Nama : Liberty Nomor Peserta : 19110541310383 Universitas : Universitas Negeri Padang Tugas Akhir Modul I 1. Sebagaimana yang telah diketahui faktor daya memiliki rentang nilai 0 sampai 1, Semakin mendekati 1 maka nilai faktor daya akan semakin baik. Pada umumnya pada konsumen listrik tingkat rumah tangga memiliki nilai faktor daya yang kurang baik yaitu kurang dari 1. Apakah bisa faktor daya listrik pada konsumen rumah tangga diperbaiki? (Tuliskan pendapat anda bagaimana cara memperbaikinya). 2. Arus bolak balik mempunyai nilai efektif, berapakah nilai efektif tegangan di pelanggan? 3. Kita mengetahui bahwa alat pengukur merupakan alat yang memungkinkan untuk mengamati besaran listrik seperti arus, tegangan, daya, frekuensi, dan sebagainya. Jadi Identifikasilah alat ukur menurut prinsip kerjanya. 4. Paparkan urutan dalam aturan pemasangan APP pada rumah pelanggan. 5. Hasil pengukuran pada suatu pelanggan dicatat sebagai berikut : Arus utama = 45 A, tegangan = 220 V dan cos phi adalah = 0,95. Daya semunya adalah Jawab : 1. Untuk memperbaiki factor daya pada konsumen rumah tangga adalah dengan cara pemasangan kapasitor, namun pemasangan kapasitor daya pada instalasi rumah tangga hasilnya tidak akan terlalu signifikan dalam menurunkan arus total pada jaringan. Hal ini dapat terjadi karena arus resistif murni nilainya tidak berubah sehingganilai energi yang terukur pada kWh meter tidak terjadi perubahan. Dapat dikatakan bahwa peralatan listrik yang digunakan konsumen rumah tangga termasuk dalam beban resistif, contohnya peralatan dengan menggunakan elemen pemanas dan lampu pijar. Namun jika pemakaian rumah tangga banyak yang menggunakan beban induktif, contohnya motor listrik, relay dan trafo, maka pemakaian kapasitor dalam memperbaiki factor daya sangat efektif. Karena dengan penambahan kapasitor, menyebabkan arus leading (arus mendahului tegangan). Sehingga mampu Tugas Akhir M1 Profesional Page 1 memperkecil sudut akibat pergeseran fasa arus lagging yang disebabkan oleh bebanbeban induktif. Contoh masalah Wattmeter membaca daya aktif; dan ammeter membaca arus beban. Pertama kita perlu mengetahui daya nyata dalam KVA. Kita dapat mengetahuinya dengan mengalikan tegangan dan arus listrik. S=V.I S = 220 . 11,5 S = 2,53 KVA Seperti yang kita lihat, daya nyata 2,53 KVA merupakan daya yang jauh lebih besar dari daya aktif yang hanya 1,6 KW. Hal ini mengatakan kalau faktor daya di sirkuit ini begitu jelek atau buruk (secara substansial jauh kurang dari 1). Sekarang kita bisa menghitung berapa faktor daya pada beban ini dengan membagi daya aktif dengan daya nyata. Faktor daya = P/S Faktor daya = 1,6/ 2,53 Faktor daya = 0,63 Kita bisa menggambar segitiga daya untuk menghitung daya reaktif pada beban ini. Daya reaktif dapat dihitung dari daya aktif dan daya nyata. Kita bisa menghitungnya dengan rumus phytagoras. Daya reaktif = √(Daya nyata)2 – (Daya aktif)2 Q = 1,96 KVAR Jika beban ini adalah beban induktif maka ini berarti faktor daya lagging atau arus tertinggal dari tegangan. Dan untuk memperbaikinya kita harus memasang kapasitor Tugas Akhir M1 Profesional Page 2 secara pararel. kita sudah tahu besarnya jumlah daya reaktif (1,96 KVAR), sekarang kita bisa menghitung ukuran kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya. Q = V2 / X X = V2 / Q X = 2202/1,96 X = 24,694 Ω Xc = 1/ 2πfC C = 1/ 2πfXc C = 1/ 2π (50 hz) . (24,694) C = 128 µF Kita dapat menempatkan kapasitor dengan ukuran tersebut secara pararel dalam rangkaian. 128 µF memiliki reaktansi kapasitif sebesar 24,880 dengan arus sebesar 8,842 A. Dan daya reaktif kapasitif sebesar 1,945 KVAR. Daya reaktif kapasitor ini secara langsung akan mengurangi daya reaktif induktif dari beban, Sehingga : Daya reaktif induktif (KVAR) – Daya reaktif kapasitif (KVAR) = Total daya reaktif (KVAR) 1,960 KVAR – 1,945 KVAR = 15 VAR Berikut ini gambar segitiga daya sebelum dan sesudah diberi kapasitor. Tugas Akhir M1 Profesional Page 3 S = (16002 + 152) = 1600, 07 VA Faktor daya = P/S = 1600 W/1600, 07 VA = 0,99 (mendekati 1) 2. Dalam rangkaian arus bolak-balik, baik tegangan maupun kuat arusnya berubah-ubah secara periodik. Oleh sebab itu untuk penggunaan yang praktis diperlukan besaran