DISINI !!, Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Daya Listrik - Faktor Daya
Kualitas Daya listrik (Power Quality)
Listrik yang berkualitas ialah listrik yang memiliki tegangan dan frekuensi yang stabil sesuai nilai nominalnya. Dalam range yang ditetapkan, frekuensi yang konstan dan benar-benar dekat sama nilai nominalnya (dalam sepersekian %) (Von Meier Alexander, 2006).
Persoalan yang umum terjadi pada kualitas daya listrik (power quality) yakni persoalan daya listrik yang alami penyelewengan baik tegangan, arus, dan frekuensi hingga memunculkan ketidakberhasilan atau kekeliruan operasi pada perlengkapan.
Suplai daya listrik dari generator pembangkit sampai ke beban ioperasikan dalam batasan toleran patokan kelistrikannya seperti tegangan, arus, frekuensi, dan wujud gelombang. Peralihan dan deviasi di luar batasan toleran patokan itu benar-benar bepengaruh pada kualitas daya yang mengakibatkan operasi tidak efesien dan bisa menghancurkan piranti (Von Meier Alexander, 2006).
Kualitas daya banyak dikuasai di antara oleh tipe beban yang tidak linear, ketidak imbangan pembebanan, distorsi gelombang harmonik yang melewati standar dan lain- lain. Pengurangan kualitas daya bisa mengakibatkan kenaikan rugi-rugi pada segi beban, bahkan juga mengakibatkan pengurangan kapasitas daya pada sumber pembangkit (generator).
Faktor yang Memengaruhi Kualitas Daya Listrik
1. Daya Listrik
a. Pemahaman daya listrik
Daya mempunyai makna sebagi energi per unit waktu (Von Meier Alexander, 2006). Daya sebagai jumlah energi listrik yang dipakai untuk lakukan usaha dalam mekanisme tenaga listrik. Unit untuk daya listrik biasanya ialah Waatt. Daya di suatu mekanisme tegangan bolak-balik (AC) dikenali dengan 3 jenis yakni daya aktif (riil) dengan simbol (P) satuannya ialah Watt (W), daya reaktif dengan simbol (Q) satuannya ialah volt ampere reactive (VAR) dan daya semu dengan simbol (S) satuannya ialah volt ampere (VA).
b. Beberapa Macam Tipe Daya Listrik
1) Daya Aktif
Daya aktif ialah daya rerata yang sesuai kemampuan sebetulnya ditransmisikan atau dimakan oleh beban (Von Meier Aleander, 2006). Contoh-contoh dari daya aktif ialah energi panas, energi mekanik, cahaya dan daya aktif mempunyai unit berbentuk watt (W). Berikut sebagai persamaan daya aktif menurut Von Meier Alexander:
P = V. I. Cos φ (1 phase)
P = 3. VL. IL. cos φ (3 phase)
Di mana:
P = Daya aktif (watt)
V = Tegangan (volt)
I = Arus (ampere)
Cos φ = Faktor daya
VL = Tegngan jaringan (volt)
IL = arus jaringan (ampere)
2) Daya Reaktif
Daya reaktif ialah jumlah daya yang dibutuhkan untuk pembangunan medan magnet (Von Meier Alexander, 2006). Dari pembangunan medan magnet maka tercipta fluks medan magnet. Contoh daya yang memunculkan daya reaktif ialah trasnformator, motor, lampu pijar dan lain - lain. Daya reaktif mempunyai unit berbentuk volt ampere reactive (VAR).
Berikut sebagai persamaan daya reaktif menurut Von Meier Alexander:
Q = V. I. Sin φ (1phasa)
Q = 3. VL. IL. Sin φ (3phasa)
Di mana: Q = Daya Reaktif (VAR)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Ampere)
VL = Tegangan jaringan (Volt)
IL = Arus jaringan (ampere)
3) Daya Semu
Daya Semu ialah daya yang dibuat oleh perkalian di antara tegangan dan arus pada suatu jaringan (Von Meier Alexander, 2006) atau daya yang disebut hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif. Daya semu adalah daya yang dikeluarkan sumber alternation current (AC) atau di serap oleh beban. Unit dari daya semu yakni volt ampere (VA). Berikut persamaan dari daya semu:
S = V. I
Di mana: S = Daya Semu (VA)
V = Tegangan (Volt)
I = Arus (Ampere)
Jalinan dari ketiiga daya di atas disebutkan mekanisme segtiga daya bisa digmbarkan seperti gambar berikut ini
Gambar 1. Segitiga daya
Sumber: (Von Meier Alexander, 2006)
Jalinan daya pada gambar segitiga daya bisa diterangkan dengan persamaan sama dalam Tabel 1.
