kvarh
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN KVARH METER ANALOG DAN KVARH
METER DIGITAL TIGA PHASA SEBAGAI PERBANDINGAN
PENGUKURAN BESARAN LISTRIK
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan pendidikan Diploma III
Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
Angkit Yardewa Gomasbogi
0606 3031 0834
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG 2009
RANCANG BANGUN KVARH METER ANALOG DAN KVARH
METER DIGITAL TIGA PHASA SEBAGAI PERBANDINGAN
PENGUKURAN BESARAN LISTRIK
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan pendidikan Diploma III
Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
Angkit Yardewa Gomasbogi
0606 3031 0834
Menyetujui : Palembang, juli 2009 Pembimbing I Pembimbing II Herman Yani, ST Heri Liamsi, STNIP. 131884140 NIP. 131930650
Mengetahui :
Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektro Teknik Listrik
Ir. Ali Nurdin, MT Ir. KasmirNIP. 131954241 NIP. 132003335
ABSTRAK
RANCANG BANGUN KVARH METER ANALOG DAN KVARH METER DIGITAL TIGA PHASA SEBAGAI PERBANDINGAN
PENGUKURAN BESARAN LISTRIK
(2009 : XIII +64 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Lampiran) Angkit Yardewa Gomasbogi 0606 3031 0834 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi teknik yang serba
canggih pada dewasa ini, salah satu peneraan yang sangat teliti selalu digunakan.
Alat ukur listrik merupakan salah satu andalan peneraan yang teliti. Hal ini
tergantung pada penggunaan alat ukur. Contoh: pusat pembangkit tenaga listrik,
bengkel-bengkel listrik, bengkel-bengkel industri, turbin air, turbin gas, pusat-
pusat gardu listrik atau pusat distribusi tenaga listrik, dan pusat sentral telepon.
Untuk mengetahui besarnya energi reaktif pada konsumen – konsumen yang
menggunakan energi listrik dalam jumlah yang besar maka dipasanglah alat ukur
kVArh Meter. Biasanya PLN memasang kVArh Meter pada perusahaan yang
menggunakan energi listrik yang besar dan menggunakan cos ϕ kurang dari 0,85.
MOTTO :
- Lakukan perintah-Nya jauhi larangan-Nya
- Patuhi kata orang tua
- Hari ini lebih baik dari kemarin
- Terus berusaha walau harapan berhasil itu kecil
- Jangan pernah menyesal dalam mengambil keputusan
- Persahabatan lebih baik dari permusuhan
Penulis Persembahkan :
- Kepada Allah SWT yang telah memberikan
Rahmat dan Hidayah-Nya
- Kepada kedua orang tua Penulis tercinta
- Kepada kakak-kakak dan adik-adik Penulis
tersayang
- Kepada Seseorang yang special 12 05
- Kepada teman-teman Penulis EL.A 06
- Dan Mereka semua yang berjasa bagi
Penulis.
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT dan tidak lupa
penulis panjatkan salawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW atas
limpahan rahmad dan hidayah-Nya jualah akhirnya penulis dapat menyelesaikan
laporan akhir ini.
Adapun tujuan dari penulis laporan akhir ini adalah sebagai salah satu syarat
dalam menyelesaikan studi di Politeknik Negeri Sriwijaya, khususnya pada
Jurusan Teknik Elektro Bidang Studi Teknik Listrik.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak
kekurangan-kekurangan, baik dalam isi materi maupun pembahasannya, karena
mengingat keterbatasan ilmu dan kemampuan penulis. Untuk itu kritik dan saran
yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi kebaikan dan
kesempurnaan laporan akhir ini.
Penyusunan laporan akhir ini tidak terlepas dari segala bantuan, bimbingan
dan petunjuk dari berbagai pihak yang sangat membantu bagi penulis. Untuk itu
penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan dorongan, semangat serta doa
selama penulis menjalankan pendidikan.
2. Bapak RD. Kusumanto, S.T, M.M, selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwijaya Palembang.
3. Bapak Ir. Ali Nurdin, selaku koordinator jurusan Teknik Elektro Politeknik
Negeri Sriwijaya Palembang.
4. Bapak Ir. Siswandi, selaku Sekertaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik
Negeri Sriwijaya Palembang.
5. Bapak Ir. Kasmir, selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik
Negeri Sriwijaya Palembang.
6. Bapak Herman Yani, S.T, selaku Dosen pembimbing I.
7. Bapak Heri Liamsih, S.T, selaku Dosen pembimbing II
8. Bapak dan Ibu Dosen serta staf pada Jurusan Teknik Listrik.
9. Kakak dan Adikku tercinta, yang telah memberikan semangat dan dukungan
selama menjalankan pendidikan.
10. Sahabat-sahabat EL A 06 yang selalu membantu dan memberikan dukungan
sepenuhnya kepada Penulis.
11. Serta kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam penulisan
laporan ini.
Akhir kata semoga Allah SWT dapat melimpahkan rahmat-Nya kepada
mereka untuk membalas segala kebaikan dan pengorbanan yang telah diberikan
kepada penulis. Semoga laporan akhir ini dapat berguna bagi kita semua.
Palembang, Juli 2009
Penulis,
Angkit Yardewa Gomasbogi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
MOTTO ............................................................................................................ iii
ABSTRAK ........................................................................................................ iv
KATA PENGANTAR ...................................................................................... v
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ..................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah .......................................................................... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat ..................................................................... 2
1.4.1 Tujuan ................................................................................ 2
1.4.2 Manfaat .............................................................................. 3
1.5 Metode Penulisan ......................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum ........................................................................................... 5
2.2 Pengertian Pengukuran ................................................................. 5
2.3 Alat Ukur Kumparan Putar .......................................................... 6
2.4 Alat Pengukur Energi Arus Bolak Balik ...................................... 7
2.4.1 Prinsip-prinsip Kerja .......................................................... 7
2.4.2 Kesalahan-kesalahan dan Cara-cara kompensasinya ......... 9
2.4.3 Pengujian dan Kaliberasi .................................................... 13
2.5 KVArh Meter ............................................................................... 13
2.6 Komponen dan Peralatan Kvarh Meter ........................................ 15
2.6.1 Komponen .......................................................................... 15
2.6.2 Peralatan ............................................................................. 16
2.7 Register ........................................................................................ 19
2.8 Meter Tampilan Analog ............................................................... 19
2.9 Meter Tampilan Digital ................................................................ 20
2.10 Pemutus Arus ............................................................................. 21
2.11 Perhitungan Daya ....................................................................... 24
2.11.1 Daya Reaktif ................................................................... 25
2.11.2 Faktor Daya .................................................................... 26
2.12 Ketelitian dan Ketepatan ............................................................ 30
2.12.1 Ketelitian ........................................................................ 30
2.12.2 Ketepatan ....................................................................... 31
2.12.3 Beda Ketelitian dan Ketepatan ....................................... 31
2.13 Kepekaan, Presisi dan Ketelitian ............................................... 32
BAB III RANCANG BANGUN
3.1 Umum ......................................................................................... 34
3.2 Perancangan Kontrol Modul ...................................................... 34
3.2.1 Deskripsi Kerja ................................................................ 34
3.2.2 Diagrm Blok ..................................................................... 35