listrik bolak-balik yang tetap, yaitu harga efektif. Harga efektif arus bolak-balik ialah harga arus bolak-balik yang dapat menghasilkan panas yang sama dalam penghantar yang sama dan dalam waktu yang seperti arus searah. Kuat arus dan tegangan yang terukur oleh alat ukur listrik menyatakan harga efektifnya. Contoh, jika tegangan nominal rumah kita 230 Volt, bisa jadi tegangan efektif kita (Veff) = 220 Volt. Jika dengan rumus perhitungan : Veff = Vm/ 2 Dimana Vm dapat dilihat menggunakan alat ukur Osciloskop 3. Identifikasi alat ukur menurut prinsip kerjanya : Menurut prinsip kerja dan konstruksi dari pada alat ukur listrik dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a. Alat ukur kumparan putar magnet permanen (PMMC) Alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur yang bekerja atas dasar adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen. Alat ukur jenis ini tidak terpengaruh magnet luar, karena telah memiliki medan magnet yang kuat terbuat dari logam alnico yang berbentuk U. Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabakan kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur yang dipakai untuk arus searah. b. Alat ukur besi putar Alat ukur dengan prinsip kerja besi putar atau disebut juga sistem elektromagnet adalah sesuatu alat ukur yang mempunyai kumparan tetap dan besi yang berputar. Tugas Akhir M1 Profesional Page 4 Konstruksi dari alat ukur ini terdiri dari kumparan tetap dan sepasang besi lunak mudah mengalami demagnetisasi, besi lunak tersebut ditempatkan dalam ruang antara kumparan tetap dimana besi lunak yang satu ditempatkan menempel dengan kumparan tetap sedang besi lunak yang lain berhubungan dengan sumbu as dari jarum penunjuk sehingga dapat berputar/bergerak bebas.Cara kerja ;Bila ada arus yang mengalir pada kumparan maka ruangan tersebut akan ada medan magnet yang mengakibatkan kedua besi lunak tersebut demagnetisasi dan bersifat sebagai magnet permanen. Pasangan besi lunak tersebut mempunyai sepasang kutub yang sama sehingga kutubkutub yang sejenis akan tolak menolak dan besarnya penyimpangan tergantung dari besarnya arus yang lewat pada kumparan. Alat ukur jenis besi putar mempunyai karakteristik sebagai berikut: Dapat digunakan untuk pengukuran arus searah maupun bolak balik. Mempunyai ketelitian yang rendah. Untuk mengukur arus yang sedang dan besar. Sederhana dan kuat dalam konstruksi c. Alat ukur elektro dinamis Konstruksi terdiri dari kumparan putar dan kumparan tetap, medan magnet dibangkitkan oleh kumparan tetap yang mempunyai bagian dua gulungan yang dipasang pararel satu sama lain sedang rangkaian elektrisnya dari kedua kumparan tersebut terhubung seri atau pararel. Alat ukur elektrode memiliki dua jenis belitan kawat, yaitu belitan kawat arus yang dipasang, dan belitan kawat tegangan sebagai kumparan putar terhubung dengan poros dan jarum penunjuk. Interaksi medan magnet belitan arus dan belitan tegangan menghasilkan sudut penyimpangan jarum penunjuk sebanding dengan daya yang dipakai beban: P = V · I · cos θ Alat ukur elektrodinamik memiliki karakteristik sebagai berikut: - Dapat digunakan pada pengukuran arus listrik bolak-balik maupun searah - Mempunyai ketelitian yang tinggi - Pemakaian dayanya tinggi - Biasa digunakan pada Wattmeter d. Alat ukur elektro statis Alat ukur ini bekerja atas dasar gaya elektrostatis sebagai akibat interaksi antara dua elektroda yang mempunyai beda potensial. Cara kerja; Bila tegangan yang akan diukur ditempatkan diantara elektroda tetap dan elektroda berputar maka pada elektroda putar akan mendapatkan momen putar yang sebanding dengan V2 elektroda ini dibuat sedemikian sehingga didapatkan skala rata. Momen yang menyebabkan elektroda putar bergerak didapat dari medan elektrostatis yang terjadi diantara kedua keping elektroda yang berttindak sebagai kondensator. Alat ukur ini untuk mengukur tegangan yang tinggi. Tugas Akhir M1 Profesional Page 5 e. Alat ukur induksi Alat ukur ini terdiri dari piringan logam yang dapat berputar pada porosnya dan dua buah kumparan tetap. Alat ukur induksi memiliki sistem perputaran sederhana dan kokoh. Disamping itu,mudah untuk dibuat sebagai alat ukur sengan sudut penunjukkan yang lebar. Cara kerja ;Bila kumparan induksi dilalui arus maka akan timbul medan magnet bolak-balik sehingga menimbulkan arus putar pada piringan logam dan akan membangkitkan pula medan magnet sehingga interkasi kedua medan magnet ini akan menimbulkan momen putar/gerak pada piringan logam. Alat ukur jenis induksi mempunyai karakteristik sebagai berikut: - Mempunyai konstruksi yang sederhana dan kokoh - Mudah dibuat dengan skala pembacaan yang lebar - Tidak terlalu berpengaruh oleh medan magnet luar - Menyerap daya yang besar - Hanya dapat digunakan pada pengukuran arus bolak-balik f. Alat ukur berdasarkan efek panas Alat ukur kawat panas ini terdiri dari sebuah kawat lurus yang panjang yang terdiri dari campuran logam platina dan iridium, yang bekerja dengan memanfaatkan konsep pemuaian. Cara kerja Jika sepotong kawat logam dialiri arus listrik yang cukup besar, kawat tersebut akan menjadi panas, oleh sebab itu akan memuai (menjadi lebih panjang). Pemuaian tersebut digunakan untuk mengerakkan jarum petunjuk. 4. Urutan dalam aturan pemasangan APP pada rumah pelanggan: 1) Permohonan Pelanggan Listrik PLN Pendaftaran pasang listrik baru bisa langsung dilakukan melalui website PLN atau mendatangi langsung kantor PLN. Kemudian melakukan pengisian formulir data calon pelanggan. Pihak PLN akan melakukan survey jaringan dan menghubungi pelanggan untuk melakukan pemasangan listrik baru. Yang harus pelanggan siapkan pada saat pemasangan meteran listrik dari pihak PLN adalah: Instalasi Listrik Pelanggan Instalasi listrik pelanggan adalah jaringan pipa untuk listrik dalam bagunan rumah Anda, yaitu: kabel instalasi, saklar, stop kontak (kotak kontak), kotak sekering dan kotak MCB, Arde/ Grounding, kabel BC, Kabel NYM 3×4 mm. Instalasi tersebut harus sudah disediakan sendiri oleh Anda sebagai pelanggan baru. Tugas Akhir M1 Profesional Page 6 Sedangkan pihak PLN akan menyediakan KWH meter, kabel SR atau kabel dari tiang listrik menuju KWH meter. Instalasi tersebut akan terpasang di luar bangunan pelanggan. Sertifikat Laik Operasi Sertifikat Laik Operasi dikeluarkan oleh lembaga pemeriksa independen sebagai syarat penyambungan listrik baru. Lembaga pemeriksa ini akan melakukan pengujian instalasi listrik milik pelanggan agar tidak terjadi hal-hal yang merugikan konsumen di kemudian hari. Penyambungan Pada proses penyambungan meteran listrik menuju kabel instalasi rumah, Anda sebagai pelanggan harus mempersiapkan materai untuk Surat Perjanjian Jual Beli Tenaga Listrik. Hal ini telah ditetapkan oleh Undang-Undang dan Peraturan PT PLN. 2) Pemasangan APP a) Pemasangan dua buah kabel hitam twist dari tiang listrik Jaringan Tegangan Rendah ke rumah Anda sebagai pelanggan. Pekerjaan ini dilakukan oleh petugas PLN. Dua kabel hitam twist itu terdiri dari kabel arus listrik positif/ fasa dan negatif/ netral. b) Setelah kabel dari tiang listrik PLN terhubung menuju rumah pelanggan, selanjutnya dilakukan pemasangan meteran listrik. Pertama-tama, penyambungkan kabel positif (fasa) ke arus listrik TR Input KWH meteran listrik. c) Selanjutnya, sambungan tersebut dilanjutkan menyambung pada TR Input MCB. Dari MCB kabel positif akan masuk ke dalam rumah pelanggan berupa kabel NYM yang umumnya berwarna hitam dengan ukuran 2,5 mm. Kabel NYM inilah yang akan digunakan pelanggan untuk memasang lampu dan sakelar listrik rumah. d) Kabel negatif atau netral dari TR input akan disambungkan menuju meteran listrik dan keluar dalam bentuk TR Output yang digunakan pelanggan dalam rumah. e) Kabel Arde atau Grounding yang telah terpasang di tanah, akan diteruskan menuju rumah menggunakan kabel NYM yang biasanya berwarna kuning. Kabel Arde ini dihubungkan pada setiap terminal stop kontak di dalam rumah. fungsi kabel Arde atau grounding ini adalah menghilangkan setrum yang biasanya muncul pada peralatan elektronik seperti televisi, radio, lemari es, atau komputer. Arus liar yang bisa menimbulkan percikan api juga aman dengan sistem grounding ini. Tugas Akhir M1 Profesional Page 7 Diagram pengawatan pemasangan APP 1 fasa 5. Diketahui : I = 45 A V = 220 Volt Cos Phi = 0,95 Ditanya : Daya Semu (S) …… ? (VA) Jawab : S = V. I = 220 Volt . 45 A = 9900 VA = 9,9 kVA Tugas Akhir M1 Profesional Page 8