Tabel 1. Persamaan segitiga daya
| No | Nama Daya | Rumus | Satuan |
|---|---|---|---|
| 1 | Daya Aktif | P = V. I.Cos φ | Watt |
| 2 | Daya Reaktif | Q = V. I. Sin φ | VAR |
| 3 | Daya Semu | S = V. I | VA |
2. Faktor Daya
a. Pengertian Faktor Daya
Faktor daya ialah perbedaan di antara daya aktif dengan daya semu (C. Sankaran, 2002). Faktor daya atau faktor kerja memvisualisasikan pojok phasa di antara daya aktif dan daya semu. Daya aktif dipakai untuk menjalankan beban-beban pada konsumen setia listrik.
Daya semu dibuat oleh generator pembangkit yang ditransmisikan ke konsumen setia listrik. Daya reaktif yang semakin bertambah akan mengakibatkan turunny faktor daya listrik.Langkah yang gampang untuk memperhitungkan turunnya faktor daya listrik bisa dilaksanakan dengan pilih beban-beban yang memiliki faktor daya besar dapat dilaksanakan dengan memasangkan kapasitor Kapasitor ialah elemen listrik yang malah hasilkan daya reaktif pada jaringan di mana ia terhubung.
Penempatan kapasitor bisa membenahi faktor daya, bila faktor daya di benahi karena itu daya reaktif bisa menyusut dan dekati daya aktif. Satu beban dengan faktor daya 1.0 sebagai beban yang cuma memiliki kandungan nilai resistansi murni dan sebagai pembebanan yang paling efektivitas.
Beban dengan faktor daya yang rendah (0.5) sebagai beban yang memiliki kandungan nilai induktansi yang mengakibatkan rugi yang semakin tinggi dalam mekanisme suplai tenaga listrik
Faktor daya yang rendah terkait dengan berbeda fasa di antara arus dan tegangan pada terminal beban. Pojok fasa arus beban yang rendah umumnya disebabkan oleh pemakaian beban induktif seperti transformator, motor induksi, lampu TL dan beban eleltronik yang lain.
b. Karakter Faktor Daya
Di suatu mekanisme tenaga listrik mempunyai 3 tipe faktor daya yakni faktor daya unity, faktor daya mendahului (leading) dan faktor daya terbelakang (lagging) yang ditetapkan oleh tipe beban pada mekanisme tenaga listrik (Muhammad Rizal, 2012).
1) Faktor Daya Unity
Faktor daya unity ialah kondisi saat nilai cos φ ialah satu dan tegangan sephasa dengan arus. Faktor daya unity bisa terjadi jika tipe beban ialah resistif murni.
Sumber: (Dhida Aditya Putra, 2012)
Pada gambar di atas kelihatan nilai cos φ sama dengan 1 yang mengakibatkan jumlah daya riil yang dimakan beban sama dengan daya semu.
2) Faktor Daya Mendahului (Leading)
Faktor daya mendahului (leading) adalalah kondisi faktor daya saat mempunyai beberapa kondisi beban atau perlengkapan listrik memberi daya reaktif dari mekanisme atau beban memiliki sifat kapasitif. Jika arsu mendahului tegangan karena itu faktor daya ini disebutkan "leading".
Gambar 4. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Pojok phi
Sumber: (Dhida Aditya Putra, 2012)
Gambar 5. Faktor daya "leading"
Sumber: (Lukman Budi, 2010)
Berdasarakan gambar 5 kelihatan membawa arus mendahului tegangan karena itu daya reaktif ketinggalan dari daya semu, memiliki arti beban memberi daya reaktif ke mekanisme.
