Daya Listrik PLN : 1300Watt atau 1300VA?PublishedJuly 10, 2012|ByILRSalah satu hal yang menarik untuk dibahas adalah pengertian mengenai daya listrik PLN. Ada beberapa pertanyaan seperti ini : Listrik PLN di rumah saya 1300Watt, mengapadst. Dan selalu kita koreksi dengan 1300VA. Perbedaannya adalah satuan VA dan Watt. Apa perbedaannya dan mengapa digunakan satuan VA?Pembahasannya kita mulai dari teori dasar listrik mengenai daya. Daya listrik merupakan jumlah energi yang digunakan untuk melakukan kerja atau usaha. Dalam sistem listrik arus bolak-balik, dikenal adanya 3 jenis daya yaitu :1. Daya Nyata (simbol : S; satuan : VA (Volt Ampere))2. Daya Aktif (symbol : P; satuan : W (Watt))3. Daya Reaktif (symbol : Q; satuan : VAR (Volt Ampere Reaktif))Daya Aktif adalah daya yang digunakan untuk energi kerja sebenarnya. Daya inilah yang dikonversikan menjadi energi tenaga (mekanik), cahaya atau panas. Satuan daya aktif adalah Watt.Daya Reaktif adalah daya yang digunakan untuk pembangkitan fluks magnetik atau medan magnet. Satuannya adalah VAR. Contoh peralatan listrik yang memerlukan daya reaktif adalah motor listrik atau dinamo, trafo, ballast lampu yang konvensional dan peralatan listrik lain yang menggunakan proses induksi listrik lilitan untuk operasinya.Daya Nyata dengan satuan VA adalah total perkalian antara arus dan tegangan pada suatu jaringan listrik atau penjumlahan dengan metode trigonometri dari daya aktif dan reaktif dalam segitiga daya.Hubungan antara ketiga jenis daya ini digambarkan dalam segitiga daya.Daya ListrikDaya listrik merupakan salah satu parameter penting dalam menentukan baik atau tidaknya kualitas dari suatu sistem kelistrikan dalam memenuhi kebutuhan konsumen. Dalam suatu sistem tenaga listrik, daya listrik dibedakan menjadi 3 jenis daya yaitu:Daya Nyata (Real Power)Daya nyata atau daya aktif merupakan daya listrik yang digunakan secara langsung oleh beban/ peralatan listrik untuk dikonversikan menjadi energi lain sesuai kebutuhan seperti energi panas dan energi cahaya. Daya nyata memiliki satuan Watt (W), kilo Watt (kW) atau mega Watt (MW). Persamaan untuk menentukan daya nyata adalah :Untuk sistem satu fasa :P = VL-N.I. Cos Untuk sistem tiga fasa :P =.VL-L.I. Cos Dengan :P= Daya nyata [W]VL-N= Teganganline-netral[V]VL-L= Teganganline-line[V]I= Arus [A]= Sudut fasaDaya Reaktif (Reactive Power)Daya reaktif merupakan daya listrik yang diperoleh beban untuk rangkaian magnetisasi (pemagnetan). Walaupun daya reaktif tidak dapat melakukan kerja akan tetapi tetap diperlukan untuk membangkitkan medan magnet pada peralatan listrik yang bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Daya reaktif memiliki satuan Volt Ampere Reaktif (VAR), kilo Volt Ampere Reaktif (kVAR), mega Volt Ampere Reaktif (MVAR). Persamaan untuk menentukan daya reaktif adalah:Untuk sistem satu fasa :Q = VL-N.I.Sin Untuk sistem tiga fasa :Q =.VL-L.I.Sin Dengan :Q= Daya reaktif [VAr]VL-N= Teganganline-netral[V]VL-L= Teganganline-line[V]I= Arus [A]= Sudut fasaDaya Semu (Apparent Power)Daya semu merupakan daya total yang ditarik oleh beban atau jumlah secara vektor dari daya aktif dan daya reaktif. Daya semu memiliki satuan Volt Ampere (VA), kilo Volt Ampere (kVA), mega Volt Ampere (MVA). Persamaan untuk menentukan daya semu adalah :Untuk sistem satu fasa :S = VL-N.IUntuk sistem tiga fasa :S =VL-L.IDengan :S= Daya semu [VA]VL-N= Teganganline-netral[V]VL-L= Teganganline-line[V]I= Arus [A]Hubungan dari ketiga komponen daya listrik dapat dilihat dalam segi tiga daya pada Gambar 1.

