analisis pengaruh pemasangan kapasitor bank terhadap

SKRIPSI
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK
TERHADAP FAKTOR DAYA
(STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HALU OLEO)
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik (S.T.) Pada Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo
oleh:
RAHMAT PUTRA SYAWAL
NIM. E1D111026
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Skripsi
: Analisis Pengaruh Pemasangan Kapasitor Bank
Terhadap Faktor Daya (Studi Kasus Gardu Distribusi
Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo)
Nama Mahasiswa
: Rahmat Putra Syawal
NIM
: E1D111026
Jurusan
: Teknik Elektro
Kendari, Desember 2015
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Tambi, ST., MT.
Nip. 19701230 199903 1 001
Yuni A. Koedoes, ST., MT.
Nip. 19750722 200112 2 001
Mengetahui:
Ketua Jurusan Teknik Elektro,
BUNYAMIN, S.T., M.T.
Nip. 19740418 200112 1 001
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK
TERHADAP FAKTOR DAYA (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO)
oleh:
RAHMAT PUTRA SYAWAL
NIM. E1D111026
Telah Dipertahankan di depan Tim Penguji dan Dinyatakan Lulus pada Ujian
Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Taknik Universitas Halu Oleo
pada tanggal 31 Desember 2015
Tim Penguji:
Penguji I
: SAMUEL JIE, ST., MT.
(........................)
Penguji II
: TACHRIR, ST., MT.
(........................)
Penguji III
: MANSUR, ST., MT.
(........................)
Mengetahui:
Dekan Fakultas Teknik,
Ketua Jurusan Teknik Elektro,
MUSTARUM MUSARUDDIN, ST., MIT., Ph.D.
NIP. 19730122 200112 1 002
BUNYAMIN, ST., MT.
NIP. 19740418 200112 1 001
iii
PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama Mahasiswa
: RAHMAT PUTRA SYAWAL
Tempat/Tgl. Lahir
: KENDARI, 27 AGUSTUS 1993
NIM
: E1D111026
Jurusan
: TEKNIK ELEKTRO
Menyatakan bahwa karya ilmiah/skripsi yang berjudul :
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK
TERHADAP FAKTOR DAYA (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO)
adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun
keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah kami sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan keaslian ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan
apabila pernyataan ini tidak benar, kami bersedia mendapat sanksi akademik.
Kendari, Desember 2015
Yang Menyatakan,
RAHMAT PUTRA SYAWAL
NIM. E1D111026
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan. Penulisan skripsi
ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai dan
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Halu Oleo.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini terwujud berkat bantuan dan
dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua Orang Tua penulis, Ayahanda Syawal, S.TP. dan Ibunda Wa
Samuda yang tiada henti memberikan kasih sayang, mendoakan,
memberikan dukungan moril maupun dukungan materil serta motivasi
kepada penulis.
2. Bapak Prof. Dr. H. Usman Rianse, MS. selaku Rektor Universitas
Halu Oleo.
3. Bapak Mustarum Musaruddin, ST., MIT, Ph.D. selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Halu Oleo sekaligus Penasihat Akademik penulis yang
senantiasa memberikan arahan, nasihat dan bimbingan akademik.
4. Bapak Bunyamin, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.
5. Bapak Tambi, ST., MT. selaku Pembimbing I dan Ibu Yuni Aryani
Koedoes, ST., MT. selaku Pembimbing II yang telah meluangkan waktu,
tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi
ini.
v
6. Bapak Samuel Jie, ST., MT., Bapak Tachrir, ST., M.T., dan Bapak
Mansur, ST., MT. selaku tim dosen penguji yang telah meluangkan waktu
dan pikiran untuk memberikan saran bagi penulis dalam penyelesaian
akhir skripsi ini.
7. Para dosen seta Civitas Akademika Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo
yang
telah
banyak
mengajarkan
ilmu
sehingga
penulis
dapat
angkatan
2011
menyelesaikan skripsi ini
8. Rekan-rekan
seperjuangan
di
Jurusan
Elektro
(KILLERS`11) yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah
memberikan dukungan dan semangat hingga terselesaikannya skripsi ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang
tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan.
Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun
guna perbaikan skripsi ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini memberikan ilmu pengetahuan bagi
penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Kendari,
Penulis,
Desember 2015
RAHMAT PUTRA SYAWAL
NIM. E1D111026
vi
ABSTRAK
Rahmat Putra Syawal, (2015). Analisis Pengaruh Pemasangan Kapasitor
Bank Terhadap Faktor Daya (Studi Kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik
Universitas Halu Oleo). Skripsi dibawah bimbingan Tambi, ST., MT.
(Pembimbing I) dan Yuni Aryani Koedoes, ST., MT.(Pembimbing II)
Penggunaan listrik dengan kapasitas besar terkadang menghadapi berbagai macam
permasalahan. Permasalahan tersebut antara lain adanya rugi-rugi jaringan dan
penurunan tegangan yang terjadi pada saluran. Perbaikan Faktor daya listrik
Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo diharapkan mampu memperbaiki kualitas
daya listrik. Perbaikan ini diharapkan pula mampu memperkecil biaya tagihan
listrik di Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo. Untuk dapat melaksanakan
perbaikan kualitas daya listrik tersebut, maka perlu dilakukan perhitungan
terhadap daya reaktif yang dikompensasi dalam hal ini faktor daya yang ingin
dicapai adalah 0,85. Setelah melakukan perhitungan tersebut, maka dilakukan
penentuan nilai kapasitor yang akan digunakan. Dengan melakukan tahap-tahap
tersebut maka diharapkan pemasangan kapasitor bank mampu meningkatkan
kualitas daya listrik.
Kata Kunci : Kualitas daya listrik, Faktor Daya, Kapasitor Bank
vii
ABSTRACT
Rahmat Putra Syawal, (2015). Analysis bank capasitors installation influence
against power factor (A case study of distribution power house in Technical
Faculty of Halu Oleo Univerity) Thesis under the guidance of Tambi, ST., MT.
(Supervisor I) and Yuni Aryani Koedoes, ST., MT.(Supervisor II)
The use of electricity in a huge capacity sometimes make several kind of trouble.
For example, the loss of network and electrical voltage decrease. Installation
repair of electricity power is expected to fix the quality of electricity power in
technical faculty of Halu Oleo University. It also expected to minimize the bills.
To reach that aims, compensated reactive power should accurately counted, in this
case the power factor should reach 0,85. After that, determine the use of
capasitors value. By doing the steps,the installation of bank capasitors is expected
to increase the quality of electricity power.
Keywords : Electricity power quality, Power Factor, Bank Capasitors
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii
PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................................... iv
KATA PENGANTAR ..................................................................................... v
ABSTRAK ....................................................................................................... vii
ABSTRACT ..................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
DAFTAR GRAFIK .......................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang................................................................................. 2
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 5
2.1. Penelitian Terdahulu ........................................................................ 5
2.2. Kualitas Daya Listrik ....................................................................... 5
2.3. Daya Listrik ..................................................................................... 7
ix
2.3.1. Daya Aktif ............................................................................ 8
2.3.2. Daya Reaktif ......................................................................... 8
2.3.3. Daya Semu ............................................................................ 9
2.3.4. Segitiga Daya ........................................................................ 9
2.4. Faktor Daya ................................................................................... 10
2.4.1.
Faktor Daya Terbelakang (Lagging) ............................. 10
2.4.2.