3.2.3 Tata Letak Komponen ...................................................... 35
3.3 Perancangan Mekanik Modul .................................................... 35
3.3.1 Rangka Mekanik Modul ................................................... 35
3.3.2 Dinding Mekanik Modul .................................................. 36
3.4 Peralatan Yang Mendukung ....................................................... 37
3.5 Alat dan Bahan ........................................................................... 39
3.5.1 Alat Yang Digunakan ....................................................... 39
3.5.2 Bahan Yang Digunakan ................................................... 40
3.6 Papan Nama Pada KVArh Meter Tiga Phasa ............................ 41
3.7 Prinsip Kerja KVArh Meter Tiga Phasa .................................... 42
3.8 Pengamatan dan Percobaan ........................................................ 43
3.9 Diagram Pengawatan KVArh Meter .......................................... 45
3.9.1 Diagram Pengawatan KVArh Meter Analog ................... 45
3.9.2 Diagram Pengawatan KVArh Meter Digital .................... 46
3.10 Pengukuran Daya Tiga Phasa ................................................... 47
3.11 Pengukuran Daya Tiga Phasa ................................................... 47
3.12 Pembacaan Pemakaian Energi Reaktif ..................................... 48
3.13 Langkah-langkah Pengujian ..................................................... 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Prosedur Pemasangan Pratikum Pengujian
Antara kVArh Meter Analog Dengan kVArh
Meter Digital 3 Phasa 4 Kawat .................................................. 50
4.1.1 Mempersiapkan Alat dan Bahan ...................................... 50
4.1.2 Langkah – Langkah Pengujian ......................................... 50
4.2 Data Hasil Pengujian .................................................................. 51
4.3 Hasil Perhitungan ....................................................................... 54
4.4 Analisa Pembahasan ................................................................... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................ 64
5.2 Saran ........................................................................................... 64
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Tabel 2.1 Arus Dasar Standar dan Arus Maksimum Meter KVArh ........ 18
2. Tabel 2.2 Tegangan Acuan Standar Meter KVArh .................................. 18
3. Tabel 2.3 Ketentuan Pelebur .................................................................... 24
4. Tabel 3.1 Alat yang Digunakan ............................................................... 39
5. Tabel 3.2 Bahan Mekanik ........................................................................ 40
6. Tabel 3.3 Bahan Kontrol .......................................................................... 40
7. Tabel 3.4 Contoh Papan Nama Pada kVArh Meter Tiga Phasa Analog... 41
8. Tabel 3.5 Contoh Papan Nama Pada kVArh Meter Tiga Phasa Digital ... 42
9. Tabel 3.6 Peralatan yang Digunakan Untuk Pengujian ........................... 43
10. Tabel 3.7 Data kVArh Meter 3 Phasa 4 Kawat Analog .......................... 44
11. Tabel 3.8 Data kVArh Meter 3 Phasa 4 Kawat Digital ........................... 44
12. Tabel 4.1 Data-data Pengujian I Pada Cos ϕ 0.71 .................................... 52
13. Tabel 4.2 Data-data Pengujian II Pada Cos ϕ 0.75 ................................... 52
14. Tabel 4.3 Data-data Pengujian III Pada Cos ϕ 0.80 .................................. 53
15. Tabel 4.4 Data-data Pengujian IV Pada Cos ϕ 0.85................................. 53
16. Tabel 4.5 Hasil Pengukuran kVArh Meter Analog dan kVArh Meter
Digital 3 Phasa 4 Kawat .......................................................... 62
17. Tabel 4.6 Pengaruh cos ϕ beban terhadap pembiayaan ........................... 62
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Gambar 2.1 Prinsip Suatu Meter Penunjuk Energi
Listrik Arus B-B (Jenis Induksi) ......................................... 8
2. Gambar 2.2 Arus-arus Eddy Pada Suatu Piring ........................................ 8
3. Gambar 2.3 Prinsip Pengaturan Phasa ...................................................... 10
4. Gambar 2.4 Prisip Suatu Pengaturan Beban Berat .................................... 11
5. Gambar 2.5 Prinsip Suatu Pengaturan Beban Ringan ............................... 11
6. Gambar 2.6 KVArh Meter ........................................................................ 14
7. Gambar 2.7 Membalik Polaritas KWh Meter Menjadi KVArh Meter ...... 15
8. Gambar 2.8 KVArh Meter dan Komponen-komponennya ....................... 18
9. Gambar 2.9 Bentuk Penunjukan (Register) .............................................. 19
10. Gambar 2.10 Meter Tampilan Analog .................................................... 20
11. Gambar 2.11 Meter Tampilan digital ...................................................... 21
12. Gambar 2.12 MCB (Miniature Circuit Breaker) .................................... 23
13. Gambar 2.13 Hubungan Antara KVA, KW, KVAr ................................ 26
14. Gambar 2.14 Beban Induktif dan Beban kapasitif .................................. 27
15. Gambar 2.15 Diagram Fasor Tegangan .................................................. 28
16. Gambar 2.16 Beda Ketelitian dan Ketepatan .......................................... 32
17. Gambar 3.1 Diagram Blok .................................................................... 35
18. Gambar 3.2 Tata Letak Komponen ....................................................... 35
19. Gambar 3.3 Rangka Mekanik Modul .................................................... 36
20. Gambar 3.4 Dinding Bagian Samping Kiri dan Kanan ......................... 36
21. Gambar 3.5 Dinding Bagian Depan dan Belakang ............................... 37
22. Gambar 3.6 KVArh Meter dan Komponen-komponennya ................... 39
23. Gambar 3.7 Diagram Pengawatan KVArh Meter Analog 3 Phasa
4 Kawat .............................................................................. 45
24. Gambar 3.8 KVArh Meter Analog 3 Phasa 4 Kawat ............................ 45
25. Gambar 3.9 Diagram Pengawatan KVArh Meter Digital 3 Phasa
4 Kawat .............................................................................. 46
27. Gambar 3.10 KVArh Meter Digital 3 Phasa 4 Kawat ............................ 46
28. Gambar 3.11 Pengukuran Daya Reaktif Dari Suatu Beban Setimbang
Tiga Phasa ......................................................................... 48
29. Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian ......................................................... 51
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir
Lampiran 2. Lembar Konsultasi Laporan Akhir (LA)
Lampiran 3. Lembar Identitas Pengesahan Data
Lampiran 4. Praktikum Pengujian kVArh meter Analog dan kVArh meter
Digital 3 Phasa 4 Kawat
Lampiran 5. Situasi Di Kamar Tera PT. PLN (Persero) WS2JB Cabang
Palembang
Lampiran 6. Alat Tera
Lampiran 7. Rangkaian Pengawatan Antara kVArh Meter Analog Dengan
kVArh Meter Digital 3 Phasa 4 Kawat
Lampiran 8. Bentuk Penunjukan Register Pada kVArh Meter Digital 3 Phasa 4
Kawat
Lampiran 9. Bentuk Penunjukan Register Pada kVArh Meter Analog 3 Phasa 4
Kawat
Politeknik Negeri Sriwijaya Pendahuluan
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan kebutuhan akan tenaga listrik saat ini demikian pesatnya,
baik untuk keperluan rumah tangga, sosial, perhotelan, gedung pemerintahan dan
terutama untuk industri. Untuk mengetahui besarnya energi reaktif pada
konsumen-konsumen yang menggunakan energi listrik dalam jumlah yang besar
maka dipasanglah alat ukur kVArh meter. Biasanya PLN memasang kVArh meter
pada perusahaan-perusahaan yang menggunakan energi listrik yang besar dan
menggunakan cos φ kurang dari 0.85 atau mempunyai sudut phasa lebih besar
dari 36.86°. Karena dengan bertambahnya daya reaktif maka faktor daya dari
saluran penghantar akan menurun, kebutuhan daya listrik semakin besar dan
semakin bertambahnya rugi-rugi (I².R) maka PLN memasang kVArh meter untuk
menghindari kerugian yang besar.