Gambar 1. Hubungan Ketiga Komponen Daya Listrik .Dari Gambar 1. dapat diperoleh hubungan antara ketiga komponen daya yang dinyatakan dalam bentuk persamaan :S = P2+S2

Dengan :S= Daya Semu [VA]P= Daya Nyata [W]Q= Daya Reaktif [VAr]Faktor DayaFaktor daya (cos )merupakan hubungan fasa antara tegangan dan arus yang mengalir dengan bermacammacam beban pada sistem dengan kondisi fasa arus akan bergeser terhadap tegangan. Pergeseran fasa merupakan faktor daya yang secara langsung mempengaruhi besar daya listrik yang ada pada sistem.Didalam rangkaian listrik bolak balik (AC), arus dapat dibagi menjadi 2 komponen yaitu:1.Komponen arus yang dapat menghasilkan kerja(Power Producting Current)yaitu komponen arus yang diubah oleh peralatan listrik menjadi kerja yang berguna seperti untuk memutar motor listrik, mengelas, memompa air dan lain-lain. Komponen arus yang dapat menghasilkan kerja merupakan komponen nyata yang sefasa dengan tegangan.2.Komponen arus magnetisasi atau arus reaktif adalah komponen arus yang menghasilkan fluks yang diperlukan oleh peralatan listrik yang bersifat induktif. Komponen arus magnetisasi tegak lurus terhadap tegangan.Arus total adalah arus yang dibaca pada amperemeter didalam rangkaian. Arus total terdiri dari arus magnetisasi dan arus kerja atau arus nyata. Hubungan dari komponen-komponen arus dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Hubungan Komponen Arus ListrikFaktor daya yang dinotasikan sebagaicos didefinisikan sebagai perbandingan antara arus yang dapat menghasilkan kerja didalam suatu rangkaian terhadap arus total yang masuk kedalam rangkaian atau dapat dikatakan sebagai perbandingan daya aktif (kW) dan daya semu (kVA). Nilai faktor daya/ cos dapat diperoleh dengan persamaan :Cos = P/ SDengan :Cos = faktordayaS= Daya Semu [VA]P= Daya Nyata [W]Faktor daya akan mempengaruhi mutu dari sistem tenaga listrik. Faktor daya yang rendah akan mengakibatkan kerja peralatan listrik baik dari dari segi operasional maupun dari segi ekonomis menjadi buruk.Dalam sistem tenaga listrik dikenal 3 jenis faktor daya yaitu faktor dayaunity, faktor daya terbelakang (lagging) dan faktor daya terdahulu (leading)yang ditentukan oleh jenis beban yang ada pada sistem.Faktor DayaUnityFaktor dayaunityadalah keadaan saat nilaicos adalah satu dan tegangan sefasa dengan arus. Faktor dayaUnityakan terjadi bila jenis beban adalah resistif murni

Gambar 3. Arus Sefasa Dengan TeganganPada Gambar 3. terlihat nilai cos sama dengan 1, yang menyebabkan jumlah daya nyata yang dikonsumsi beban sama dengan daya semu.Faktor Daya Terbelakang(Lagging)Faktor daya terbelakang (lagging) adalah keadaan faktor daya saat memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut :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

Gambar 4. Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut Dari Gambar 4. terlihat bahwa arus tertinggal dari tegangan maka daya reaktif mendahului daya semu, berarti beban membutuhkan atau menerima daya reaktif dari sistem.Faktor Daya Mendahului(Leading)Faktor daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut :1.Beban/ peralatan listrik memberikan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat kapasitif.2.Arus mendahului tegangan, V terbelakang dari I dengan sudut

Gambar 5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut Dari Gambar 5. terlihat bahwa arus mendahului tegangan maka daya reaktif tertinggal dari daya semu, berarti beban memberikan daya reaktif kepada sistem.