Faktor Daya Mendahului (Leading) .............................. 10
2.5. Sifat Beban Listrik ......................................................................... 12
2.5.1. Beban Resistif ...................................................................... 12
2.5.2. Beban Induktif ..................................................................... 13
2.5.3. Beban Kapasitif ................................................................... 13
2.6. Kapasitor Bank .............................................................................. 14
2.6.1. Definisi Kapasitor Bank ..................................................... 14
2.6.2. Bagaimana Kapasitor Bank Memperbaiki Faktor Daya ...... 17
2.6.3. Perawatan dan Perlindungan Kapasitor Bank ..................... 18
2.6.4. Proses Kerja Kapasitor ........................................................ 19
2.6.5. Metode Instalasi Pemasangan Kapasitor Bank .................... 20
2.6.6. Komponen – komponen Kapasitor Bank............................. 20
2.6.7. Menentukan Ukuran Kapasitor Untuk Memperbaiki Kapasitor
Bank ............................................................................................... 23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................. 25
3.1. Lokasi Penelitian ........................................................................... 25
3.2. Jenis Penelitian .............................................................................. 25
x
3.3. Jenis Data Penelitian...................................................................... 25
3.4. Sumber Data .................................................................................. 26
3.5. Teknik Analisa Data ...................................................................... 26
3.6. Jadwal Pembuatan Tugas Akhir .................................................... 27
3.7. Diagram Alur Penelitian ................................................................ 28
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN .................................... 29
4.1. Pengumpulan Data ......................................................................... 29
4.2. Menghitung Nilai Faktor Kerja, Arus dan Kompensasi Daya
Reaktif ......................................................................................... 36
4.3. Perhitungan Kapasitor ................................................................... 50
BAB V PENUTUP ........................................................................................ 52
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 52
5.2. Saran .............................................................................................. 52
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Arah Aliran Arus Listrik ............................................................ 8
Gambar 2.2. Penjumlahan Trigonometri Daya aktif, reaktif, dan semu ......... 9
Gambar 2.3. Segitiga Daya ............................................................................. 9
Gambar 2.4. Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ .......................... 10
Gambar 2.5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut .............................. 11
Gambar 2.6. Arus dan tegangan pada beban resistif ..................................... 13
Gambar 2.7. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif ..... 13
Gambar 2.8. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif…...14
Gambar 2.9. Segitiga Daya (a) Karakterisitik Beban Kapasitif, (b) Karakteristik
Beban Induktif................................................................................................ 16
Gambar 2.10. Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor .............................. 18
Gambar 2.11. Diagram Daya Untuk Menentukan Kapasitor ......................... 24
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ............................................................ 28
Gambar 4.1. Perbaikan Faktor Daya .............................................................. 49
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-1) ................. 29
Tabel 4.2. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-1) ........................................... 30
Tabel 4.3. Data Arus tiap fasa (Hari ke-1) ..................................................... 30
Tabel 4.4. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-2) ................. 31
Tabel 4.5. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-2) ........................................... 31
Tabel 4.6. Data Arus tiap fasa (Hari ke-2) ..................................................... 32
Tabel 4.7. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-3) ................. 32
Tabel 4.8. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-3) ........................................... 33
Tabel 4.9. Data Arus tiap fasa (Hari ke-3) ..................................................... 33
Tabel 4.10. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-4) ............... 34
Tabel 4.11. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-4) ......................................... 34
Tabel 4.12. Data Arus tiap fasa (Hari ke-4) ................................................... 35
Tabel 4.13. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-5) ............... 35
Tabel 4.14. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-5) ......................................... 36
Tabel 4.15. Data Arus tiap fasa (Hari ke-5) ................................................... 36
Tabel 4.16. Data Hasil Perhitungan Kompensasi Daya Reaktif (Qc) Berdasarkan
Metode Perhitungan Segitiga Daya ................................................................ 48
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Grafik 4.1. Hubungan Cos φ1 terhadap Kompensasi
Daya Reaktif (Qc)…………………………………………………………49
Grafik 4.2. Grafik 4.2. Hubungan Cos φ2 terhadap Kompensasi
Daya Reaktif (Qc)………………………………………………………....50
xiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Penggunaan energi listrik dalam kapasitas besar pada umumnya di
gunakan untuk keperluan usaha atau bisnis. Namun, dalam penggunaan listrik
dengan kapasitas besar terkadang menghadapi berbagai macam permasalahan.
Permasalahan tersebut antara lain adanya rugi-rugi jaringan dan penurunan
tegangan yang terjadi pada saluran. Penyaluran daya listrik dari pembangkit ke
konsumen yang diharapkan adalah daya yang disalurkan sama dengan jumlah
daya yang sampai ke konsumen. Tetapi dalam kenyataannya, daya yang
disalurkan tidak sama dengan daya yang sampai ke konsumen.
Perkembangan teknologi belakangan ini mengalami kemajuan yang cukup
pesat ditandai dengan adanya peralatan-peralatan elektronik atau biasa disebut
dengan beban listrik. Penggunaan beban-beban listrik saat ini memang jauh lebih
banyak (komplek) dibanding dengan penggunaan beban listrik pada masa lampau.
Penggunaan beban listrik tersebut banyak digunakan baik dalam rumah tangga,
gedung perkantoran,
maupun
di
industri
sehingga
mempengaruhi
dan
menyebabkan turunnya system suplay dan kualitas daya.
Kebutuhan akan kualitas daya listrik yang baik dan ditunjang dari berbagai
peralatan listrik yang digunakan baik dalam laboratorium, ruang perkuliahan, dan
ruangan-ruangan lainnya yang menggunakan peralatan-peralatan listrik, maka
sangat dibutuhkan kualitas daya listrik yang baik dalam menunjang segala bentuk
aktifitas perkuliahan dalam lingkup Fakultas.
1
Umumnya penyaluran akan daya listrik digunakan melayani beban-beban
seperti: motor-motor listrik, transformator, lampu TL dan peralatan listrik
lainnya
yang
mana
beban-beban tersebut mengandung gulungan-gulungan
kawat (induktor). Induktor merupakan komponen yang menyerap daya listrik
untuk keperluan magnetisasi dan daya lisrik tersebut disebut daya reaktif. Suatu
beban dikatakan induktif apabila beban tersebut membutuhkan daya reaktif dan
disebut kapasitif apabila menghasilkan daya reaktif. Bertambahnya beban yang
bersifat induktif membutuhkan daya reaktif yang sangat besar sehingga sumber
(pembangkit listrik) harus mensuplai daya yang lebih besar. Keadaan seperti ini
dapat menyebabkan jatuh tegangan, arus pada jaringan bertambah dan faktor
daya rendah pada daerah dekat beban.
Berdasarkan uraian tersebut diatas maka penulis mencoba melakukan studi
dan mengambil judul skripsi tentang: “Analisis pengaruh pemasangan kapasitor
bank terhadap faktor daya (studi kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik
Universitas Halu Oleo)”
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian-uraian tersebut diatas, maka penulis merumuskan
beberapa rumusan masalah pada tugas akhir ini yaitu sebagai berikut.
1. Berapa besar nilai kompensasi daya reaktif sebagai hasil dari peningkatan
faktor daya?
2. Bagaimana pengaruh pemasangan Kapasitor Bank terhadap beban listrik yang
digunakan ditinjau dari faktor daya yang dihasilkan?
2
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada tugas akhir kali ini yaitu:
1. Penelitian dilakukan di Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo tepatnya pada
Gardu Distribusi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo.
2. Penelitian hanya menghitung faktor daya yang dihasilkan dari pemasangan
kapasitor bank.
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Untuk mengetahui nilai kompensasi daya reaktif
sebagai hasil dari
peningkatan faktor daya
2. Untuk mengetahui pengaruh dari pemasangan Kapasitor Bank terhadap beban
listrik yang digunakan ditinjau dari faktor daya yang dihasilkan.
1.5
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. Memberikan informasi tentang nilai faktor daya yang dihasilkn dan pengaruh
dari pemasangan kapasitor bank terhadap beban listrik yang digunakan.
2. Sebagai
bahan
rujukan
kepada
manajemen
Fakultas
Teknik
dalam
memperbaiki faktor daya listriknya.
3
1.6
Sistematika Penulisan
Gambaran penelitian ini secara singkat dapat diuraikan pada sistematika
penulisan sebagai berikut.
Bab I Pendahuluan
Bab ini menguraikan tentang latar belakang penulisan, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
bab ini berisi teori tentang, kapasitor bank, beban listrik, daya dan faktor daya,
Bab III Metodologi Penelitian
Pada bab ini berisi gambaran tentang metode penelitian dan berisi tentang jenis
data yang dibutuhkan, teknik analisa data dan diagram alir penelitian.
Bab IV Analisa Data Dan Pembahasan
Pada bab ini menjelaskan mengenai analisa data untuk menghitung besarnya
faktor daya yang dihasilkan dari pemasangan kapasitor bank serta pengaruh dari
pemasangan kapasitor bank.
Bab V Penutup
Pada bab ini berisi berupa kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil
perhitungan atau analisa data.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Penelitian Terdahulu
Penelitian ini didasari oleh penelitian yang dilakukan oleh Muhammad
Fahmi Hakim yang berjudul “Analisis Kebutuhan Capasitor Bank beserta
implementasinya untuk memperbaiki faktor daya listrik di Politeknik Kota
Malang”. Penelitian tersebut bertujuan untuk memperbaiki kualitas daya listrik
dalam hal ini perbaikan faktor daya listrik Politeknik Kota Malang (Poltekom).
Hasil dari penelitian yang dilakukan yaitu pemasangan Capasitor Bank
memperbaiki kualitas daya listrik Politeknik Kota Malang karena meningkatkan
faktor daya menjadi 0,96 dan menurunkan daya reaktif menjadi 4,6 kVAr. Dengan
meningkatnya faktor daya diatas 0,85 maka otomatis tagihan listrik direkening
listrik PLN berupa denda kVAr akan hilang[4].
2.2
Kualitas Daya Listrik
Peningkatan terhadap kebutuhan dan konsumsi energi listrik yang baik
dari segi kualitas dan kuantitas menjadi salah satu alasan mengapa perusahaan
utilitas penyedia listrik perlu memberi perhatian terhadap isu kualitas daya listrik.