Sedangkan kebesaran listrik seperti arus, tegangan, daya dan sebagainya
tidak dapat secara langsung kita tanggapi dengan panca indera kita. Untuk
memungkinkan pengukuran maka kebesaran listrik ditransformasikan melalui
suatu phenomena fisis yang akan memungkinkan pengamatan melalui panca
indera kita; misalnya kebesaran listrik seperti arus ditransformasikan melalui
suatu phenomena fisis ke dalam kebesaran mekanis. Perubahan tersebut bisa
merupakan suatu rotasi melalui suatu sumbu yang tertentu. Besar sudut rotasi
tersebut berhubungan langsung dengan kebesaran arus listrik yang akan kita
amati, sehingga dengan demikian maka pengukuran dikembalikan menjadi
pengukuran terhadap suatu perputaran, dan besar sudut adalah menjadi ukuran
kebesaran listrik yang ingin diukur. Hal ini adalah lazim untuk suatu pengukuran
arus, tegangan, daya, energi, frekuensi dan sebagainya. Peralatan listrik yang
bekerja atas dasar prinsip-prinsip akan disebutkan di sini sebagai alat ukur listrik.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Pendahuluan
2
1.2 Perumusan masalah
Untuk mengetahui energi yang tidak terpakai (energi reaktif) digunakan
kVarh meter sebagai alat ukur. kVarh meter biasanya digunakan pada perusahaan
besar yang menggunakan energi listrik yang besar untuk menjalankan mesin dan
alat-alat produksi yang lain karena mesin yang menggerakkan pabrik biasanya
mempunyai cos φ yang sangat jelek. kVArh meter dapat bekerja apabila faktor
daya (cos φ) kurang dari 0.85.
Adapun pembahasan yang akan dibahas yaitu mengenai pengamatan dan
analisa mengenai perbandingan antara KVArh meter analog dengan KVArh meter
digital Tiga phasa dari segi ekonomis.
1.3 Batasan masalah
Dikarenakan luasnya masalah tentang KVARH meter analog dan KVARH
meter digital, maka didalam laporan akhirnya ini penulis membatasi masalah
mengenai perbandingan antara KVARH meter analog dengan KVARH meter
digital dari segi keandalan, biaya dan cos ϕ beban yang digunakan dalam
melakukan KVARH, serta membatasi penganalisaan KVARH analog dan
KVARH digital dari segi ekonomis.
1.4 Tujuan dan Manfaat
1.4.1 Tujuan
Adapun tujuan penulisan laporan akhir ini adalah :
1. Untuk mengetahui kelemahan dan keunggulan dari KVARH meter analog dan
KVARH meter digital
2. Untuk membandingkan besar pemakaian beban dalam selang waktu tertentu
antara KVARH meter analog dan KVARH meter digital.
3. Untuk membandingkan besar biaya pemakaian beban dalam selang waktu
tertentu antara KVARH meter analog dan KVARH meter digital
4. Untuk melengkapi peralatan praktek pada bengkel teknik listrik
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Pendahuluan
3
1.4.2 Manfaat
Sedangkan manfaat yang akan dicapai dalam pembuatan laporan akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Dapat mengetahui fungsi dari KVARH meter.
2. Dapat memahami prinsip kerja dari setiap peralatan yang digunakan.
3. Dapat memahami cara pemasangan dan cara merangkai KVARH meter tiga
Phasa.
1.5 Metode penulisan
Adapun metode yang dipakai dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini adalah :
Adapun metode yang dipakai dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini adalah :
1. Studi pustaka.
Pada metode ini dilakukan dengan cara mencari buku-buku referensi yang
berhubungan dengan laporan ini.
2. Metode pengambilan data.
Pada metode ini penulis melakukan pencarian dan pengambilan data langsung
dari bengkel listrik di Politekik Negeri Sriwijaya.
3. Metode Wawancara.
Pada metode wawancara ini penulis melakukan tanya jawab dengan
pembimbing mengenai masalah-masalah yang berhubungan dengan penulisan
laporan akhir ini.
1.6 Sistematika penulisan
Sistematika penulisan dalam menyusun Tugas Akhir ini, adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Di dalam bab ini dibahas mengenai latar belakang, perumusan masalah,
tujuan, metode penulisan, dan batasan masalah.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Di dalam bab ini dibahas mengenai teori-teori singkat yang mendukung
dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Pendahuluan
4
BAB III RANCANG BANGUN
Di dalam bab ini dibahas mengenai peralatan yang akan digunakan
untuk percobaan, langkah-langkah percobaan dan pengukuran.
BAB IV DATA DAN ANALISA
Di dalam bab ini dibahas mengenai hasil percobaan dan analisa dari
hasil percobaan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Di dalam bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil percobaan.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 5 Tinjauan Pustaka
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Dalam pengukuran suatu besaran baik besaran listrik maupun non listrik
perlu sekali diketahui hal yang menyangkut sifat dari alat ukur dan berapa definisi
mengenai sistem pengukuran. Maksud dari pengukuran tidak lain adalah untuk
mengetahui beberapa harga dari suatu besaran yang akan diukur.
Dalam hal ini harga yang diinginkan adalah harga yang benar atau paling
tidak mendekati harga yang sebenarnya yang tentu saja tergantung dari tingkat
kepresisian, sensitifitas, dan keakuratan dari alat ukur yang dipergunakan.
Listrik terdiri dari tiga fundamental yaitu pembangkit, transmisi dan
distribusi. mengingat listrik menjadi kebutuhan utama maka listrikpun menjadi
komoditi bisnis, maka untuk mengontrol pemakaian Daya Reaktif ke konsumen
digunakan alat ukur yaitu KVARH meter.
2.2 Pengertian Pengukuran
Pengukuran adalah suatu perbandingan antara suatu besaran dengan
besaran lain yang sejenis secara eksperimen dan salah satu besaran dianggap
sebagai standard. Dalam pengukuran listrik terjadi juga perbandingan, dalam
perbandingan ini digunakan suatu alat Bantu (alat ukur). Alat ukur ini sudah
dikalibrasi, sehingga dalam pengukuran listrikpun telah terjadi perbandingan.
Sebagai contoh pengukuran tegangan pada jaringan tenaga listrik dalam hal ini
tegangan yang akan diukur diperbandingkan dengan penunjukkan dari voltmeter
pada pengukuran listrik dapat dibedakan dua hal :
- Pengukuran besaran listrik, seperti arus (ampere), tegangan, (volt), daya listrik
(watt), dll.
- Pengukuran nonlistrik, seperti suhu, cahaya, tekanan, dll.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 6 Tinjauan Pustaka
Dalam melakukan pengukuran, pertama harus ditentukan cara
pengukurannya. Cara dan pelaksanaan pengukuran itu dipilih sedemikian rupa
sehingga alat ukur yang dapat digunakan dan diperoleh hasil dengan ketelitian
seperti yang dikehendaki. Juga cara itu harus semudah mungkin, sehingga
diperoleh efisiensi setinggi-tingginya. Jika cara pengukuran dan alatnya sudah
ditentukan, penggunaanya harus dengan baik juga. Setiap alat ukur harus
diketahui dan diyakini cara kerjanya. Dan harus diketahui pula apakah alat-alat
yang akan digunakan dalam keadaan baik dan mempunyai kelas ketelitian sesuai
dengan keperluannya.
Jadi jelas pada pengukuran listrik ada tiga unsur penting yang perlu diperhatikan
yaitu :
- Cara pengukuran
- Orang yang melakukan pengukuran
- Alat yang digunakan
Sehubungan dengan ketiga hal yang penting ini sering juga harus
diperhatikan kondisi dimana dilakukan pengukuran, seperti suhu, kelembapan,
medan magnet, dll. Mengenai alat ukur itu sendiri penting diperhatikan mulai dari
pembuatannya sampai penyimpanannya. Karena sejak pembuatan alat itu
ditentukan ketelitiannya sesuai dengan yang dikehendaki. Setelah itu dalam
pemakaian, pemeliharaan dan penyimpanan memerlukan perhatian kita agar
ketelitiannya tetap terpelihara.