Gambar Segitiga Daya ListrikSekarang kita lihat rumus yang menghubungkan ketiga daya tersebut . Rumus untuk daya nyata adalah perkalian antara arus dan tegangan, yaitu :S=V.IDimana :S = Daya Nyata (VA)V = Voltage / Tegangan (Volt)I = Arus (Ampere)Sedangkan hubungan antara daya nyata dan daya aktif dapat dihitung dengan rumus trigonometri sebagai berikut:Cos =P/SP=S x CosP=V x I x Cos Dimana :P = Daya Aktif (Watt)S = Daya Nyata (VA)Dengan rumus segitiga phytagoras dapat juga dituliskan :S=(P^2+Q^2 )Cos adalah perbandingan antara daya aktif (P) dan daya nyata (S) dan dikenal dengan faktor daya listrik (PF : Power Factor). Nilai Cos yang digunakan PLN adalah sebesar 0.8.Itu teori listriknya, bagaimana dengan aplikasinya untuk instalasi listrik perumahan?Daya nyata (S) dengan satuan VA digunakan untuk perhitungan besarnya daya listrik terpasang dari PLN di rumah pelanggan. Hal ini karena PLN hanya memasang MCB sebagai pembatas daya listrik pada kWh-meter. Contohnya pada suatu rumah dipasang MCB 6A dengan tegangan 220V maka daya terpasang pelanggan tersebut adalah 6A x 220V = 1320VA atau dibulatkan 1300VA.Daya listrik terpasang PLN yang lainnya (yang paling umum) adalah 450VA, 900VA, 2200VA, 3500VA, 4400VA.Daya aktif (P) dengan satuan Watt digunakan untuk mengetahui berapa daya listrik yang bisa digunakan untuk peralatan listrik oleh konsumen. Dari rumus daya aktif diatas maka dari besarnya daya terpasang 1300VA tersebut bisa dihitung daya aktifnya.Dengan Cos sebesar 0.8 maka dengan daya terpasang 1300VA, daya aktifnya (P) sebesar 6A x 220V x 0.8 = 1056 Watt.Apa artinya 1300VA dan 1056Watt?Setiap peralatan listrik di rumah sebenarnya hanya mencantumkan nilai daya listrik dalam Watt, yang merupakan daya aktif. contohnya mesin jetpump 150Watt, lampu TL 20Watt, AC 300Watt dan lain-lain. Bila semua peralatan listrik tersebut dipakai, maka total maksimum daya yang mampu disediakan hanya 1056Watt (bila rumah tersebut berlangganan listrik 1300VA).Dalam nilai 1300VA (S) dan 1056Watt (P), terdapat daya reaktif (Q). Perhitungan secara trigometri, dengan faktor daya sebesar 0.8 akan menghasilkan nilai Q = 792VAR. Daya reaktif ini digunakan untuk pembangkitan medan magnet pada peralatan listrik yang bersifat induksi seperti mesin air, kipas angin, ballast lampu, AC dll.Contoh, pada mesin air tertulis dayanya 150Watt, maka daya 150 Watt tersebut akan dikonversikan oleh motor listrik / dinamo mesin air menjadi tenaga. Untuk menghasilkan daya kerja 150Watt tersebut, mesin air akan menyerap daya nyata sebesar 150Watt/0.8 = 187,5VA. Daya reaktif sebesar 112.5VAR digunakan untuk pembangkitan medan magnet pada motor listrik.Bagaimana perhitungan daya listrik oleh PLN?Untuk pelanggan perumahan, hanya penggunaan daya aktif dalam satuan watt yang dihitung oleh PLN. Karena itu alat pengukurnya disebut kWh-meter (kiloWatt Hour meter). Besarnya daya reaktif tidak dihitung karena faktor daya untuk listrik perumahan masih ditoleransi dalam angka 