Terlebih pada konsumen perindustrian yang membutuhkan supply listrik yang
baik yaitu dari segi kontinuitas dan juga kualitas tegangan yang disupply (karena
mesin - mesin pada perindustrian sensitif terhadap lonjakan/ ketidakstabilan
tegangan) perlu diusahakan suatu sistem pendistribusian tenaga listrik yang dapat
memberikan pelayanan yang memenuhi kriteria yang diinginkan konsumennya.
Istilah kualitas daya listrik bukanlah hal yang baru melainkan sudah menjadi isu
5
penting pada industri sejak akhir 1980 - an. Kualitas daya listrik memberikan
gambaran akan baik buruknya suatu sistem ketenagalistrikan dalam mengatasi
gangguan - gangguan pada sistem tersebut[12].
Roger C. Dugan memberikan empat alasan utama perlunya perhatian lebih
akan masalah kualitas daya[12] :
1. Perangkat listrik yang digunakan pada saat ini sangat sensitif terhadap kualitas
daya listrik yang mana perangkat berbasis mikroprosesor dan elektronika daya
lainnya membutuhkan tegangan pelayanan yang stabil dan level tegangannya juga
harus dijaga pada tegangan kerja perangkat tersebut.
2. Peningkatan yang ditekankan pada efisiensi daya / sistem kelistrikan secara
keseluruhan yang mengakibatkan pertumbuhan lanjutan dalam aplikasi perangkat
dengan efisiensi tinggi, seperti pengaturan kecepatan motor listrik dan
penggunaan kapasitor bank untuk koreksi faktor daya untuk mengurangi rugi –
rugi. Hal ini mengakibatkan peningkatan tingkat harmonik pada sistem tenaga dan
mengakibatkan banyak praktisi dibidang sistem ketenaga listrikan khawatir akan
dampak tersebut di masa depan (dikhawatirkan dapat menurunkan kemampuan
dari sistem tersebut).
3. Meningkatnya kesadaran para konsumen akan masalah kualitas daya. Dimana
pelanggan / konsumen menjadi lebih mengerti akan masalah seperti interupsi,
sags, dan transien switching dan mengharapkan sistem utilitas listrik untuk
meningkatkan kualitas daya yang dikirim.
6
4. Sistem tenaga listrik sekarang ini sudah banyak yang melakukan interkoneksi
antar jaringan, di mana hal ini memberikan suatu konsekuensi bahwa kegagalan
dari setiap komponen akan mengakibatkan kegagalan pada komponen lainnya.
Masalah yang dapat timbul dari sistem tenaga listrik dengan kualitas daya
yang buruk dapat berupa masalah lonjakan/ perubahan tegangan, arus dan
frekuensi yang akan menimbulkan kegagalan/ misoperasi peralatan. Yang mana
kegagalan ini merusak peralatan listrik baik dari sisi pengirim maupun sisi
penerima. Untuk itu demi mengantisipasi kerugian yang dapat terjadi baik dari
pihak PLN maupun masyarakat, pihak PLN harus mengupayakan sistem
ketenagalistrikan yang baik[12].
2.3
Daya Listrik
Daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dalam
sistem tenaga listrik, daya merupakan jumlah yang digunakan untuk melakukan
kerja atau usaha. Daya memiliki satuan Watt, yang merupakan perkalian dari
Tegangan (volt) dan arus (amphere). Daya dinyatakan dalam P, Tegangan
dinyatakan dalam V dan Arus dinyatakan
dalam I, sehingga besarnya daya
dinyatakan[7] :
P=VxI
P = Volt x Ampere x Cos φ
P = Watt
(2.1)
7
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.1. Arah Aliran Arus Listrik
2.3.1
Daya Aktif (P)
Daya aktif (Active Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan
energi sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Adapun persamaan dalam daya
aktif sebagai berikut[5] :
Untuk satu phasa : P =V∙ I∙ Cos φ
(2.2)
Untuk tiga phasa : P = 3∙ V∙ I∙ Cos φ
(2.3)
Daya ini digunakan secara umum oleh konsumen dan dikonversikan
dalam bentuk kerja.
2.3.2
Daya Reaktif (Q)
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,dan lain – lain. Satuan daya reaktif adalah Var[5].
Untuk satu phasa Q =V∙ I∙ Sin φ
(2.4)
Untuk Tiga phasa Q = 3∙ V∙ I∙ Sin φ
(2.5)
8
2.3.3
Daya Semu (S)
Daya Semu (Apparent Power) adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian
antara tegangan dan arus dalam suatu jaringan. Satuan daya semu adalah VA[5].
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.2. Penjumlahan Trigonometri Daya aktif, reaktif, dan semu
2.3.4
Segitiga Daya
Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan
matematika antara tipe - tipe daya yang berbeda antara daya semu, daya aktif dan
daya reaktif berdasarkan prinsip trigonometri[5].
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.3. Segitiga Daya
dimana berlaku hubungan :
S=V∙ I
P=S∙ Cos φ
Q=S∙ Sin φ
(2.6)
9
2.4
Faktor Daya
Faktor daya (Cos φ) 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[5].
Faktor Daya
= Daya Aktif (P) / Daya Semu (S)
= kW / kVA
= V.I Cos φ / V.I
= Cos φ
2.4.1
(2.7)
Faktor Daya Terbelakang (Lagging)
Faktor daya terbelakang (lagging) adalah keadaan faktor daya saat
memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut [5]:
1. Beban/ peralatan listrik memerlukan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat
induktif
2. Arus (I) terbelakang dari tegangan (V), V mendahului I dengan sudut φ
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.4. Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ
2.4.2
Faktor Daya Mendahului (Leading)
Faktor daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat
memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut[5]:
10
1. Beban/ peralatan listrik memberikan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat
kapasitif
2. Arus mendahului tegangan, V terbelakang dari I dengan sudut φ
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut
Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan
dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.
(2.8)
Karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan
kVAR berubah sesuai dengan faktor daya), dapat juga di tulis sebagai berikut:
Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan φ
(2.9)
Sebuah contoh, rating kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya
sebagai berikut :
Daya reaktif pada pf awal = Daya Aktif (P) x Tan φ1
(2.10)
Daya reaktif pada pf diperbaiki = Daya Aktif (P) x Tan φ2
(2.11)
Sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah:
Daya reaktif (kVAR) = Daya Aktif (kW) x (Tan φ1 - Tan φ2)
(2.12)
11
Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya[5] :
a) Tagihan listrik akan menjadi kecil (PLN akan memberikan denda jika pf lebih
kecil dari 0,85)
b) Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat
c) Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem
d) 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[4].
2.5
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[5] :
2.5.1
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
(2.13)
12
I
V
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.6. Arus dan tegangan pada beban resistif
2.5.2
Beban Induktif
Beban induktif adalah beban yang mengandung kumparan kawat yang
dililitkan pada sebuah inti biasanya inti besi, contoh : motor – motor listrik,
induktor dan ransformator. 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 :
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.7. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif
2.5.3
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 [4]:
13
Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013
Gambar 2.8. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif
2.6
Kapasitor Bank
2.6.1
Definisi Kapasitor Bank
Kapasitor bank adalah peralatan elektrik untuk meningkatkan power factor
(PF), yang akan mempengaruhi besarnya arus (Ampere). Pemasangan kapasitor
bank pada sebuah sistem listrik akan memberikan keuntungan sebagai berikut [1].
1. Peningkatan kemampuan jaringan dalam menyalurkan daya
2. Optimasi biaya : ukuran kabel diperkecil
3. Mengurangi besarnya nilai "drop voltage"
4. Mengurangi naiknya arus/suhu pada kabel, sehingga mengurangi rugi-rugi daya
Peningkatan faktor daya ini tergantung dari seberapa besar nilai kapasitor
yang dipasang (dalam kVAR). Sehingga denda VARh Anda bisa dikurangi. Pada
kehidupan modern dimana salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang
besar. Besarnya energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi
(R), induktansi (L) dan kapasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu
disebabkan karena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang
digunakan. Sedangkan beban listrik yang digunakan umumnya bersifat induktif
dan kapasitif. Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya reaktif seperti
14
trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif
(negatif) mengeluarkan daya reaktif [1].
Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga tidak dapat
dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi
listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah
banyaknya peralatan yang bersifat induktif. Berarti dalam menggunakan energi
listrik ternyata pelanggan tidak hanya dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi
juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua daya itu akan menghasilkan daya
nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN [1].
Jika nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan
industri maka rugi-rugi daya menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan
yang sampai ke konsumen berkurang. Dengan demikian produksi pada industri itu
akan menurun hal ini tentunya tidak boleh terjadi untuk itu suplai daya dari PLN
harus ditambah berarti penambahan biaya. Karena daya itu,
P = V.I
(2.14)
Keterangan : P = Daya (Watt)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Ampere)
maka dengan bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan harga V dan
naiknya harga I. Dengan demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata
merupakan suatu kesatuan yang kalau digambarkan seperti segi tiga siku-siku
pada Gambar 2.9 berikut.