2.3 Alat Ukur Kumparan Putar
Yang dimaksudkan dengan “alat ukur kumparan putar”, adalah alat pengukur,
yang bekerja atas dasar prinsip dari adanya suatu kumparan listrik, yang
ditempatkan pada medan magnit, yang berasal dari suatu magnet yang permanen.
Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabkan kumparan tersebut
berputar. Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur penting yang dipakai untuk
bermacam arus, tidak hanya untuk arus searah, akan tetapi dengan alat-alat
pertolongan lainnya, dapat pula dipakai untuk arus bolak balik. Pemakian dari alat
ukur kumparan putar adalah sangat luas, mulai dari alat-alat yang ada di
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 7 Tinjauan Pustaka
laboratorium sampai pada alat ukur yang ditempatkan di dalam pusat-pusat
pembangkit listrik. Alat ukur yang dimaksud ini dipergunakan sebagai alat ukur
untuk arus maupun tegangan.
2.4 Alat Pengukur Energi Arus Bolak Balik
2.4.1 Prinsip-prinsip Kerja
Untuk penggunaan-penggunaan yang paling umum dari alat pengukur
energi pada arus bolak balik, maka alat ukur dari tipe induksi mendapatkan
pemakaian yang paling luas. Alat ukur dari tipe ini mempunyai peralatan gerak
yang prinsip kerjanya adalah sama dengan alat ukur dari tipe induksi seperti
diperlihatkan dalam Gambar 2.1. Jadi, dalam gambar tersebut maka Cp adalah inti
besi dari kumparan-kumparan tegangan, Wp adalah kumparan-kumparan tegangan,
Cc adalah inti kumparan-kumparan arus dan Wc adalah kumparan-kumparan arus.
Arus beban I mengalir melalui Wc dan menyebabkan terjadinya fluksi magnetic
Ф1. Wp mempunyai sejumlah lilitan yang besar dan cukup besar untuk dianggap
sebagai reaktansi murni, sehingga arus Ip yang mengalir melalui Wp akan
tertinggal dalam fasanya terhadap tegangan beban dengan sudut sebesar 90º, dan
menyebabkan terjadinya fluksi magnetis sebesar Ф2. Persamaan-persamaan ini
diperlihatkan dalam Gambar 2.2. Dengan demikian maka terhadap kepingan
alumunium D, momen gerak TD yang berbanding lurus terhadap daya beban yang
akan dikenakan. Misalkan bahwa oleh pengaruh momen gerak ini, kepingan
alumunium akan berputar dengan kecepatan putaran n. Sambil berputar ini, D
akan memotong garis-garis fluksi magnetis Фm dari magnit yang permanent dan
akan menyebabkan terjadinya arus-arus putar yang berbanding lurus terhadap
nФm di dalam kepingan alumunium tersebut. Arus-arus putar ini akan pula
memotong garis-garis fluksi Фm sehingga kepingan D akan mengalami suatu
momen redaman Td yang berbanding lurus terhadap nФ²m. Bila momen-momen
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 8 Tinjauan Pustaka
Gambar 2.1 Prinsip Suatu Meter Penunjuk Energi Listrik
Arus B-B (Jenis Induksi).
Gambar 2.2 Arus-arus Eddy Pada Suatu
Piring.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 9 Tinjauan Pustaka
Tersebut yaitu TD dan Td ada dalam keadaan seimbang maka hubungan di bawah
ini akan berlaku.
kd VI cos φ = km nФ²m
atau
ϕφ
cos2 VImkm
kdn = ………………………………………….. (2-1)
Dengan Kd dan Km sebagai konstanta. Jadi persamaan terebut dapat terlihat bahwa
kecepatan putar n, dari kepingan lurus dengan beban VI cos, sehingga dengan
demikian maka perputaran dari pada kepingan tersebut, untuk suatau jangka
waktu yang tertentu berbanding dengan energi yang akan diukur untuk jangka
waktu tersebut. Untuk memungkinkan pengukuran, maka jumlah perputaran dari
kepingan D ditransformasikan melalui sistim mekanis tertentu, kepada alat
penunjuk atau roda-roda angka. Transformasi dari kecepatan putar biasanya
diadakan sehingga roda-roda angka tersebut berputar lebih lambat dibandingkan
dengan kepingan C. dengan demikian maka alat penunjuk atau roda-roda angka
akan menunjukkan energi yang diukur dalam kWh dan kVarh, setelah melalui
kaliberasi tertentu.
2.4.2 Kesalahan-kesalahan dan Cara-cara Kompensasinya
a) Penyesuaian phasa
Agar kepada kepingan bisa diberikan suatau momen yang
berbanding lurus terhadap daya beban, maka diperlukan untuk membuat
Ф2 supaya tertinggal phasanya terhadap V dengan sudut sebesar 90°.
Akan tetapi di dalam prakteknya sudut fasa ini adalah lebih kecil dari
90°, yang disebabkan oleh adanya tahanan-tahanan dan kerugian-
kerugian besi pada inti dari kumparan-kumparan tegangan Wp. Untuk
mengkompensasikan ini, suatu penyesuaian phasa
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 10 Tinjauan Pustaka
Gambar 2.3 Prinsip Pengaturan Phasa.
ditempatkan pada kumparan itu. Hal ini dicapai dengan melilitkan
kumparan F, dengan beberapa lilitan melalui kumparan tegangan dan
menghubungkannya dengan suatu tahanan R, seperti diperlihatkan pada
Gambar 2.3. Dari gambar tersebut terlihat, bahwa arus Is yang mengalir
disebabkan oleh fluksi magnetis Ф2 sebelum penyesuaian dibuat yang
membangkitkan fluksi magnetis Фs, kemudian menyebabkan fluksi
kombinasi Ф'2 dari Ф2 dan Фs untuk mempunyai phasa tertinggal
terhadap V, dengan sudut sebesar 90°.
b) Penyesuaian pada beban-beban berat
Kepingan D yang pada saat berputar akan memotong fluksi-fluksi
Ф1 dan Ф2 selain dari Фm, akan membangkitkan momen-momen k1nФ²1
dan k2nФ²2. Momen-momen tersebut akan bekerja berlawanan arahnya
dari perputaran, yang menyebabkan perlambatan, sehingga dengan
demikian suatu kesalahan negatip akan bertambah dengan bertambah
besarnya Ф1dan/atau Ф2. Dalam sistim-sistim tenaga dimana alat
pengukur energi ini dipergunakan, tegangan pada beban adalah hampir-
hampir tetap. Akan tetapi arus-arus beban akan bervariasi sangat lebar,
yang pula menyebabkan terjadinya variasi dari Ф1. Jadi dengan
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 11 Tinjauan Pustaka
demikian, pada beban-beban berat kesalahan negatip yang disebabkan
oleh k2nФ²2 akan terjadi.
Ф1 -Ф'1 Ф1 - Ф'1
Ф'1
Gambar 2.4 Prinsip Suatu Pengatur Beban Berat.
Gambar 2.5 Prinsip Suatu Pengatur Beban Ringan.
Untuk mengurangi kesalahan ini Ф1 dibuat kecil, Ф2 besar dan
perputaran n kecil. Disamping ini suatu shunt magnitis ditempatkan
dalam inti kumparan-kumparan arus, seperti diperlihatkan dalam Gbr. 2-
4. Pada saat arus-arus beban I adalah kecil dan demikian pula Ф1 kecil,
maka shunt magnitis ini akan memungkinkan fluksi magnitis Ф'1 yang
merupakan suatu fraksi dari Ф1, untuk mengalir melaluinya. Jadi fluksi
magnitis yang disebabkan arus dan memotong kepingan D berkurang
dari Ф1 menjadi (Ф1- Ф'1) akan tetapi pada saat-saat I besar maka Ф'1
akan bertambah besar pula sampai dengan Ф'1m pada saat kejenuhan dari
fluksi magnitis terjadi. Dan dengan demikian tidak akan memungkinkan
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 12 Tinjauan Pustaka
mengalirnya fluksi-fluksi tersebut melalui shunt itu. Dalam hal ini maka
pada beban-beban berat, fluksi–fluksi arus yang akan memotong
kepingan dan dengan demikian pula momen gerak yang akan
dihasilkannya akan bertambah secara perbandingan lebih besar terhadap
arus, sehingga suatu kompensasi untuk negatip pada beban-beban berat
akan terjadi.
c) Penyesuaian beban-beban ringan
Bila kepingan D berputar, maka momen-momen gesekan mekanis
akan terjadi dan pula menyebabkan kesalahan-kesalahan negatip.