0.8. Berbeda dengan listrik industry dimana terpasang kVARh-meter (Kilo-VAR hour meter) untuk menghitung besarnya pemakaian daya reaktif, dimana jika penggunaannya melebihi batas maka akan kena pinalti oleh PLN.Apa pentingnya kita mengetahui perbedaan antara daya listrik dalam Watt dan VA?Misalkan kita mempunyai peralatan listrik dengan total daya 1200Watt, maka besarnya daya listrik PLN tidak akan cukup dengan 1300VA (rating MCB 6A). Dengan faktor daya 0.8 maka akan didapat daya nyata sebesar 1200/0.8 = 1500VA. Sehingga daya listrik PLN yang terdekat adalah 2200VA (sesuai dengan rating MCB-nya yaitu 10A). Dari angka 2200VA maka selanjutnya kita bisa menentukan besarnya kapasitas instalasi listrik, terutama kabel listrik, minimal adalah 10A atau 2200VA.Jadi satuan Watt lebih digunakan untuk menghitung besarnya penggunaan daya listrik pada peralatan dan satuan VA digunakan untuk menghitung kapasitas terpasang instalasi listrik, mulai dari MCB dan penghantarnya.Tentunya masih ada lagi pertanyaan selanjutnya : Apakah angka faktor daya sebesar 0.8 bisa berubah? Dan apakah pengaruh daya reaktif bisa merugikan? Kita akan bahas pada artikel selanjutnya. Mudah-mudahan artikel yang singkat ini bisa mencerahkan dan bermanfaat.Sistem Listrik 3-Phase

Penjelasan sistem 3 phase dan 1 phaseArtikel ini adalah semacam sub-artikel dari artikel sebelumnya PengawatanMeter PraBayar dan munculnya tulisan PERIKSA. Kami coba membantu sobat ILR dalam memahami fenomena munculnya arus netral pada kWh-meter, khususnya Meter PraBayar (MPB).Ada beberapa pertanyaan mengenai sistem 3-phase yang diaplikasikan pada sistem kelistrikan PLN dan mengapa kabel listrik yang disambung ke instalasi listrik rumah terdiri kabel phase dan kabel netral? Mengapa kabel phase bertegangan dan kabel netral tidak bertegangan? Dan mengapa ada arus netral yang datang dari jaringan listrik PLN? Semuanya kami coba rangkum dalam tulisan ini.Tetapi terus terang, tulisan ini dibuat sebagai nice to knowsaja. Isinya tidak rumit-rumit dengan rumus atau teori yang mendalam. Walaupun begitu, kami berusaha sebaik mungkin membuatnya lebih mudah dimengerti oleh pembaca yang merasa awam soal listrik. Mudah-mudahan cukup bermanfaat dan mencerahkan.Baiklah.silahkan klik di selanjutnyaSistem 3-Phase dan 1-PhaseHampir seluruh perusahaan penyedia tenaga listrik menggunakan sistem listrik 3-phase ini. Sistem ini diperkenalkan dan dipatenkan oleh Nikola Tesla pada tahun 1887 dan 1888. Sistem ini secara umum lebih ekonomis dalam penghantaran daya listrik, dibanding dengan sistem 2-phase atau 1-phase, dengan ukuran penghantar yang sama. Karenasistem 3-phase dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar. Dan juga peralatan listrik yang besar, seperti motor-motor listrik, lebih powerful dengan sistem ini.PLN mengaplikasikan sistem 3-phase dalam keseluruhan sistem kelistrikannya, mulai dari pembangkitan, transmisi daya hingga sistem distribusi. Oh iya, agar lebih jelas, sistem kelistrikan