust fan + Thermostat
Selector Switch
Pilot Lamp
Push Button
Relay
Fuse
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
19
3.2.1 Load Break Switch (LBS)
LBS (load Break Switch) adalah alat yang berfungsi untuk memutus dan
menyambung aliran listrik,tetapi bersifat On Load (berbeban).Berarti alat tersebut
dapat memutuskan dan menyambungkan dalam keadaan berbeban atau tidak
berbeban.
Gambar 3.1 (LBS)
3.2.2 Power Factor Controller ( PF Regulator )
PFR ini berfungsi untuk menjaga kondisi PF di jaringan agar sesuai dengan
PF yang diinginkan. Pada alat tersebut setidaknya akan ditampilkan hasil
pengukuran PF jaringan, step yang sudah masuk. Untuk parameter yang lain
seperti tegangan, arus, dll mungkin juga ditampilkan tergantung jenis dan
merknya. Dan untuk type yang sederhana setting hanya dengan memasukkan nilai
target PF, konfigurasi step, dan time connect / disconnect.Step merupakan
parameter yang menunjukkan jumlah output relay yang di kontrol oleh PF
Controller. Relay tersebut yang selanjutnya akan memicu salah satu sel capacitor
bank. Jumlah step dalam PF Controller bermacam-macam mulai dari 4 step, 6
step, 8 step, 12 step dan 14 step tergantung pembuat. Jika menginginkan 7 step
dalam sebuah panel capacitor di pilih PF Controller yang 8 step, kemudian di OFF
kan salah satu stepnya. Konfigurasi step juga bisa dipilih sesuai dengan
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
20
karakteristik jaringan. Misal dengan kondisi normal stepnya adalah 1 – 1 – 1 – 1
atau 1- 2 – 2 – 2 dll. Untuk merk tertentu bisa menyesuaikan dengan kondisi
lapangan.
Gambar 3.2 (Power Factor Controller)
3.2.3 Contactor Capacitor
Contactor berfungsi untuk menyambungkan atau memutuskan arus listrik
AC. Contactor atau sering juga disebut dengan istilah relay contactor. Prinsip
kerja contactor sama seperti relay, dalam contactor terdapat beberapa saklar yang
dikendalikan secara elektromagnetik. Pada suatu contactor terdapat beberpa saklar
dengan jenis NO (Normaly Open) dan NC (Normaly Close) dan sebuah kumparan
atau coil elektromagnetik untuk mengendalikan saklar tersebut. Apabila coil
elektromagnetik contactor diberikan sumber tegangan listrik AC maka saklar pada
contactor akan terhubung, atau berubah kondisinya, yang semula OFF menjadi
ON dan sebaliknya yang awalnya ON menjadi OFF.
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
21
Gambar 3.3 (Contactor)
3.2.4 Capacitor
Capacitor berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua
konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (dielektrik) pada tiap konduktor
atau yang disebut keping. Prinsip kerja Capacitor pada umunya hampir sama
dengan resistor yang juga termasuk ke dalam komponen pasif. Komponen pasif
adalah jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan arus panjar. Capasitor
sendiri terdiri dari dua lempeng logam (konduktor) yang dipisahkan oleh bahan
penyekat (isolator). Penyekat atau isolator banyak disebut sebagai bahan zat
dielektrik.
Gambar 3.4 (Capacitor)
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
22
3.2.5 MCCB
MCCB adalah alat yang dapat memutuskan arus listrik pada saat terjadi
hubung singkat (short) atau arus berlebih (over current) pada rangkaian listrik
atau beban lainnya.
Gambar 3.5 (MCCB)
3.2.6 Exhaust Fan + Thermostat
Exhaust Fan + Thermostat berfungsi mengatur temperature dalam ruang panel
kapasitor. Karena kapasitor, kontaktor dan kabel penghantar mempunyai daya
panas yang besar maka temperature ruang panel meningkat, setelah setting dari
thermostat terlampaui maka exhaust fan akan otomatis berhenti.
Gambar 3.6 (Exhaust Fan & Thermostat)
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
23
3.2.7 Selector Switch (A-O-M)
Selector Auto – Off – Manual yang berfungsi memilih system operasional
auto dari modul atau manual dari push button.
Gambar 3.7 (Selector Switch)
3.2.8 Pilot Lamp
Merupakan sebuah indicator pada panel listrik. Yaitu menandakan bahwa
sistem pada panel tersebut bekerja atau tidaknya.
Gambar 3.8 (Pilot Lamp)
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
24
3.2.9 Push Button
Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau
memisahkan bagian – bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu
sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dn saklar
tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan
NO (normally open).
Gambar 3.9 (Push Button)
3.2.10 Relay
Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian
dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Sebuah relay
tersusun atas kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak
elektronik (normally close dan normally open)
Gambar 3.10 (Relay)
http://digilib.mercubuana.ac.id/z
25
3.2.11 Fuse
Fuse adalah alat yang dapat memutuskan arus listrik pada saat terjadi hubung
singkat (short) atau arus berlebih (over current) pada rangkaian listrik atau
beban lainnya.
Gambar 3.11 (Fuse)
http://digilib.mercubuana.ac.id/z