3) Faktor Daya Terbelakang (lagging)
Faktor daya terbelakang (lagginng) ialah kondisi faktor daya saat mempunyai beberapa kondisi beban atau perlahan-lahan listrik membutuhkan daya reaktiif dari mekanisme atau beban bersifaat induktif. Jika tegangan mendahului arus, karena itu faktor daya ini disebut "lagging".
Gambar 6. Arus ketinggalan dari tegangan sebesar pojok
Sumber: (Dhida Aditya Putra, 2012)
Gambar 7. Faktor daya "lagging"
Sumber: (Lukman Budi, 2010)
Berdasar gambar 7 kelihatan jika arus ketinggalan dari tegangan karena itu daya reakif mendahului daya semu, memiliki arti beban membutuhkan atau terima daya reaktif dari mekanisme.
c. Pembaruan Faktor Daya
Pembaruan faktor daya untuk membesarkan harga cos φ (pf) yang rendah, hal yang gampang dilakukan ialah dengan mempersempit pojok phi 1 sehingga jadi phi 2 memiliki arti phi 1 > phi 2. Usaha untuk mengecilkan pojok phi itu hal yang kemungkinan dilaksanakan adlah mengecilkan elemen daya reaktif (VAR) (Dhida Aditya Puutra, 2012).
Elemen daya rekatif yang memiliki sifat rinduktif harus dikurangkan dan pengurangan itu dilaksanakan dengan menambahkan satu sumber daya rekatif yakni berbentuk kapasitor ataupun lebih dikenali dengan istilah kapasitir bank. Pembaruan faktor daya bisa dilustrasikan seperti gambar di bawah ini:
Gambar 8. Prinssip Pembaruan faktor daya
Sumber: (Dhida Aditya Puutra, 2012)
1) Pemahaman Kapasitor Bank
Kapasitor bank sebagai perlengkapan listrik yang memiliki karakter kapasitif yang terbagi dalam beberapa kumpulan kapasitor yang dihubung secara paralel/seri untuk memperoleh kapasitas kapasitif tertentu (M. Khairil Anwar, 2007).
Besaran patokan yang kerap digunakan ialah KVAR (Kilovolt ampere reactif) walau pada kapasitor sendiri tertera besaran kapasitansi yakni farad atau microfarad. Kapasitor yang hendak dipakai untuk membesarkan faktor daya terpasang paralel dengan rangkain beban. Biasanya terpasang dalam satu sistem yang disebut panel kapasitor bank
2) Metode Penempatan Kapasitor
Metode penempatan kapasitor bisa dipisah jadi 3 yakni: global compensation, individual compensation, grup compensation (Ahmad Aziz Alqurnain, 2009). Gambar 9 sebagai gambar metode penempatan insatalsi kapasitor bank.
Gambar 9. Metode Penempatan Insatalsi Kapasitor Bank
Sumber: (Muhammad Rizal, 2012)
a) Global Compensation
Metode Global Compensation ialah metode penempatan kapasitor pada induk panel main distribution panel (MDP). Arus yang turun dari penempatan mode ini cuma di penghantar antara panel main distribution panel (MDP) tidak turun dengan begitu rugi karena dipasi panas pada penghantar sesudah main distribution panel (MDP) tidak terepngaruh.
Gambar 10. Global Compensation
Sumber: ( Sopyandi Endi, 2011)
b) Grup Compensation
Metode Grup Compensation ialah metode penempatan kapasitor yang terbagi dalam beberapa panel kapasitor yang hendak terpasang pada panel sub distribution panel (SDP). Langkah ini pas diaplikasikan pada industri dengan kapasitas beban dipasang besar sampai beberapa ribu kilo volt ampere (kVA) dan ditambah jarak anatara panel main distribution panel sub distribution panel (SDP) cukup jauh.
Gambar 11. Grup Conpensation
Sumber: ( Sopyandi Endi, 2011)
c) Individual Compensation
Metode Individual Compensation ialah metode penempatan kapasitor langsung pada masingkhususnya yang memiliki daya yang besar. Langkah inisebenarnya lebih efisien dan lebih bagus dari sisi teknisinya. Individual compensation mempunyai kekurangan yakni harus sediakan ruangan atau tempat khusus untuk menempatkan kapasitor itu hingga kurangi nilai seni.