15
P(Watt)
S(VA)
Phi
Q(VAR)
Phi
Q(VAR)
S(VA)
P(Watt)
(a)
(b)
Sumber : Temmy Nanda Hartono, 2014
Gambar 2.9. Segitiga Daya (a) Karakterisitik Beban Kapasitif, (b)
Karakteristik Beban Induktif
P = V . I Cos φ
Q = V. I sin φ
S = 𝑃2 + 𝑄 2 atau S = V . I
Faktor Daya =
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑦𝑎𝑡𝑎
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑚𝑢
= Cos φ
(2.15)
Seperti kita ketahui bahwa harga cos φ adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti
kondisi terbaik yaitu pada saat harga P (kW) maksimum [ P (kW) = S (kVA) ]
atau harga cos φ = 1 dan ini disebut juga dengan cos φ yang terbaik. Namun
dalam kenyataannya harga cos φ yang ditentukan oleh PLN sebagai pihak yang
mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga cos φ < 0,8 berarti pf
dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW)
yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus
menurun seiring dengan semakin menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan.
Akibat menurunnya pf itu maka akan muncul beberapa persoalan sbb[1]:
a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.
b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.
16
c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.
Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan
arus yang dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan
rugi-rugi daya (daya reaktif) dan jatuh tegangan menjadi besar. Dengan demikian
denda harus dibayar sebab pemakaian daya reaktif meningkat menjadi besar.
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[1].
Berdasarkan dari cara kerjanya, kapasitor bank dibedakan menjadi 2 :
1) Fixed type, yaitu dengan memberikan sebuah beban kapasitif yang tetap
ataupun berubah-rubah pada beban. Biasanya digunakan pada beban langsung
seperti pada motor induksi. Pada tipe ini harus dipertimbangkan adalah pada
saat pemasangan kapasitor banktanpa beban[2].
2) Automatic type, yaitu memberikan beban kapasitif yang bervariasi sesuai
dengan kebutuhan kapasitor bank yang terpasang. Pada tipe ini jenis panel
dilengkapi dengan sebuah Power Factor Controller (PFC) sebagai pengaman.
PFC akan menjaga cos phi pada jaringan listrik yang sesuai dengan target yang
ditentukan. Apabila pada tipe ini terjadi perubahan beban, maka PFC secara
otamatis akan memperbaiki cos phi[2].
2.6.2
Bagaimana Kapasitor Bank Memperbaiki Faktor Daya
Sebagaimana diketahui membangkitkan
daya
reaktif pada pusat
pembangkit tenaga dan menyalurkannya kepusat beban
yang jaraknya jauh,
sangatlah tidak ekonomis. Hal ini dapat di atasi dengan meletakkan kapasitor pada
17
pusat beban. Gambar 2.2 berikut menunjukkan cara perbaikan faktor daya untuk
system tersebut[3].
Sumber : Tarsin Saragih, 2011
Gambar 2.10. Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor
2.6.3
Perawatan dan Perlindungan Kapasitor Bank
Kapasitor bank yang digunakan untuk perbaikan faktor daya supaya tahan
lama, maka harus dirawat secara rutin dan teratur. Dalam perawatannya, kapasitor
bank harus ditempatkan pada tempat yang lembab dan tidak basah yang tidak
terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan, maka
kapasitor bank tidak terhubung lagi dengan sumber listrik. Adapun jenis
pemeriksaan yang harus dilakukan yaitu [2]:
1) Pemeriksaan kebocoran.
2) Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor.
3) Pemeriksaan isolator.
Untuk meminimalkan kemungkinan kegagalan sekering pemegang
pembuangan atau pecahnya kasus kapasitor bank, atau keduanya, standar
memaksakan batasan ke energy maksimum total yang tersimpan dalam sebuah
kelompok yang terhubung paralel ke 4659 KVAR. Agar tidak melanggar batas ini,
kelompok yang lebih kapasitor bank dari rating tegangan rendah dihubungkan
secara seri dengan lebih sedikit unit secara paralel setiap kelompok dapat menjadi
18
solusi yang cocok. Namun, hal ini dapat mengurangi sensitivitas skema deteksi
ketidakseimbangan. Memisahkan kapasitor bank menjadi 2 bagian yaitu hubungan
seri, solusi ini dapat digunakan untuk skema ketidakseimbangan yang lebih baik
untuk dideteksi. Kemungkinan lain adalah penggunaan sekering pembatas arus.
Koneksi optimal untuk SCB tergantung pada pemanfaatan terbaik dari peringkat
tegangan yang tersedia unit kapasitor, sekering, dan menyampaikan pelindung.
Hampir semua kapasitor bank gardu yang terhubung seri. Maka setiap pemakaian
kapasitor bank bagaimanapun harus dihubungkan secara seri atau paralel[1].
2.6.4
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. Rugi-rugi
daya sebelum dipasang kapasitor [1].
Rugi daya aktif = I2 R (Watt)
Rugi daya reaktif = I2 x Xc (VAR)
(2.16)
Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :
19
Rugi daya aktif = (I2 – Ic2) R (Watt)
Rugi daya reaktif = (I2 – Ic2) x Xc (VAR)
2.6.5
(2.17)
Metode Pemasangan Instalasi Kapasitor Bank
Adapun cara memasangan kapasitorbank pada instalasi listrikdapat
dibagimenjadi 3 bagian yaitu [2]:
1) Global compensation
Dengan metode ini kapasitor bank dipasang pada induk panel mine
distribution panel (MDP) dan arus yang turun dari pemasangan model ini hanya
pada penghantar antara panel MDP dan transformator
2) Sectoral Compensation
Dengan metoda ini pemasangan kapasitor bank yang terdiri dari beberapa
panel kapasitor yang akan dipasang pada setiap panel sub distribution panel
(SDP).
3) Individual Compensation
Dengan metoda ini kapasitor bank langsung dipasang pada masing masing
beban yang akan digunakan khususnya beban yang mempunyai daya yang besar.
2.6.6
Komponen-komponen Kapasitor bank
1. Main switch / load Break switch
Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada
pemeliharaan panel . Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi sudah tersedia
disisi atasnya dari PDU. Main switch atau lebih dikenal load break switch
adalah peralatan pemutus dan penyambung yang sifatnya on load yakni dapat
diputus dan disambung dalam keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch
20
model knife yang hanya dioperasikan pada saat
tidak
berbeban
.Untuk
menentukan kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25 % lebih
besar dari perhitungan KVar terpasang dari sebagai contoh : Jika daya kvar
terpasang 400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka pilihan kita berdasarkan
600 A + 25 % = 757 Ampere yang dipakai size 800 Ampere[5].
2. Kapasitor Breaker
Kapasitor Breaker digunkakan untuk mengamankan instalasi kabel
dari breaker ke Kapasitor bank dan juga kapasitor itu sendiri. Kapasitas
breaker yang digunakan sebesar 1,5 kali dari arus nominal dengan Im = 10 x Ir.
Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan rumus In = Qc / 3 . VL Sebagai
contoh : masing masing steps dari 10 steps besarnya 20 Kvar maka dengan
menggunakan rumus diatas didapat besarnya arus sebesar 29 ampere , maka
pemilihan kapasitas breaker sebesar 29 + 50 % = 43 A atau yang dipakai 40
Ampere. Selain breaker dapat pula digunakan Fuse , Pemakaian Fuse ini
sebenarnya lebih baik karena respon dari kondisi over current dan Short circuit
lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian jika dalam kondisi putus
harus selalu ada penggantian fuse. Jika memakai fuse perhitungannya juga
sama dengan pemakaian breaker[5].
3. Magnetic Contactor
Magnetic
contactor
diperlukan
sebagai
Peralatan
kontrol. Beban
kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi , lebih tinggi dari beban
motor. Untuk pemilihan magnetic contactor minimal 10 % lebih tinggi dari
arus nominal (pada AC 3 dengan beban induktif/kapasitif). Pemilihan
21
magnetic dengan range ampere lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur
pemakaian magnetic contactor lebih lama[5].
4. Kapasitor Bank
Kapasitor bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat kapasitif
yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif. Kapasitas kapasitor
dari ukuran 5 KVar sampai 60 Kvar. Dari tegangan kerja 230 V sampai 525
Volt. [5]
5. Reactive Power Regulator
Peralatan ini berfungsi untuk mengatur kerja kontaktor agar daya
reaktif yang akan disupply ke jaringan/ system dapat bekerja sesuai
kapasitas yang dibutuhkan. Dengan acuan pembacaan besaran arus dan
tegangan pada sisi utama Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat
terbaca dan regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif
yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai bermacam macam steps dari 6 steps ,
12 steps sampai 18 steps. Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel
kapasitor antara lain :
- Push button on dan push button off yang berfungsi mengoperasikan
magnetic
contactor
secara manual.- Selektor
auto – off – manual
yang
berfungsi memilih system operasional auto dari modul atau manual dari
push button.