Kesalahan ini akan lebih penting pada beban-beban ringan yaitu bila
arus beban kecil. Untuk mengkompensasikan kesalahan ini, penyesuaian
pada beban ringan ditempatkan seperti pada Gambar 2.5. Q dalam
gambar ini adalah suatu cincin tembaga yang pendek, yang ditempatkan
di antara kumparan tegangan dan kepingan dalam posisi yang agak
miring pada arah perputaran.
Dengan pengaturan ini maka dari fluksi magnitis Ф2 yang melalui
cincin pendek tersebut, akan mempunyai fasa yang terlambat terhadap
bagian lainnya yang tidak melalui cincin pendek ini. Jadi suatu effek
terjadi seakan-akan bahwa kutub-kutub magnit dari inti kumparan
tegangan, telah bergeser pada arah perputaran dan menghasilkan suatu
momen di dalam arah perputaran kepingan. Dengan mengatur posisi dari
pada cincin pendek ini maka terdapat kemungkinan untuk meniadakan
pengaruh dari momen-momen gesekan.
d) Mengelakan putaran pada beban kosong
Bila suatu penyesuian beban ringan ditempatkan, maka terdapat
kemungkinan bahwa kepingan akan berputar meskipun tidak ada beban,
yaitu jika hanya kumparan-kumparan tegangan yang mendapatkan
enersi. Gejala ini disebut berputar pada beban kosong. Suatu cara untuk
menghindarkan ini adalah dengan membuat suatu lubang kecil pada
kepingan aluminium D. Bila lubang tersebut sampai di bawah inti dari
kumparan tegangan, maka jalan dari pada arus-arus putar yang terjadi di
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 13 Tinjauan Pustaka
dalam kepingan akan mengalami gangguan. Hal ini menyebabkan bahwa
momen pada beban ringan dikurangi dan menyebabkan kepingan akan
berhenti pada posisi tersebut.
2.4.3 Pengujian dan kaliberasi
Batas-batas kesalahan dari alat pengukur enersi tergantung dari pada
penggunaan-penggunaannya dan diklasifikasikan secara halus, di dalam standard-
standar IEC. Salah satu pengujian yang terpenting dari alat ukur enersi adalah test
kepada kesalahan terhadap penunjuk. Test terhadap kesalahan penunjukan adalah
sebagai berikut. Dalam metoda stopwatch dimana suatu jumlah enersi yang
tertentu, diberikan kepada alat ukur yang sedang mengalami pengecekan dan
waktu yang diperlukan oleh kepingan untuk berputar sampai dengan suatu jumlah
perputaran tertentu., diukur dengan metoda standard, dimana alat ukur yang
mengalami pengecekan dibandingkan dengan suatu alat ukur enersi yang dibuat
khusus dengan ketelitian-ketelitian tertentu sebagai standar untuk alat ukur enersi,
atau pula disebut standard perputaran. Dalam cara pengetesan dengan alat ukur
induksi, maka cara ini berkisar kepada cara praktis untuk pengetesan sejumlah alat
ukur yang sama tipe atau lain-lainnya. Salah satu dari alat ukur ditest secara
khusus dan kemudian dipakai sebagai induk. Alat-alat ukur lainnya dalam
kelompok tersebut dibandingkan terhadap alat ukur induk ini dan secara
bersamaan.
2.5 KVArh Meter
KVArh meter (meter energi reaktif) adalah instrument ukur listrik integrasi
yang mengukur energi reaktif dalam satuan VAR/jam atau kelipatannya yang
sesuai, alat ukur ini biasa disebut sebagai alat ukur watt jam
(watt hour meter) dan alat ukur ini biasa digunakan untuk pengkuran energi listrik
komersil. Kumparan arus seri dihubungkan dengan hantaran dan kumparan
tegangan, dihubungkan secara paralel.
Kedua kumparan yang di lilitkan pada sebuah kerangka logam dengan
desain khusus, melengkapi dua rangkaian magnet. Sebuah piringan alumunium
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 14 Tinjauan Pustaka
ringan digantung, dalam senjang udara medan kumparan arus yang menyebabkan
arus pusar mengalir di dalam piringan, reaksi arus pusar dan medan kumparan
tegangan membangkitkan sebuah torsi (aksi motor) terhadap piringan dan
menyebabkan piringan berputar.
Redaman piringan diberikan oleh dua buah magnet permanent kecil, yang
ditempatkan saling berhadapan pada posisi piringan, dan bila magnet berputar,
maka magnet-magnet permanent menginduksi arus pusar di dalamnya, dan arus-
arus pusar ini bereaksi dengan medan magnet dari magnet-magnet kecil dan
meredam gerakan dari piringan kecil.
Kalibrasi alat ukur watt jam dilakukan pada saat beban penuh, yang
diijinkan dan pada kondisi 10 % dari beban penuh yang diijinkan, pada beban
penuh dan kalibrasi terdiri dari pengaturan posisi magnet-magnet permanent kecil,
alat-alat ukur membaca dengan tepat, pada saat beban sangat ringan komponen
dari medan menghasilkan suatu torsi yang tidak berbanding langsung dengan
beban kompensasi kesalahan di peroleh dengan menyisakan sebuah kumparan
perlindungan atau flat di atas, dan sebagian kumparan tegangan dan membuat alat
ukur bekerja pada 10 % beban yang diijinkan, dan kalibrasi alat ukur biasanya
mengahasilkan pembacaan yang memuaskan untuk semua beban lainnya. Adapun
gambar dan bagian-bagian dari kVArh meter adalah sebagai berikut :
Gambar 2.6 KVArh Meter.
KVARH meter digunakan untuk mengukur besarnya pemakaian energi
reaktif pada konsumen yang mempunyai cos φ kurang dari 0.85 atau pada
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 15 Tinjauan Pustaka
konsumen-konsumen yang mempunyai sudut phasa lebih dari 36.86°. kVArh
meter pada prinsipnya adalah seperti kWh meter, jika pada kWh meter yang
diukur adalah daya nyata atau I.E.Cos φ × t, maka pada kVArh yang diukur
adalah daya buta atau I.E.Sin φ × t.
Gambar 2.7 Membalik Polaritas KWh Meter Menjadi KVArh Meter.
Untuk bisa mendapatkan hasil pengukuran I.E Sin φ × t, prinsip dasarnya adalah
membalik polaritas kumparan tegangan kWh meter dengan jalan membalik
pengawatannya.
2.6 Komponen dan Peralatan Kvarh Meter
2.6.1 Komponen
Berikut ini adalah komponen yang terdapat dalam kVArh meter, antara lain :
a. Kumparan. e. Klem spaning.
b. Piringan. f. Roda gigi.
c. Magnet permanent. g. Register atau tel work.
d. Poros.
