activereactiveandapparentpowerpaper

DAYA AKTIF, REAKTIF & NYATA
MAKALAH
Diajukan untuk memenuhi salah tugas mata kuliah Teknik Tenaga Listrik
Disusun oleh :
Alto Belly
Asep Dadan H
Candra Agusman
Budi Lukman
0806365343
0806365381
0806365583
0806365513
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
2010
DAFTAR ISI
I. PENDAHULUAN
II. PEMBAHASAN
2.1. 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. PERENCANAAN
3.1 Aplikasi Pada Jaringan Listrik Industri
IV. EVALUASI
4.1 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=VxI
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 bintang
dimana :
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 = I P
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 . I P
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 tipetipe 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
Golon
Sambung
Penjelasan
gan
an
No.
Golongan
TR/TM/T
Tarif
T
Tarif
1. S - 1
Pemakai
Sangat Kecil
TR
2. S - 2
Badan Sosial
Kecil
TR
3. S - 3
Badan Sosial
Sedang
TR
4. S - $
Badan Sosial
Besar
TM
Badan Sosial
Besar,
Dikelola
5. SS - 4
Swasta,
Untuk
Komersial
Rumah
6. R - 1 Tangga
Kecil
Rumah
7. R - 2 Tangga
Sedang
Rumah
8. R - 3 Tangga
Menengah
Rumah
9. R - 4 Tangga
Besar
TM
TR
TR
TR
TR
10. U - 1
Usaha Kecil
TR
11. U - 2
Usaha
Sedang
TR
12. U - 3
Usaha Besar
TM
13. U - 4
Sambungan
Sementara
TR
Bata
Daya
Biaya Kelebihan
Biaya
Pemakai
Pem.
BP
Beban
UJL
an
kVARH (RP/VA
(Rp/kVA
(RP/VA)
(Rp/kW (Rp/kVAR
)
)
H)
H) *5)
s/d 200
*)
VA
250 VA
s/d 2.200 3.360,00 56,00
Va
2.201 VA
s/d
4.640,00 76,00
200kVA
WBP=15
201 kVA
8,50
5.020,00
ke atas
LWBP=
117,50
WBP=19
201 kVA
4,50
6.060,00
ke atas
LWBP=1
44,00
250 VA
s/d
3.980,00 *2)
500VA
501 VA
s/d
4.020,00 *3)
2.200VA
2.201 VA
s/d 6.600 8.080,00 227,00
VA
6601 VA
8.760,00 309,00
ke atas
250 VA
s/d 2.200 6.260,00 179,50
VA
2.201 VA
s/d 200 7.320,00 239,50
kVA
WBP=24
201 kVA
0,50
5.180,00
ke atas
LWBP=
178,00
-
-
622,00
-
*6)
-
150,00 31,00
-
200,00 43,00
124,50
125,005 47,00
149,00
125,00 58,00
-
150,00 45,00
-
150,00 56,00
-
200,00 78,00
-
200,00 105,00
-
150,00 66,00
-
200,00 77,00
187,00
125,00 59,00
-
-
*9)
-
14. H - 1
Perhotelan
Kecil
TR
15. H - 2
Perhotelan
Sedang
TR
16. H - 3
Perhotelan
Besar
TM
17. I - 1
Industri
Rumah
Tangga
TR
18. I - 2
Industri
Kecil
TR
19. I - 3
Industri
Sedang
TR
20. I - 4
Industri
Menengah
TM
21. I - 5
Industri
Besar
TT
Gedung
22. G - 1 Kantor
Pemerintah
Gedung
Kantor
23. G - 2
Pemerintah
Besar
Peneranga
24. J
Jalan Umum
KETERANGAN :
No
Gol Batas
Tarif Daya
Harga
Langganan
Rp. Per
Bulan
1
60
75
100
S-1 *) 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
TR
TM
TR
250 VA
s/d 99
4.600,00 118,00
kVA
100 kVA
s/d 200 6.220,00 171,00
kVA
WBP=21
201 kVA
2,00
5.400,00
ke atas
LWBP=
157,00
450 VA
s/d 2.200 4.080,00 80,50
VA
2.201 VA
s/d 13,9 4.760,00 93,50
kVA
WBP=16
14 kVA
9,50
s/d 200 5.760,00
LWBP
kVA
=125,50
201 kVA
5.060,00 *4)
keatas
30.000
kVA ke 4.780,00 109,50
atas
250 VA
s/d 200 8.500,00 188,50
kVA
WBP=17
201 kVA
6,50
4.560,00
ke atas
LWBP=
130,50
-
-
165,00
-
*7)
46,00
171,00
200,00 62,00
164,00
125,005 48,00
-
150,00 21,00
-
200,00 25,00
132,00
200,00 43,00
122,50
125,00 41,00
114,00
100,00 39,00
-
134,00
-
*7)
70,00
125,00 41,00
*8)
*9)
*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 Penyambungan
UJL : 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.