PLN secara umum dibagi dalam 3 bagian besar : Sistem Pembangkitan Tenaga ListrikTerdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar di berbagai tempat, dengan jenis-jenisnya antara lain yang cukup banyak adalah PLTA (menggunakan sumber tenaga air), PLTU (menggunakan sumber batubara), PLTG (menggunakan sumber dari gas alam) dan PLTGU (menggunakan kombinasi antara gas alam dan uap). Pembangkit-pembangkit tersebut mengubah sumber-sumber alam tadi menjadi energi listrik. Sistem Transmisi DayaEnergi listrik yang dihasilkan dari berbagai pembangkit tadi harus langsung disalurkan. Karena energi listrik sebesar itu tidak bisa disimpandalam baterai. Karena akan butuh baterai kapasitas besar untuk menyimpan energi sebesar itu dan menjadi sangat tidak ekonomis. Sebagai gambaran, accu 12Vdc dengan kapasitas 50Ah akan menyimpan energi listrik maksimal kira-kira 600 Watt untuk pemakaian penuh selama 1 jam. Sedangkan total pemakaian daya listrik untuk jawa-bali bisa melebihi 15,000 MW (15,000,000,000 Watt). Jadi.Berapa besar baterai untuk penyimpanannya?Untuk itulah suplai energi listrik bersifat harus sesuai dengan permintaan saat itu juga, tidak ada penyimpanan. Karena itu sistem transmisi daya listrik dibangun untuk menghubungkan pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar tadi dan menyalurkan listriknya langsung saat itu juga ke pelanggan-pelanggan listrik. Saluran penghantarannya dikenal dengan nama SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi), SUTET (Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi) dll. Pastinyanggak asing dech dengan bentuknya yang kaya menara itu ya..Di Jawa-Bali, sistem transmisi daya listrik ini diatur oleh P3B (Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban) Jawa-Bali yang berlokasi di daerah Gandul, Cinere, Bogor. Sistem Distribusi Daya ListrikDari sistem transmisi daya tadi, listrik akan sampai ke pelanggan-pelanggannya (terutama perumahan) dengan terlebih dahulu melalui Gardu Induk dan kemudian Gardu Distribusi. Gardu Induk mengambil daya listrik dari sistem transmisi dan menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi yang tersebar ke berbagai daerah perumahan. Dan di dalam gardu distribusi, terdapat trafo distribusi yang menyalurkan listrik langsung ke rumah-rumah dengan melewati JTR (Jaringan Tegangan Rendah), yang biasanya ditopang oleh tiang listrik.Selengkapnya mengenai sistem tenaga listrik PLN ini akan dijelaskan pada artikel lain yang akan masuk daftar tunggu untuk rilis(Sistem Tenaga Listrik PLN).Listrik 3-phase adalah listrik AC (alternating current) yang menggunakan 3 penghantar yang mempunyai tegangan sama tetapi berbeda dalam sudut phase sebesar 120degree. Ada 2 macam hubungan dalam koneksi 3 penghantar tadi :hubungan bintang (Y atau star) dan hubungan delta. Sesuai bentuknya, yang satu seperti huruf Y dan satu lagi seperti simbol delta. Tetapi untuk bahasan ini kita akan lebih banyak membicarakan mengenai hubungan bintang saja.