Adapun fungsi dari komponen tersebut adalah sebagai berikut :
a. Kumparan
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 16 Tinjauan Pustaka
Berfungsi untuk menjalankan piringan jika arus dialirkan ke dalam kumpran,
maka piringan tersebut akan berputar.
b. Piringan
Berfungsi untuk memutar angka pada kVArh meter.
c. Magnet permanent
Berfungsi untuk pengerem piringan supaya piringan tidak berputar.
d. Poros
Berfungsi untuk tiang pada piringan kVArh meter.
e. Klem spaning
Berfungsi untuk penghubung terminal kumparan arus dengan tegangan.
f. Roda gigi
Berfungsi untuk penghubung antara kabel kumparan pemutar piringan dengan
angka.
g. Register atau tel work
Berfungsi untuk menampilkan berapa banyak jumlah energi listrik yang
dipakai oleh konsumen, biasanya register atau tel work yang terdapat di
sesuaikan dengan jenis kVArh meter.
2.6.2 Peralatan
Adapun peralatan yang berperan penting dalam penggunaan dan pemakaian
kVArh meter diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Dasar kotak meter
Bagian belakang meter dimana biasanya meter di pasang pada dudukannya
dimana rangka, jepitan dan tutup meter, di tempatkan untuk flush kontak
meter termasuk juga isi kotak.
b. Tutup meter
Penutup pada bagian muka meter, dibuat dari bahan yang seluruhnya tembus
pandang atau bahan yang tidak tembus pandang, tapi di lengkapi dengan
jendela, untuk melihat putaran rotor dan untuk memudahkan pembacaan
meter.
c. Rangka meter
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 17 Tinjauan Pustaka
Bagian meter dimana di tempatkan elemen penggerak meter, bantalan sumbu,
piringan meter, dan biasanya peredam meter dan alat pengukur.
d. Blok terminal
Bagian meter yang dibuat dari bahan-bahan isolasi padat, dimana di
tempatkan sekumpulan jepitan meter.
e. Tutup terminal
Suatu tutup yang menutupi jepitan meter dan pada umumnya, termasuk juga
sebagian dari kabel hantaran yang di hubungkan ke jepitan.
f. Sirkuit arus
Kumparan dari elemenen penggerak beserta sambungannya di dalam meter
yang dialiri arus dan pada rangkaian kVArh meter di sambungkan pada
jaringan.
g. Sirkuit tegangan
Kumparan dari elemen penggerak, beserta sambungannya di dalam meter
dihubungkan pada jaringan listrik.
h. Sirkuit bantu
Elemen-elemen (kumparan, lampu, kontak dsb) dan sambungan dari satu
peralatan bantu di dalam kotak meter, dimaksudkan untuk peralatan yang
diluar seperti saklar waktu, relay, penghitung impuls, adapun gambar dari
bagian-bagian komponen dari kVArh meter sebagai berikut.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 18 Tinjauan Pustaka
Gambar 2.8 KVArh Meter dan Komponen-komponennya.
( Tabel 2.1 Arus Dasar standar dan Arus Maksimum Meter KVArh ).
No. Meter kVArh
Arus Dasar Standar
(A)
Arus Maksimum
(A)
1. Sambungan langsung 5
20
50
20
60
100
2. Sambungan melalui trafo arus 1
5
-
-
( Tabel 2.2 Tegangan Acuan Standar Meter KVArh ).
Meter KVArh Tegangan Acuan Standard
(V)
Sambungan langsung fasa tunggal 230
Sambungan fasa tiga 400
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 19 Tinjauan Pustaka
2.7 Register
Suatu alat yang mengintegrasikan dan memperlihatkan jumlah perputaran
dari kepingan disebut register. Register dibuat sebagai penunjuk untuk
memperlihatkan jumlah perputaran dan berapa banyak konsumen memakai energi
listrik.
Gambar 2.9 Bentuk Penunjukkan (Register).
2.8 Meter Tampilan Analog
Meter analog adalah peukur yang keluarannya atau tampilannya merupakan
fungsi malar terhadap waktu dan mengikuti hubungan yang tetap terhadap
masukannya. Meski peukur bergana dipakai luas, namun peukur analog tetap
banyak digunakan. Hal itu karena kedua-duanya selain memiliki keterbatasan juga
ada kelebihannya. Peukur, baik jenis analog maupun bergana, dewasa ini
digolongkan atas dasar besaran yang dapat diukur olehnya. Sebagai contoh peukur
yang dapat mengukur tegangan disebut voltmeter dan peukur yang dapat
mengukur arus disebut ammeter. Begitu pula dengan wattmeter, peukur faktor
daya, peukur frekuensi, dan sebagainya. Pembagian peukur analog dan bergana
didasarkan pada pengolahan sinyal sebelum ditampilkan. Pada peukur analog,
sinyal yang menggambarkan besaran terukur adalah sinyal yang malar terhadap
waktu. Pada peukur bergana, sebelum sinyal hasil pengukuran ditampilkan, sinyal
itu diolah dahulu secara bergana, yaitu melalui penyiapan sinyal, pencuplikan, dan
penyandian, dan harus ditampilkan.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 20 Tinjauan Pustaka
Cara pembagi peukur yang sejak lama, yaitu peukur listrik dan peukur
elektronik. Peukur listrik digolongkan atas dasar cara kerjanya yang
memanfaatkan arus terukur, dan arus itu kemudian diubah menjadi gerak mekanis
melalui gejala kemagnetan. Peukur elektronik adalah peukur yang memanfaatkan
pesusun elektronik seperti tahanan, transistor, pengindera, dan tranduser. Peukur
listrik selain terbagi menurut jenis arus bolak-balik, juga dibagi berdasarkan cara
pengubahan arus menjadi gerakan mekanis. Jenis yang termasuk pada golongan
terakhir adalah peukur kumparan putar, peukur kumparan besi, dan peukur
elektrodinamometer.
Gambar 2.10 Meter Tampilan Analog.
2.9 Meter Tampilan Digital
Jenis meter-meter listrik terbaru adalah solid state yang dilengkapi dengan
LCD untuk menampilkan daya serta dapat dibaca secara otomatis. Selain dapat
mengukur listrik yang digunakan, meter solid state dapat juga merekam parameter
lain dari beban dan suplai seperti permintaan maksimum, faktor daya, dan daya
reaktif yang digunakan. Meter solid state dapat menghitung jumlah listrik yang
dikonsumsi, dengan penetapan harga yang bervariasi menurut waktu setiap hari,
minggu, dan musim.
Disamping itu ada keuntungan-keuntungan lain seperti penggunaannya
signal-signal digital untuk pencetakan (printing-out) atau perekam langsung pada
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 21 Tinjauan Pustaka
pita berlubang atau pita magnitis atau selanjutnya untuk penghubung langsung
computer-computer alat-alat digital untuk menambah effisiensi pengolahan data.
Gejala-gejala yang akan diukur kebanyakan berubah secara kontinue (dalam
bentuk analog). Jika dipergunakan alat-alat ukur digital untuk gejala-gejala
tersebut, maka mereka perlu diubah pada setiap tempat menjadi besaran-besaran
digital. Alat yang dipakai untuk merubah ini disebut pengubah analog-digital (A-
D converter), dan ini merupakan suatu elemen yang penting bagi alat ukur digital,
Gambar 2.11 Meter Tampilan Digital.
2.10 Pemutus Arus
Pemutus arus yang dipakai sebagai alat pemutus dan pembatas daya pada
pelanggan pengguna kVArh meter harus mempunyai spesifikasi teknik sebagai
berikut :
Prinsip kerja pemutus. Trip thermis, trip bimetal, atau trip hidrolis, dan trip
elektro magnet.
Karakter teknik
- Frekuensi pengenal : 40-60 Hz.
- Kapasitas pemutus : 6 KA pada 220 V dan cos Ø = 0,85.