1.
2.
3.
4.
GOLONGAN
TARIF
S-1
S-2
S-3
S-4
5.
SS - 4
6.
7.
R-1
R-2
8.
R-3
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
R-4
U-1
U-2
U-3
U-4
H-1
H-2
H-3
I-1
I-2
I-3
I-4
I-5
22.
G-1
23.
G-2
24.
J
NO
PENJELASAN
PEMAKAI SANGAT KECIL
BADAN SOSIAL KECIL
BADAN SOSIAL SEDANG
BADAN SOSIAL BESAR
BADAN SOSIAL BESAR
DIKELOLA SWASTA UNTUK
KOMERSIAL
RUMAH TANGGA KECIL
RUMAH TANGGA SEDANG
RUMAH TANGGA
MENENGAH
RUMAH TANGGA BESAR
USAHA KECIL
USAHA SEDANG
USAHA BESAR
SAMBUNGAN SEMENTARA
PERHOTELAN KECIL
PERHOTELAN SEDANG
PERHOTELAN BESAR
INDUSTRI RUMAH TANGGA
INDUSTRI KECIL
INDUSTRI SEDANG
INDUSTRI MENENGAH
INDUSTRI BESAR
GEDUNG PEMERINTAH
KECIL/SEDANG
GEDUNG PEMERINTAH
BESAR
PENERANGAN JALAN UMUM
SISTEM
TEGANGAN
TR
TR
TR
TM
BATAS DAYA
S/D 200 VA
250 VA S/D 2200 VA
201 kVA KEATAS
201 kVA KEATAS
TM
201 kVA KEATAS
TR
TR
250 VA S/D 200 VA
501 VA S/D 2200 VA
TR
2201 VA S/D 6600 VA
TR
TR
TR
TM
TR
TR
TR
TM
TR
TR
TR
TM
TT
6601 VA KEATAS
250 VA S/D 2200 VA
2201 VA S/D 200 kVA
201 kVA KEATAS
TR
250 VA S/D 200 kVA
TM
201 KVA KEATAS
250 VA S/D 99kVA
100kVA S/D 200 kVA
201 kVA KEATAS
450 VA S/D 2200VA
2201 VA S/D 13.9 kVA
14 kVA S/D 200 kVA
201 kVA KEATAS
30,000 kVA KEATAS
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
- kVARh - Meter
: LWBP
: stand yang lalu = 03465 *)
stand akhir = 03531 **)
: WBP
: stand yang lalu = 00936 *)
stand akhir = 00945 **)
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
Pemakaian
Pemakaian
Pemakaian
Kelebihan
1.
2.
3.
4.
Biaya
Biaya
Biaya
Biaya
kWh WBP = (945 - 936) x 800 kWh
=
kWh LWBP= (3531 - 3465) x 800 kWh
=
kWh Total= 7.200 kWh + 52.800 kWh
=
kVARh
= (1530 - 1475) x 800 kVARh
=
Pemakaian kVARh = (44.000 - 0,62 x 60.000) kVARh=
Beban
= 329.000 VA x Rp. 5.060,-/VA
Pemakaian kWh LWBP = 52.800 x Rp. 117.50,-/kVA
Pemakaian kWh WBP = 7.200 x Rp. 142,kelebihan pemakaian kVARh = 6.800 x Rp. 1225,50
7.200 kWh
52.800 kWh
60.000 kWh
44.000 kVARh
6.800 kVARh
=Rp.1.664.740,=Rp.6.204.000,=Rp.1.022.400,=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
6. Sewa Trafo
= 329 kVA x Rp. 2.450,-/kVA
7. Biaya materai
Total Rekening Yang harus Dibayar
= Rp. 291.725,= Rp. 806.050,Rp. 1.000,= 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 Pemakaian
Beban Resistif
Beban Induktif
Beban Kapasitif
Tegangan dapat diatur
Menyerap daya aktif
Menyerap daya aktif
Mengurangi overload
Menyerap daya reaktif
Mengeluarkan daya reaktif
Menghemat daya aktif
Meningkatkan pf
Mengurangi kerugian
Kekurangan Pemakaian
Beban Resistif
Beban Induktif
Beban Kapasitif
Menyebabkan drop tegangan Merusak faktor daya
Pemborosan daya aktif
Menyebabkan panas
Menyebabkan harmonik
Efisiensi menurun
Kenaikan arus/suhu kabel
Tegangan menjadi unstable
Menyebabkan 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
NO PICTURE
Budi Lukman
Candra Agusman