- Exhaust fan + thermostat yang berfungsi mengatur ambein temperature
dalam ruang panel kapasitor. Karena kapasitor , kontaktor dan kabel
penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka temperature ruang
22
panel meningkat. Setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust fan
akan otomatic berhenti[5].
6. Setup C/K PFR
Capacitor Bank agar Power Factor Regulator (PFR) yang terpasang
pada Panel Capacitor Bank dapat bekerja secara maksimal dalam melakukan
otomatisasi mengendalikan kerja capacitor maka diperlukan setup C/K yang
sesuai[5].
2.6.7
Menentukan Ukuran Kapasitor untuk Memeperbaiki faktor daya
Ukuran kapasior untuk memperbaiki faktor daya sistem pada titik-
titik tertentu dapat secara manual untuk sistem distribusi yang relatif kecil, KVAR
kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya cos φ 1 sampai
dengan cosφ2. Ada beberapa Metode dalam
mencari ukuran kapasitor untuk
perbaikan faktor daya seperti dengan metode perhitungan sederhana, metode tabel
kompensasi dan metode diagram[5].
a.
Metode perhitungan sederhana
Dalam metode sederhana dapat kita mencari ukuran kapasitor data
yang diperlukan anatara lain :
Daya Semu = S ( kVA)
Daya Aktif = P (kW)
Daya Reaktif = Q
Agar mempermudah mengingat
simbol Daya reaktif
kita gunakan
simbol QL ( Daya reaktif PF lama) dan QB (Daya Reaktif PF baru). Jadi dapat
kita simpulkan bahwa persamaan perhitungan sederhana yaitu :
23
Qc = QL − QB
b.
(2.18)
Metode Diagram
Dalam menentukan besarnya kapasitor yang dibutuhkan diperlukan
diagram
sebelum kompensasi
dan
sesudah
kompensasi maka dapat di
gambarkan sebagai berikut [5]:
Gambar 2.11. Diagram Daya Untuk Menentukan Kapasitor
Dapat di peroleh persamaan sebagai berikut :
Qc = kW (Tan φ1− Tan φ2)
(2.19)
24
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dalam tugas akhir ini yaitu Gardu Distribusi Fakultas
Teknik Universitas Halu Oleo.
3.2
Jenis Penelitian
Dalam menyusun suatu penelitian diperlukan langkah – langkah yang
benar sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun metode yang digunakan dalam
penelitian ini adalah metode observasi analisis. Observasi yang dilakukan adalah
dengan pengambilan data dengan cara melakukan pengukuran pada lokasi
penelitian yang selanjutnya akan di analisis untuk keperluan penelitian.
3.3
Jenis Data Penelitian
 Data Primer
Data primer adalah data yang diperoleh langsung dari peninjauan dan pengukuran
di lapangan atau survey langsung dilapangan.
 Data Sekunder
Merupakan penunjang dari hasil penelitian yang diperoleh dari lapangan.
Pengumpulan data sekunder diambil dari kantor-kantor instansi pemerintah atau
lembaga penelitian atau studi yang telah ada sebelumnya. Data tersebut berupa
buku-buku makalah atau laporan.
25
3.4
Sumber Data
Data-data yang diperlukan dalam proses pembuatan laporan ini diperoleh
dari:
1. Observasi
Pengambilan data yang sesuai dengan lokasi penelitian untuk selanjutnya di
analisis.
2. Wawancara
Metode ini dilakukan dengan cara menanyakan hal – hal yang sekiranya belum
penulis ketahui kepada pembimbing lapangan.
3. Studi Pustaka
Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku dan jurnal terkini sesuai
dengan penelitian yang dilakukan serta mencari data yang diperlukan mengenai
hal-hal atau materi yang dianalisa.
4. Bimbingan
Metode ini dilakukan dengan cara meminta bimbingan untuk hal yang berkaitan
dengan analisa dari penelitian ini dari pembimbing, baik dosen maupun di
lapangan
3.5
Teknik Analisis Data
Analisa data merupakan salah satu langkah penting dalam penelitian,
terutama bila digunakan sebagai generalisasi atau simpulan tentang masalah yang
diteliti. Dalam melakukan perhitungan nantinya, akan dilakukan dengan
menggunakan metode perhitungan, yaitu:
26
Metode Segitiga Daya: Dalam metode ini besarnya daya reaktif awal sebelum
kompensasi dihitung dengan Cos φ1 dan daya reaktif akhir dihitung dengan Cos
φ2, atau besarnya daya reaktif yang dikompensasi kapasitor dapat dihitung
menggunakan persamaan :
Qc = P (tan φ1 – tan φ2)
dimana :
Qc
= kompensasi daya reaktif (KVAR)
P
= daya aktif (KW)
Cos φ1 = faktor daya sekarang
Cos φ2 = faktor daya yang diinginkan
3.6
Jadwal Pembuatan Tugas Akhir
Berdasarkan rencana, maka pembuatan tugas akhir ini akan dimulai pada
awal agustus 2015 hingga akhir desember 2015 dengan lokasi penelitan seperti
yang dijelaskan sebelumnya.
27
3.7
Diagram Alir Penelitian
Mulai
Studi Literatur
Pengumpulan Data
Adapun Data yang dikumpulkan ialah:
1. Single Line Diagam Gardu Distribusi
2. Data Daya aktif , Daya Reaktif, Daya Semu,
Faktor Daya Sekarang
Pengolahan Data
Adapun data yang di olah ialah data-data mengenai
Daya aktif, reaktif, semu, dan faktor daya yang telah
ada dalam hal keperluan untuk melakukan
perhitungan.
Analisa Data
1. Perhitungan Nilai kebutuhan kapasitansi
kapasitor
2. Analisis pengaruh pemasangan kapasitor bank
Selesai
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
28
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1.
Pengumpulan Data
Sebelum melakukan perhitungan dalam analisa data, terlebih dahulu kita
harus mengetahui data-data apa saja yang dibutuhkan dalam perhitungan nantinya.
Data-data dikumpulkan selama 5 hari (Senin – Jumat) pukul 08.00 pagi sampai
pukul 14.00 Siang. Adapun data-data yang dibutuhkan adalah sebagai berikut.
a.
Data Daya, Tegangan, dan Arus
1. Hari Pertama
Tabel 4.1. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
30.8
31.4
31.9
3.53
3.40
2.98
46.2
45.12
45.6
09.00-10.00
31.12
32.20
31.4
3.54
3.28
3.25
46.1
46.5
44.8
10.00-11.00
30.2
31.4
31.3
3.15
3.21
2.9
45.5
45.6
45.3
11.00-12.00
30.6
32.8
31.7
3.05
3.10
3.2
44
45.2
46.1
12.00-13.00
31.5
32.2
32.6
3.12
3.30
3.4
45.02
46.1
45.13
13.00-14.00
30.24
31.7
31.2
3.08
3.43
3.1
46
46.02
45
Rata-rata Total
30.74
31.95
31.68
3.2
3.3
3.14
45.47
45.75
45.32
Rata-rata
31.45
3.21
45.51
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
29
Tabel 4.2. Data Tegangan antar fasa
Pukul (WITA)
f=50.24Hz
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
385.8
386.9
385
09.00-10.00
386.2
386.8
385.2
10.00-11.00
385.8
385.9
385.2
11.00-12.00
386.4
386.9
385
12.00-13.00
384
385.1
384.2
13.00-14.00
384.3
385.1
384
Rata-rata Total
385.4
386.12
384.8
Rata-rata
385.44
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
Tabel 4.3. Data Arus tiap fasa
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
135.3
157.3
147.6
09.00-10.00
135
154
150
10.00-11.00
136.2
156.4
149.6
11.00-12.00
132.5
153.6
145.6
12.00-13.00
135.2
158.8
147.2
13.00-14.00
131.6
150.32
149
Rata-rata Total
134.3
155.07
148.2
Rata-rata
145.86
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
30
2. Hari Kedua
Tabel 4.4. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
30.5
31.9
32.1
3.45
3.32
2.76
47.2
46.21
46.4
09.00-10.00
30.72
31.20
32.4
3.62
3.3
3.27
45.23
46.33
46.5
10.00-11.00
30.22
30.4
31.8
3.1
3.2
3.1
45.43
47.45
46.3
11.00-12.00
30.2
31.8
32.01
3.15
3.16
3.24
46.5
46.2
47.7
12.00-13.00
31.58
31.2
32.3
3.14
3.36
3.42
47.65
46.3
46.8
13.00-14.00
31.24
30.5
31.54
3.28
3.35
3.06
45.7
46.6
46.65
Rata-rata Total
30.74
31.16
32.02
3.29
3.28
3.14
46.3
46.55
46.72
Rata-rata
31.31
3.24
46.52
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Tabel 4.5. Data Tegangan antar fasa
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
384.5