- Dapat bekerja sampai dengan 440 AC.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 22 Tinjauan Pustaka
Untuk pemutus arus sampai dengan 100 A digunakan MCB (miniature
circuit breaker) sedangkan untuk pembatas di atas 100 A di pakai pelebur
tegangan rendah pemutus cetak (MCCB = mouled cast cicuit breaker) atau
pemutus tanpa pelebur (NFB = NO fuse breaker) yang dapat di stel untuk
memenuhi karakteristik pembatas.
a. MCB (miniature circuit breaker)
Sesuai dengan TDL 94 penggunaan listrik PLN oleh pelanggan di batasi
dayanya berdasarkan kontrak jual beli listrik. Alat pembatas daya dipakai adalah
MCB (miniature circuit breaker) dengan karakteristik tertentu sesuai TDL 94,
adalah tipe CL (current limiter). MCB merupakan alat pengaman terhadap
gangguan arus beban lebih dan arus hubung singkat. Berdasarkan MCB di
lengkapi dengan komponen dwi logam yang digunakan untuk pengaman arus
beban lebih dan elektromagnet untuk pengaman arus hubung singkat.
Prinsip kerja MCB :
- Thermis
Prinsip kerjanya : Operasi berdasarkan pada pemuaian atau pemutus dua jenis
logam yang koefisien memuainya panjang dan berbeda, kedua jenis logam
tersebut di las di satu keping (bimetal) dan di hubungkan dengan kawat arus. Jika
arus yang mengalir melalui bimetal tersebut melebihi arus nominal yang di
perkenankan maka bimetal tersebut akan melengkung dan memutuskan arus
listrik.
- Magnetik
Prinsip kerjanya : Memanfaatkan arus hubung singkat yang cukup besar untuk
menarik saklar mekanik dengan prinsip induksi elektromagnetis. Semakin besar
arus hubung singkat semakin besar kemampuan CB untuk menggerakkan saklar
tersebut. Sehingga lebih cepat memutuskan rangkaian listrik dan gagang operasi
akan kembali ke posisi off.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 23 Tinjauan Pustaka
Gambar 2.12 MCB ( Miniature Circuit Breaker ).
MCB terdiri dari susunan
1. Bimetal
Adalah alat yang bertugas melepaskan kontak utama di karenakan terjadinya
beban lebih dengan waktu tertentu. Bimetal di lingkupi kawat pemanas yang
terisolasi dengan bimetal. Pemanas menjadi panas bila di lewati arus (beban).
2. Kumparan elektromagnit
Adalah yang intinya dapat bergerak, inti ini maju ke depan ketika saklar pada
posisi ON. Bila terjadi arus yang besar sekali (arus hubung singkat) maka
kumparan elektromagnit akan menarik alat yang di sebut Hammer Trip sehingga
kontak listrik putus.
3. Hammer trip
Adalah sistem mekanik yang tugasnya melepas kontak dengan cepat bila di
sentuh sedikit saja. Hammer Trip ini dapat disentuh oleh tuas saklar bimetal dan
juga oleh inti kumparan elektromagnit.
4. Kontak
Adalah yang bertugas melangsungkan mengalirnya arus dari sumber ke
pemakai atau memutuskannya setiap waktu. Titik-titik kontak terbuat dari bahan
yang kuat, tidak mudah meleleh. Pada pemasangannya pada jaringan listrik, kawat
fasa tersambung dengan terminal yang berhubungan dengan kontak tersebut.
5. Ruang peredam busur api
Pada saat terjadi arus yang besar sehingga kumparan elektromagnit bekerja
dan kontak terbuka, aliran terputus pada saat terbuka tersebut kemungkinan terjadi
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 24 Tinjauan Pustaka
busur api yang besar. Busur api itu teredam dalam ruangan khusus sehingga tidak
membahayakan peralatan-peralatan/bagian-bagian alin MCB.
b. Fuse
Sekering (fuse) adalah suatu alat listrik yang berfungsi sebagai pengaman
yang bertugas untuk memutus aliran arus listrik apabila terjadi hubung singkat.
Pengaman lebur (fuse) yang boleh digunakan untuk pembatas arus pelanggan PLN
harus memenuhi standard.
( Tabel 2.3 Ketentuan Pelebur ).
Arus nominal
LN (A)
Arus lebih
(A)
Waktu lebur
(jam)
< 60 1,3 In
2 In
> 1
<1
> 60 1,3 In
2 In
> 2
< 2
2.11 Perhitungan Daya
Besarnya daya pada suatu resistor R dinyatakan sebagai berikut :
p = i²R = Rv 2
…………………………………………………………. (2-2)
Untuk tegangan dan arus yang berubah periodik secara sinus, nilai sesaat
daya juga berubah secara periodik. Adapun nilai daya rata-rata P dalam suatu
resistor dinyatakan dengan persamaan yang tidak berbeda jauh dengan persamaan
(2-2), tetapi dengan harga tegangan dan arus efektif (rms), yaitu
P = I²R = R
V 2
……………………………………………………….... (2-3)
I = Irms = Im/ 2 dan V = Vrms = Vm/ 2 (dengan Im dan = Vm adalah arus
maksimum dan tegangan maksimum).
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 25 Tinjauan Pustaka
2.11.1 Daya Reaktif
Daya pada resistor sebanding dengan kuadrat tegangan atau arus, sehingga
daya selalu berarah positif. Jadi perubahan periodik tegangan atau arus secara
sinus tidak mengubah arah daya, serta energi selalu dilepaskan sepanjang daur,
baik pada saat setengah periode positif maupun pada setengah periode negatif.
Berbeda halnya dalam hal daya pada induktor atau kapasitor. Pada
induktor dalam setengah periode positif, energi dialihkan dari rangkaian ke medan
magnetik. Sedangkan dalam setengah periode negatif, energi dikembalikan
(dialihkan dari medan magnetik ke rangkaian). Demikian pula pada kapasitor,
dalam setengah periode positif energi dialihkan dari rangkaian ke medan listrik.
Sedangkan dalam setengah periode negatif, energi dikembalikan.
Untuk suatu induktor L yang mengalirkan arus sebesar
i = Im cos (ωt – π /2) = 2 I sin ωt
Tegangannya adalah
VL = L di/dt = 2 ω L I cos ωt
dan daya sesaatnya adalah
PL = i VL = 21² ωL sin ωt
PL = I²XL sin 2ωt …………………………………………………….. (2-4)
Dengan XL = ωL sebagai reaktansi induktif. Besar amplitudo variasi daya adalah
I²XL dan pengembalian energi ke rangakaian secara periodik ditunjukkan
oleh sin 2ωt.
Untuk suatu kapasitor C yang mengalirkan arus sebesar
I = Im cos (ωt - π /2) = 2 I sin ωt
tegangannya adalah
VC = (1/C i dt + Vo = - ∫ 2 (1/ωC) I cos ωt
dan daya sesaatnya adalah
pC = i VC = 2I²(-1/ωC sin ωt (cos ωt)
pC = I²XC sin 2ωt .................................................................................. (2-5)
dengan Xc = - (1/ωC) sebagai reaktansi kapasitif.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 26 Tinjauan Pustaka
Dari kedua kasus pada induktor dan kapasitor di atas, disimpulkan bahwa
dalam unsur reaktif tidak ada pengalihan energi atau daya rata-rata adalah nol.
yang terjadi adalah penyimpanan dan pengembalian energi secara periodik dengan
amplitudo variasi daya sebesar
Px = I²X ……………………………………………………………… (2-6)
Besaran ini disebut daya reaktif. Selanjutnya karena kesamaannya dengan bentuk
persamaan daya P = I²R atau persamaan (2-3) yang bisa dinyatakan sebagai V²/R,
maka daya reaktif ini juga dapat dinyatakan sebagai V²/X.
2.11.2 Faktor Daya
Hubungan antara kVA, kW dan kVAr adalah sebagai berikut :
Gambar 2.13 Hubungan Antara KVA, KW dan KVAr.