Gambar 12. Individual Compensation
Sumber: ( Sopyandi Endi, 2011)
3) Proses Kerja Kapasitor
Proses kerja kapasitor diawali saat rangkaian dialiri tegangan karena itu elektron akan mengucur masuk ke kapasitor. Di saat kapasitor sarat dengan muatan elektron karena itu tegangaan Selanjutnya elektron akan ke luar dari kapasitor dan serangkaian yang membutuhkannya dengan pada waktu itu kapasitor menghidupkan daya reaktif.
Jika tegangan yang berbeda itu normal kembali (masih tetap) karena itu kapasitor akan simpan kembali elektron. Di saat kapasitor ma kapasitor menyupali ngurangan itu dapat muncul karena ke-2 beban (induktor dan kapasitor) arahnya bersimpangan mengakibatkan daya reaktif jadi kecil. Jika daya reaktif jadi kecil sementara daya aktif masih tetap karena itu harga pf jadi besar mengakibatkan daya riil (KVA) jadi kecil hingga rekening listrik jadi menyusut.
Gambar 13. Perbedaan Konsumsi Daya Reaktif Sebelum serta Setelah Penempatan Kapasitor
Sumber: ( Sopyandi Endi, 2011)
Gambar di atas menunjukkan ketidaksamaan konsumsi daya reaktif saat sebelum ganti rugi dan setelah ganti rugi. Konsumsi daya reaktif saat sebelum ganti rugi akan menyusut sesudah ganti rugi karena beberapa daya reaktif akan disuplai oleh kapasitor yang berpengaruh meningkatkan cos φ beban dan mengirit konsumsi energi dari PLN.
4) Perawatan Kapasitor Bank
Kapasitor yang dipakai untuk membenahi pf agar bertahan lama tentu saja harus dirawat dengan teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilaksanakan pada lokasi yang lembab yang tidak terlindung dari kotoran dan debu (Edi Soppyandi, 2011). Check dan yakinkan jika kapasitor tidak tersambung kembali dengan sumber, selanjutnya karena kapasitor ini masih memiliki kandungan muatan memiliki arti masih tetap ada arus/tegangan listrik karena itu kapasiotr itu harus disambung singkatkan agar muatannya lenyap. Adapun tipe pengecekan yang perlu dilaksanakan mencakup:
a) Pengecekan kebocoran
b) Pengecekan kabel dan penyangga kapasitor
c) Pengecekan isolator
5) Penghitungan Pembaruan Faktor Daya
Faktor daya (Cos φ ) bisa diartikan sebagai rasio perbedaan di antara daya aktif (Watt) dan daya riil (VA) yang dipakai dalam circuit AC atau berbeda pojok fasa di antara V dan I yang umumnya dipastikan dalam cos φ (Dhida Aditya Putra, 2012).
Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Riil (S) = kW / kVA = V.I Cos φ / V.I = Cos φ Di mana: V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) Faktor daya memiliki nilai kisaran di antara 0 - 1 dan dapat dipastikan dalam %.
Faktor daya yang baik jika berharga dekati satu. Tan φ = Daya Reaktif (Q) / Daya Aktif (P) = kVAR / kW 25 karena elemen daya aktif biasanya stabil (elemen kVA dan kVAR berbeda sesuai faktor daya), karena itu bisa dicatat sebagai berikut: Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan φ Rumus penghitungan peringkat kapasitor yang diperlukan untuk membenahi faktor daya seperti berikut: Daya reaktif pada pf awalnya = Daya Aktif (P) x Tan φ1 Daya reaktif pada pf diperbarui = Daya Aktif (P) x Tan φ2 Hingga peringkat kapasitor yang dibutuhkan untuk membenahi faktor daya ialah: Daya reaktif (kVAR) = Daya Aktif (kW) x (Tan φ1 - Tan φ2).
Contoh penghitungan keperluan daya reaktif untuk membenahi faktor daya sama sesuai sasaran yang diharapkan dalam mekanisme 1 phasa.