386.4
386.2
09.00-10.00
385.4
386.5
385.2
10.00-11.00
385.3
385.7
386.7
11.00-12.00
386.2
386.7
385.2
12.00-13.00
384.6
385.15
384.7
13.00-14.00
385
385.16
384.8
Rata-rata Total
385.17
385.93
385.47
Rata-rata
f=50.24Hz
385.52
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
31
Tabel 4.6. Data Arus tiap fasa
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
132.5
150.3
145.6
09.00-10.00
134.5
152.4
148.2
10.00-11.00
136.24
155.3
150.6
11.00-12.00
135.5
153.8
150.2
12.00-13.00
137.2
151.2
149.8
13.00-14.00
134
152.5
150
Rata-rata Total
134.99
152.6
149.07
Rata-rata
145.55
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
3. Hari Ketiga
Tabel 4.7. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
30.5
32.5
33.1
3.25
3.2
2.8
47.01
48.1
47.23
09.00-10.00
31.4
33.28
32.5
3.62
3.52
3.2
48
47.1
45.56
10.00-11.00
30.2
32.45
33.58
3.14
3.52
3.18
47.5
47.43
46.3
11.00-12.00
30.32
32.8
32.2
3.5
3.1
3.2
46.45
46.56
47.5
12.00-13.00
31.5
33.4
32.3
3.14
3.46
3.42
46.34
45.6
45.4
13.00-14.00
31.25
31.5
33.4
3.35
3.35
3.02
47.65
46.2
47.3
Rata-rata Total
30.86
32.65
32.85
3.33
3.36
3.14
47.16
46.83
46.55
Rata-rata
32.12
3.28
46.83
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
32
Tabel 4.8. Data Tegangan antar fasa
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R-S
S–T
R–T
08.00-09.00
385.5
386.2
385.9
09.00-10.00
384.85
386.5
385.3
10.00-11.00
385.6
385.3
386.4
11.00-12.00
386.3
386.2
385.5
12.00-13.00
384.6
385.25
384.8
13.00-14.00
385
385.56
384.2
Rata-rata Total
385.31
385.8
385.35
Rata-rata
f=50.24Hz
385.5
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
Tabel 4.9. Data Arus tiap fasa
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
131.5
150.3
145.4
09.00-10.00
132.5
152.4
145.8
10.00-11.00
134.4
152.6
148.6
11.00-12.00
135.5
153.04
150.2
12.00-13.00
135.8
151.2
149.8
13.00-14.00
135
150.5
149
Rata-rata Total
134.12
151.67
148.13
Rata-rata
144.64
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
33
4. Hari Keempat
Tabel 4.10. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
32.2
32.9
34.12
3.5
3.2
2.6
47.1
46
46.6
09.00-10.00
31.7
33.23
32.43
3.6
3.3
3.27
46.8
45.5
46
10.00-11.00
30.9
32.42
33.6
3.14
3.2
3.1
45
46.4
46.2
11.00-12.00
30.8
31.8
32.2
3.15
3.16
3.4
46.2
47.45
46.3
12.00-13.00
31.5
33.2
32.3
3.14
3.36
3.42
45.4
46.3
45.8
13.00-14.00
31.24
31.56
33.54
3.28
3.45
3.06
46.5
46.7
47.1
Rata-rata Total
31.4
32.52
33.03
3.30
3.28
3.14
46.17
46.39
46.33
Rata-rata
32.32
3.24
46.29
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Tabel 4.11. Data Tegangan antar fasa
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R-S
S–T
R–T
08.00-09.00
385
385.8
386
09.00-10.00
385.24
386.5
386.25
10.00-11.00
385.3
385.6
386.2
11.00-12.00
386.02
386.2
385.5
12.00-13.00
384.6
385.1
384.7
13.00-14.00
384.4
385.6
384.6
Rata-rata Total
385.09
385.8
385.54
Rata-rata
f=50.24Hz
385.5
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
34
Tabel 4.12. Data Arus tiap fasa
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
131.5
148.2
145.2
09.00-10.00
132.45
150.4
148.2
10.00-11.00
134.2
150.8
150.6
11.00-12.00
135.5
151.6
150.24
12.00-13.00
135.2
151.2
149.8
13.00-14.00
134.8
150.5
150.23
Rata-rata Total
133.9
150.45
149.05
Rata-rata
144.5
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
5. Hari Kelima
Tabel 4.13. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
29.5
30.5
32.1
3.5
3.2
2.8
47.01
46.7
45.9
09.00-10.00
30.4
30.28
32.25
3.2
3.2
3.25
45.6
46.5
46.8
10.00-11.00
32.2
31.45
32.57
3.1
3.12
3.18
46.4
47.8
45.4
11.00-12.00
32.32
30.8
32.6
3.14
3.1
3.05
46.8
46.4
46.2
12.00-13.00
31.5
30.4
31.3
3.10
3.4
3.2
45.5
46.6
45.7
13.00-14.00
30.25
30.5
31.4
3.5
3.35
3.02
46.3
45.8
47.5
Rata-rata Total
31.03
30.65
32.04
3.26
3.23
3.08
46.27
46.63
46.25
Rata-rata
31.24
3.19
46.38
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
35
Tabel 4.14. Data Tegangan antar fasa
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R-S
S–T
R–T
08.00-09.00
380.5
380.2
380.24
09.00-10.00
380.95
380.5
380.2
10.00-11.00
382.6
385.3
384.4
11.00-12.00
384.3
386.2
385.5
12.00-13.00
384.6
385.5
384.8
13.00-14.00
384
382.6
382.2
Rata-rata Total
382.8
383.4
382.89
Rata-rata
f=50.24Hz
383.03
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
Tabel 4.15. Data Arus tiap fasa
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
129.5
145.3
140.2
09.00-10.00
130.5
148.4
143.8
10.00-11.00
132.4
150.6
145.6
11.00-12.00
135.2
152.4
150.12
12.00-13.00
135.4
151.2
149.3
13.00-14.00
135
150.5
140
Rata-rata Total
133
149.7
144.84
Rata-rata
142.5
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
4.2
Menghitung nilai Faktor Kerja, Arus, dan Kompensasi Daya Reaktif
Faktor daya atau faktor kerja menggambarkan sudut fasa antara daya aktif
dan daya semu. Mengingat sebagian besar beban bersifat induktif, maka
bertambahnya beban akan mengakibatkan komponen arus yang searah maupun
tegak lurus dengan tegangan akan bertambah besar. Hal ini akan mengakibatkan
36
perubahan daya kompleks dan cos φ, sehingga faktor daya menjadi kecil sejalan
dengan pertambahan beban induktif.
a. Hari Pertama
Daya (P)
= 31.45 kW = 31450 W
Tegangan (V) = 385,44 Volt
Frekuensi (f) = 50,24 Hz
Arus (I)
= 145,86 A
Menghitung nilai Cos  dan nilai 
Cos  =
=
=
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑦𝑎𝑡𝑎
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑚𝑢
𝑃
𝑆
31450
45510
= 0.69
 = Cos-1 0.69
 = 46.37
Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2
Cos 2 = 0.85
2
= Cos -1 x 0.85
37
2
= 31,78
Cos 2 =
𝑃2
𝑆2
Atau
𝑃
𝐶𝑜𝑠 𝜑
S2
=
S2
=
S2
= 37000VA
I2
=
I2
=
I2
= 95.99 A
31450
0,85
S2
1.
𝑉
37000
385.44
Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga
Daya
Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif
(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
Qc
= P (Tan 1 – Tan 2)
= 31450 (Tan 46.37 – Tan 31,78)
38
= 31450 (1.05 – 0,62)
= 31450 x 0.43
= 13523.5 VAR
= 13.5235 kVAR
b. Hari Kedua
Daya (P)
= 31.31 kW = 31310 Watt
Tegangan (V) = 385,52 Volt
Frekuensi (f) = 50,24 Hz
Arus (I)
= 145,55 A
Menghitung nilai Cos  dan nilai 
Cos  =
=
=
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑦𝑎𝑡𝑎
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑚𝑢
𝑃
𝑆
31310
46520
= 0.67
 = Cos-1 0,67
 = 47.93
39
Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2
Cos 2 = 0.85
2
= Cos -1 0.85
2
= 31,78
Cos 2 =
𝑃2
𝑆2
Atau
𝑃
S2
=
S2
=
S2
= 36835.3 VA
I2
=
I2
=
I2
= 95.62 A
1.
Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga
Cos 2
31310
0.85
𝑆2
𝑉
36835 .3
385.52
Daya
40
Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif
(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
Qc
= P (Tan 1 – Tan 2)
= 31310 (Tan 47.93 – Tan 31,78)
= 31310 (1.108 – 0,62)
= 31310 x 0.48
= 15028.8 VAR
= 15.0288 kVAR
c. Hari Ketiga
Daya (P)
= 32,12 kW = 32120 Watt
Tegangan (V) = 385,5 Volt
Frekuensi (f) = 50,24 Hz
Arus (I)
= 144,64 A
Menghitung nilai Cos  dan nilai 
Cos  =
=
=
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑦𝑎𝑡𝑎
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑚𝑢
𝑃
𝑆
32120
46830
41
= 0,68
 = Cos-1 0,68
 = 47.15
Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2
Cos 2 = 0.85
2
= Cos -1 x 0.85
2
= 31,78
Cos 2 =
𝑃2
𝑆2
Atau
𝑃
S2
=
S2
=
S2
= 37788,23 VA
I2
=
I2
=
I2
= 98.02 A
Cos 2
32120
0.85
𝑆2
𝑉
37788 ,23
385.5
42
1.
Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga
Daya
Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif
(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
Qc
= P (Tan 1 – Tan 2)
= 32120 (Tan 47.15 – Tan 31,78)
= 32120 (1.07 – 0,62)
= 32120 x 0.45
= 14454 VAR
= 14.454 kVAR
d. Hari Keempat
Daya (P)
= 32,32 kW = 32320 Watt
Tegangan (V) = 385,5 Volt
Frekuensi (f) = 50,24 Hz
Arus (I)
= 144,5 A
Menghitung nilai Cos  dan nilai 
Cos  =
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑦𝑎𝑡𝑎
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑚𝑢
43
=
=
𝑃
𝑆
32320
46290
= 0.69
 = Cos-1 0,69
 = 46.4
Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2
Cos 2 = 0.85
2
= Cos -1 0.85
2
= 31,78
Cos 2 =
𝑃2
𝑆2
Atau
𝑃
S2
=
S2
=
S2
= 38023,53 VA
I2
=
Cos 2
32320
0.85
𝑆2
𝑉
44
1.
38023 .53
I2
=
I2
= 98.63 A
385.5
Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga
Daya
Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif
(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
Qc
= P (Tan 1 – Tan 2)
= 32320 (Tan 46.4 – Tan 31,78)
= 32070 (1.05 – 0,62)
= 32320 x 0.43
= 13897.6 VAR
= 13.8976 kVAR
e. Hari Kelima
Daya (P)
= 31,24 kW = 31240 Watt
Tegangan (V) = 383,03 Volt
Frekuensi (f) = 50,24 Hz
Arus (I)
= 142,4 A
45
Menghitung nilai Cos  dan nilai 
Cos  =
=
=
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑦𝑎𝑡𝑎
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑚𝑢
𝑃
𝑆
31240
46380
= 0,67
 = Cos-1 0,67
 = 47.9
Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2
Cos 2 = 0.85
2
= Cos -1 0.85
2
= 31,78
Cos 2 =
𝑃2
𝑆2
Atau
S2
=
S2
=
𝑃2
Cos 2
31240
0.85
46
1.
S2
= 36752,9 VA
I2
=
I2
=
I2
= 95.95 A
𝑆2
𝑉
36752 .9
383.03
Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga
Daya
Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif
(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
Qc
= P (Tan 1 – Tan 2)
= 31240 (Tan 47.9 – Tan 31,78)
= 31240 (1.107 – 0,62)
= 31240 x 0,487
= 15213.9 VAR
= 15.2139 Kvar
47
Berdasarkan hasil perhitungan diatas didapatkan hasil sebaga berikut.
Tabel 4.16 Data Hasil Perhitungan Perhitungan Kompensasi Daya Reaktif (Qc)
Berdasarkan Metode Segitiga Daya
Faktor Kerja (Cos )
Cos 1
Cos 2
Kompenasi Daya
Reaktif (kVAR)
Qc
I
0.69
0.85
13.5235
95.99
II
0.67
0.85
15.0288
95.62
III
0.68
0.85
14.454
98.02
IV
0.69
0.85
13.8976
98.63
V
0.67
0.85
15.2139
95.95
Rata-rata
0.68
0.85
14.42
96.84
Hari ke-
Arus (I2)
Berdasarkan tabel 4.16, bisa dilihat hasil perhitungan nilai Cos φ1 rata-rata dengan
nilai 0.68 dan Cos φ2 rata – rata dengan nilai 0.85 menghasilkan kompensasi daya
reaktif (Qc) rata - rata sebesar 14.42 kVAR. Sedangkan peningkatan Power
Factor (PF) menjadi 0.85 menyebabkan terjadinya penurunan arus (I2) sebesar
96.84 Ampere. Hal tersebut memperlihatkan bahwa, semakin besar nilai faktor
daya maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada jaringan distribusi.
Sehingga hal ini sangat berpengaruh terhadap perlengkapan listrik baik ukuran
kabel, pengaman listrik, dan perlatan listrik lainnya.
48
Gambar 4.1 Perbaikan Faktor Daya
18
16
14
Qc
12
10
Qc
8
Cos j1
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Grafik 4.1. Hubungan Cos φ1 terhadap Kompensasi Daya Reaktif (Qc)
49
18
16
14
12
10
Qc
8
Cos j2
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Grafik 4.2. Hubungan Cos φ2 terhadap Kompensasi Daya Reaktif (Qc)
4.3
Perhitungan Kapasitor
Berdasarkan perhitungan sebelumnya, didapatkan hasil dari kompensasi
daya reaktif (Qc) sebesar 14.42 kVAR. Sehingga dalam pemasangannya nanti
system dirancang menggunakan 1 modul 6 step dengan tiap bank mengoreksi atau
mengkompensasi 5 kVAR dengan susunan/konfigurasi sebagai berikut.
Qtot
= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6
30
= 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 (kVAR)
Dengan menggunakan persamaan :
Ic
=
𝑘𝑉𝐴𝑅
𝑉
Maka,
Daya Reaktif = 5 kVAR (5000 VAR)
Tegangan
= 384,9 Volt
Frekuensi
= 50,24 Hz
50
Maka Arus Kapasitor (Ic) :
Ic
=
5000
384.9
= 12.99 Ampere
Reaktansi Kapasitif (Xc) adalah :
Xc
=
=
𝑉
𝐼𝑐
384.9
12.99
= 29.6 Ohm
Kapasitor yang diperlukan :
C
=
=
=
1
2∏𝑓𝑋𝑐
1
2 𝑥 3.14 𝑥 50.24 𝑥 29.6
1
9339.01
= 1.07 x 10-4 Farad
= 107 microFarad
51
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa data pada bab sebelumnya, maka penulis dapat
mengambil kesimpulan sebagai berikut.
1. Dari hasil perhitungan memperlihatkan bahwa besarnya kompensasi daya
reaktif yang harus diberikan ialah sebesar 14.42 kVAR. Sehingga dalam
pemasangannya nanti system dirancang menggunakan 1 modul 6 step dengan
tiap bank mengoreksi atau mengkompensasi 5 kVAR dengan nilai kapasitornya
sebesar 107 microFarad.
2. Dengan menaikkan faktor daya menjadi 0,85 menyebabkan penurunan arus
beban (I2) sebesar 96,84. Hal tersebut memperlihatkan bahwa, semakin besar
nilai faktor daya maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada jaringan
distribusi. Sehingga hal ini sangat berpengaruh terhadap perlengkapan listrik
baik ukuran kabel, pengaman listrik, dan perlatan listrik lainnya.
5.2
Saran
Adapun saran yang dapat diberikan pada penilitian ini adalah sebagai
berikut :
1.
Hasil penelitian ini, diharapkan menjadi acuan atau alternatif untuk
penghematan biaya listrik bagi konsumen listrik.
2.
Diharapkan penelitian ini dapat dilanjutkan oleh peneliti lain dan
menambahkan beberapa metode lain yang lebih baik dari metode yang
digunakan diatas.
52
DAFTAR PUSTAKA
[1] Prayudi teguh, wiharja. Peningkatan Faktor Daya Dengan Pemasangan Bank
Kapasitor
Untuk Penghematan Listrik
Di Industri Semen. Jakarta:Badan
pengkajian dan penerapan teknologi;2006.
[2] bukhari ahmad. Perbaikan Power Faktor Pada Konsumen Rumah Tangga
Menggunakan Kapasitor Bank [jurnal ilmiah mahasiswa].2012;1 (1).
[3] saragih tarsin. Analisis Penempatan Optimal Bank Kapasitor Pada Sistem
Distribusi Radial Dengan Metode Genetik Algorithm
Aplikasi : PT. PLN
(PERSERO) CABANG MEDAN[tesis]. Medan;2011.
[4] Hakim MF. Analisis kebutuhan capacitor bank beserta implementasinya untuk
memperbaiki faktor daya listrik di politeknik kota malang. Eltek.2014;12 (1).
[5] Eryuhanggoro Yugi. Perancangan perbaikan faktor daya pada beban 18.956
kW/ 6600 V, menggunakan Kapasitor Bank di PT. Indorama Ventures
Indonesia[Tugas Akhir]. Jakarta:2013.
[6] Nuwolo Agus dan Kusmantoro Adhi. Rancang bangun kapasitor bank pada
jaringan listrik gedung Universitas PGRI Semarang[ISBN 978-602-99334-4-4].
[7] Belly Alto dkk. Daya Aktif, Reaktif & Nyata[Makalah]. Jurusan Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia. 2010.