Sistem 3-Phase Hubungan Bintang dengan tegangan 380/220VGambar disamping adalah contoh sistem 3-phase yang dihubung bintang. Titik pertemuan dari masing-masing phase disebut dengan titik netral. Titik netral ini merupakan common dan tidak bertegangan.Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3-phase ini : Tegangan antar phase (Vpp :voltage phase to phaseatau ada juga yang menggunakan istilahVoltage line to line) dan tegangan phase ke netral (Vpn :Voltage phase to netralatauVoltage line to netral). Sistem tegangan yang dipakai pada gambar dibawah adalah yang digunakan PLN pada trafo distribusi JTR (380V/220V), dengan titik netral ditanahkan.Pada istilah umum di Indonesia, sistem 3-phase ini lebih familiar dengan nama sistem R-S-T. karena memang umumnya menggunakan simbol R, S , T untuk tiap penghantar phasenya serta simbol N untuk penghantar netral.Kita langsung saja pada sistem yang dipakai PLN. Seperti pada gambar tersebut, di dalam sistem JTR yang langsung ke perumahan, PLN menggunakan tegangan antar phase 380V dan tegangan phase ke netral sebesar 220V. Rumusnya seperti ini :Vpn = Vpp/3 > 220V = 380/3Instalasi listrik rumah akan disambungkan dengan salah satu kabel phase dan netral, maka pelanggan menerima tegangan listrik 220V. Perhatikan pada gambar dibawah ini :

Sistem Listrik 3-Phase PLN 380/220V pada Jaringan Distribusi PerumahanContoh 3-phase hubungan delta bisa dilihat di sisi primer dari trafo diatas (sebelah kiri). Sedangkan sisi sekunder (sebelah kiri) terhubung bintang. Hubungan delta pada umumnya tidak mempunyai netral.Arus Netral pada sistem 3-phaseSalahsatu karakteristrik sistem 3-phase adalah bila sistem 3-phase tersebut mempunyai beban yang seimbang, maka besaran arus phase di penghantar R-S-T akan sama sehingga In (arus netral) = 0 Ampere.Contohnya pada gambar diatas : Misal ketiga rumah tersebut mempunyai beban yang identik seimbang. Maka arus netral sebagai penjumlahan dari ketiga arus phase tersebut akan menjadi :Ir + Is + It = In > Bila beban seimbang maka Ir = Is = It dan In = 0 AmpereKok hasilnya bisa nol? Karena sistem penjumlahannya adalah secara penjumlahan vektor, bukan dengan penjumlahan matematika biasa (jadi bukan 1+1+1=3).Pada prakteknya, beban seimbang dari ketiga phase tadi hampir mustahil dicapai. Karena beban listrik setiap rumah belum tentu identik.Bila terjadi ketidakseimbangan beban, maka besar arus listrik setiap phase tidaksama. Akibatnya arus netral tidak lagi sebesar 0 Ampere. Semakin tidak seimbang bebannya, maka arus netral akan semakin besar.Karena sifat aruslistrikadalah loop tertutup agar bisa mengalir, maka arus netral tadi akan mengalir ke instalasi listrik milik pelanggan dan melewatigroundingsistem untuk masuk ke tanah, yang akhirnya mengalir balik ke titik grounding trafo kemudian kembali masuk ke instalasi listrik rumah, demikian seterusnya.Walaupun pelanggan listrik tersebut mematikan daya listrik yang masuk ke rumah, dengan MCB di kWh-meter pada posisi OFF, arus netral tetap akan mengalir.

Arus Netral ke kWh-Meter Saat Terjadi Beban 3 Phase Tidak SeimbangApa pengaruhnya pada Meter Prabayar?Seperti yang dijelaskan pada artikel sebelumnya PengawatanMeter PraBayar dan munculnya tulisan PERIKSA, adanya arus netral yang tidak diinginkan ini akan membuat masalah pada Meter Prabayar (MPB) bila pengawatan pada MPB tidak benar. Karena MPB cukup peka mengukur perbedaan antara arus phase dan netralnya.Oke dech sobatsampai disini dulu tulisannya. semoga sobat ILR menjadi lebih jelas memahami sistem kelistrikan 3 phase dan fenomena arus netralnya serta hubungannya dengan masalah pada MPB. Mudah-mudahan bermanfaat. Mohon maaf bila tulisannya malah jadi rumit dan sulit dimengerti.