[8] Kaladri Dede. S. Studi Pemasangan Kapasitor Bank Untuk Memperbaiki
Faktor Daya Dalam Rangka Menekan Biaya Operasional Pada Jaringan
Distribusi 20 KV[Tugas Akhir]. Institut Teknologi Sepuluh November.
[9] I Putu Agus Didik Hermawan, Suheta Titiek. Pemasangan kapasitor bank di
Pabrik pt eratex djaja tbk probolinggo[Jurnal
Desember:2012.
IPTEK Vol.16 No.2].
DATA HASIL PENELITIAN
a.
Data Daya, Tegangan, dan Arus
1. Hari Pertama
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
30.8
31.4
31.9
3.53
3.40
2.98
46.2
45.12
45.6
09.00-10.00
31.12
32.20
31.4
3.54
3.28
3.25
46.1
46.5
44.8
10.00-11.00
30.2
31.4
31.3
3.15
3.21
2.9
45.5
45.6
45.3
11.00-12.00
30.6
32.8
31.7
3.05
3.10
3.2
44
45.2
46.1
12.00-13.00
31.5
32.2
32.6
3.12
3.30
3.4
45.02
46.1
45.13
13.00-14.00
30.24
31.7
31.2
3.08
3.43
3.1
46
46.02
45
Rata-rata Total
30.74
31.95
31.68
3.2
3.3
3.14
45.47
45.75
45.32
Rata-rata
31.45
3.21
45.51
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Pukul (WITA)
f=50.24Hz
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
385.8
386.9
385
09.00-10.00
386.2
386.8
385.2
10.00-11.00
385.8
385.9
385.2
11.00-12.00
386.4
386.9
385
12.00-13.00
384
385.1
384.2
13.00-14.00
384.3
385.1
384
Rata-rata Total
385.4
386.12
384.8
Rata-rata
385.44
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
135.3
157.3
147.6
09.00-10.00
135
154
150
10.00-11.00
136.2
156.4
149.6
11.00-12.00
132.5
153.6
145.6
12.00-13.00
135.2
158.8
147.2
13.00-14.00
131.6
150.32
149
Rata-rata Total
134.3
155.07
148.2
Rata-rata
145.86
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
2. Hari Kedua
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
30.5
31.9
32.1
3.45
3.32
2.76
47.2
46.21
46.4
09.00-10.00
30.72
31.20
32.4
3.62
3.3
3.27
45.23
46.33
46.5
10.00-11.00
30.22
30.4
31.8
3.1
3.2
3.1
45.43
47.45
46.3
11.00-12.00
30.2
31.8
32.01
3.15
3.16
3.24
46.5
46.2
47.7
12.00-13.00
31.58
31.2
32.3
3.14
3.36
3.42
47.65
46.3
46.8
13.00-14.00
31.24
30.5
31.54
3.28
3.35
3.06
45.7
46.6
46.65
Rata-rata Total
30.74
31.16
32.02
3.29
3.28
3.14
46.3
46.55
46.72
Rata-rata
31.31
3.24
46.52
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
384.5
386.4
386.2
09.00-10.00
385.4
386.5
385.2
10.00-11.00
385.3
385.7
386.7
11.00-12.00
386.2
386.7
385.2
12.00-13.00
384.6
385.15
384.7
13.00-14.00
385
385.16
384.8
Rata-rata Total
385.17
385.93
385.47
Rata-rata
385.52
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
f=50.24Hz
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
132.5
150.3
145.6
09.00-10.00
134.5
152.4
148.2
10.00-11.00
136.24
155.3
150.6
11.00-12.00
135.5
153.8
150.2
12.00-13.00
137.2
151.2
149.8
13.00-14.00
134
152.5
150
Rata-rata Total
134.99
152.6
149.07
Rata-rata
145.55
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
3. Hari Ketiga
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
30.5
32.5
33.1
3.25
3.2
2.8
47.01
48.1
47.23
09.00-10.00
31.4
33.28
32.5
3.62
3.52
3.2
48
47.1
45.56
10.00-11.00
30.2
32.45
33.58
3.14
3.52
3.18
47.5
47.43
46.3
11.00-12.00
30.32
32.8
32.2
3.5
3.1
3.2
46.45
46.56
47.5
12.00-13.00
31.5
33.4
32.3
3.14
3.46
3.42
46.34
45.6
45.4
13.00-14.00
31.25
31.5
33.4
3.35
3.35
3.02
47.65
46.2
47.3
Rata-rata Total
30.86
32.65
32.85
3.33
3.36
3.14
47.16
46.83
46.55
Rata-rata
32.12
3.28
46.83
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
385.5
386.2
385.9
09.00-10.00
384.85
386.5
385.3
10.00-11.00
385.6
385.3
386.4
11.00-12.00
386.3
386.2
385.5
12.00-13.00
384.6
385.25
384.8
13.00-14.00
385
385.56
384.2
Rata-rata Total
385.31
385.8
385.35
Rata-rata
385.5
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
f=50.24Hz
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
131.5
150.3
145.4
09.00-10.00
132.5
152.4
145.8
10.00-11.00
134.4
152.6
148.6
11.00-12.00
135.5
153.04
150.2
12.00-13.00
135.8
151.2
149.8
13.00-14.00
135
150.5
149
Rata-rata Total
134.12
151.67
148.13
Rata-rata
144.64
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
4. Hari Keempat
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
32.2
32.9
34.12
3.5
3.2
2.6
47.1
46
46.6
09.00-10.00
31.7
33.23
32.43
3.6
3.3
3.27
46.8
45.5
46
10.00-11.00
30.9
32.42
33.6
3.14
3.2
3.1
45
46.4
46.2
11.00-12.00
30.8
31.8
32.2
3.15
3.16
3.4
46.2
47.45
46.3
12.00-13.00
31.5
33.2
32.3
3.14
3.36
3.42
45.4
46.3
45.8
13.00-14.00
31.24
31.56
33.54
3.28
3.45
3.06
46.5
46.7
47.1
Rata-rata Total
31.4
32.52
33.03
3.30
3.28
3.14
46.17
46.39
46.33
Rata-rata
32.32
3.24
46.29
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
385
385.8
386
09.00-10.00
385.24
386.5
386.25
10.00-11.00
385.3
385.6
386.2
11.00-12.00
386.02
386.2
385.5
12.00-13.00
384.6
385.1
384.7
13.00-14.00
384.4
385.6
384.6
Rata-rata Total
385.09
385.8
385.54
Rata-rata
385.5
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
f=50.24Hz
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
131.5
148.2
145.2
09.00-10.00
132.45
150.4
148.2
10.00-11.00
134.2
150.8
150.6
11.00-12.00
135.5
151.6
150.24
12.00-13.00
135.2
151.2
149.8
13.00-14.00
134.8
150.5
150.23
Rata-rata Total
133.9
150.45
149.05
Rata-rata
144.5
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
5. Hari Kelima
Pukul (WITA)
Daya Aktif (kW)
Daya Reaktif (kVAR)
Daya Semu (kVA)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
08.00-09.00
29.5
30.5
32.1
3.5
3.2
2.8
47.01
46.7
45.9
09.00-10.00
30.4
30.28
32.25
3.2
3.2
3.25
45.6
46.5
46.8
10.00-11.00
32.2
31.45
32.57
3.1
3.12
3.18
46.4
47.8
45.4
11.00-12.00
32.32
30.8
32.6
3.14
3.1
3.05
46.8
46.4
46.2
12.00-13.00
31.5
30.4
31.3
3.10
3.4
3.2
45.5
46.6
45.7
13.00-14.00
30.25
30.5
31.4
3.5
3.35
3.02
46.3
45.8
47.5
Rata-rata Total
31.03
30.65
32.04
3.26
3.23
3.08
46.27
46.63
46.25
Rata-rata
31.24
3.19
46.38
Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian
Pukul (WITA)
Tegangan (Volt)
R–S
S–T
R–T
08.00-09.00
380.5
380.2
380.24
09.00-10.00
380.95
380.5
380.2
10.00-11.00
382.6
385.3
384.4
11.00-12.00
384.3
386.2
385.5
12.00-13.00
384.6
385.5
384.8
13.00-14.00
384
382.6
382.2
Rata-rata Total
382.8
383.4
382.89
Rata-rata
383.03
Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian
f=50.24Hz
Arus (Ampere)
Pukul (WITA)
R
S
T
08.00-09.00
129.5
145.3
140.2
09.00-10.00
130.5
148.4
143.8
10.00-11.00
132.4
150.6
145.6
11.00-12.00
135.2
152.4
150.12
12.00-13.00
135.4
151.2
149.3
13.00-14.00
135
150.5
140
Rata-rata Total
133
149.7
144.84
Rata-rata
142.5
Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian
DOKUMENTASI
Pencatatan Data Penelitian
Pencatatan Data Penelitian
Gambar LVMDP Gardu