22 QPS += ………………………………………………………….. (2-7)
dimana :
S = Daya Semu (kVA)
P = Daya Efektif ( kW)
Q = Daya Reaktif (kVAr)
Q = Daya Reaktif yang terdiri dari :
QL = Daya Reaktif Induktif
QC = Daya Reaktif Kapasitif
Bila QL tegak ke bawah maka arah QC tegak ke atas
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 27 Tinjauan Pustaka
contoh :
Gambar 2.14 Beban Induktif dan Beban Kapasitif.
dimana :
Beban induktif :
- I langging dari V
- Cos θ = positif
- Sin θ = negatif
Beban kapasitif :
- I leading dari V
- Cos θ = positif
- Sin θ = negatif
Faktor daya :
( ) ( )( )kVAnyataDaya
kWEfektifDayaCosF =ϕ …………………………………………(2-8)
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 28 Tinjauan Pustaka
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa tidak semua daya yang didapat dari
PLN atau Generator dapat digunakan seluruhnya akan tetapi diantara kVA dan
kW terdapat suatu faktor yang disebut sebagai Faktor Daya / Power Factor (Cos
φ).
Biaya kVArh oleh PLN
PLN membebankan biaya kelebihan pemakaian kVArh kepada pelanggan pada
golongan tarif tertentu apabila :
• Faktor Daya (Cos φ) pada instalasi pelanggan < 0.85.
• Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Dari uraian diatas maka solusi yang harus kita lakukan untuk dapat melakukan
penghematan energi listrik adalah dengan memperbaiki atau mengoreksi Faktor
Daya (Cos φ) agar dicapai nilai Cos φ > 0.85.
θ
A
VR
I.Xs
I.Rs
O D
VS
C
B
Gambar 2.15 Diagram Fasor Tegangan.
Penurunan tegangan terjadi dari dua komponen :
a. I. Rs yaitu rugi-rugi tegangan akibat tahanan saluran
b. I. Xs yaitu rugi-rugi tegangan akibat reaktansi induktif
saluran
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 29 Tinjauan Pustaka
Sehingga kerugian tegangan pada saluran distribusi dapat dinyatakan :
Es = Es + IR Cos θr + IX Sin θr……………………………….………(2-9)
Dengan regulasi tegangan
( rr SinXCosR )ErI
ErErEs ϕϕ +==
− ………………………..…….. (2-10)
dimana :
Es = Tegangan pada pangkal pengiriman
Er = Tegangan pada ujung penerimaan
R = Jumlah tahanan saluran (Ω)
X = Jumlah reaktansi saluran (Ω)
Cos φr = Faktor daya pada ujung penerimaan
Sin φr = Faktor daya buta pada ujung penerimaan
Sebaliknya bila kondisi pada titik pengiriman diketahui maka
Er = Es – ( IR Cos φr + IX Sin φr ) ……………….……………….. (2-11)
Berdasarkan segitiga COD di atas, maka :
OC = OD. Cos θ
= VR. Sin θ
CD = OD. Cos θ
= VR. Cos θ
OA = VS
VS = ( ) ( )22 BAOB +
= ( ) ( )22 .... XsISinVRRsICosVR +++ θθ ………………… (2-12)
OD = VR
VR = Vs – ( I. Rs . Cos θ + I. Xs . Sin θ ) ……………………… (2-13)
Maka rugi tegangan adalah :
ΔV = ( I . Rs . Cos θ ) + ( I . Xs . Sin θ ) ……...........……………(2-14)
dimana :
ΔV = Rugi Tegangan ( V, KV, MV )
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 30 Tinjauan Pustaka
VS = Besar Tegangan Pengiriman ( V, Kv, MV )
VR = Besar Tegangan Beban (A)
I = Besar Arus Pada Beban (A)
Rs = Nilai Resistansi Pada Saluran (Ω)
Xs = Nilai Reaktansi Pada Saluran (Ω)
Cos θ = Besar Faktor Daya
Dimana besar tegangan yang diterima :
VR = VS - ΔV
Maka besar persentase (%) rugi tegangan adalah :
% ΔV = 100×ΔVV %
dimana :
ΔV = Rugi Tegangan (volt)
V = Tegangan Kerja (volt)
ΔV = Besar Tegangan Yang Diterima
2.12 Ketelitian dan Ketepatan
Peukur digunakan peukur digunakan untuk menentukan besaran fisika atau
benda. Besaran itu diharapkan menghampiri nilai yang sebenarnya. Tidak ada
pengukuran tanpa galat. Dengan demikian, perlu dicari parameter yang
menggambarkan keandalan peukur dan keberhasilan pengukuran untuk
mendapatkan nilai yang sedekat mungkin dengan nilai benarnya. Parameter itu
adalah ketelitian dan ketepatan.
2.12.1 Ketelitian
Ketelitian pengukuran adalah kedekatan pembacaan peukur dengan nilai
yang diharapkan atau nilai benar. Nilai benar adalah yang paling mungkin jika
besaran yang diukur, dihitung secara matematika. Nilai ketelitian mutlak tidaklah
bearti pada pengukuran suatu besaran. Lebih diharapkan jika ketelitian dinyatakan
dalam bentuk ketelitian nisbi. Ungkapan matematika untuk ketelitian nisbi adalah
sebagai berikut :
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 31 Tinjauan Pustaka
ketelitian Xn
XnYn −−= 1 ………………………………………………….. (2-15)
dengan
Yn = nilai benar.
Xn = nilai hasil pengukuran.
2.12.2 Ketepatan
Parameter lain yang berhubungan dengan pengukuran antara lain
ketepatan. Ketepatan adalah kedekatan hasil pengukuran dengan nilai rerata hasil
pengukuran berulang-ulang. Jika pengukuran dikatakan teliti, berarti juga
pengukuran tersebut tepat. Dengan kata lain, di dalam ketelitian termasuk juga
ketepatan. Sebaliknya, tidaklah selalu benar di dalam ketepatan termasuk juga
ketelitian. Dalam ungkapan matematika, ketepatan dapat dinyatakan sebagai
berikut :
ketepatan __
__
1Xn
XnXn −−= ………………………………………………….. (2-16)
dengan
Xn = nilai pengukuran ke-n. __Χ n = nilai rerata hasil pengukuran berulang n kali.
2.12.3 Beda ketelitian dan ketepatan
Perbedaan ketepatan dan ketelitian dapat digambarkan dalam bentuk grafik. Lihat
gambar 2.11.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 32 Tinjauan Pustaka
X’ XX’ X
X’ X’ XXKetelitian Rendah-Ketepatan Rendah Ketelitian Baik-Ketepatan Rendah
Ketelitian Rendah-Ketepatan Baik Ketelitian Baik-Ketepata Baik
SS
S S
Bias Bias
Bias Bias
_ _X = nilai benar, X = rataan hasil pengukuran, S = simpangan
Gambar 2.16 Beda Ketelitian dan Ketepatan.
2.13 Kepekaan, Presisi dan Ketelitian
Untuk suatu alat pengukur, kebesaran yang minimal dapat dideteksikan oleh
alat tersebut dinyatakan sebagai kepekaan dari pada alat yang dimaksudkan.
Kebesaran ini akan menjadi ukuran sampai berapa jauhkah suatu alat tersebut
peka, yang pula tergantung kepada metoda pengukuran. Sebagai contoh suatu
galvanometer mempunyai kepekaan yang lebih besar dari pada alat ukur amper
maupun alat ukur volt. Pada umumnya alat-alat ukur yang mempunyai kepekaan
yang lebih tinggi akan lebih mudah pula dipengaruhi oleh keadaan-keadaan luar
seperti getaran dan induksi elektromagnit, mempunyai batas-batas ukur yang lebih
kecil dan pada umumnya adalah sangat sulit untuk dipakai.
Dalam beberapa hal kepekaan dinyatakan seperti dalam galvanometer,
sebagai perubahan penunjukan dari kebesaran yang akan diukur. Pada umumnya
pengukuran-pengukuran dengan kesalahan yang kecil disebut pengukuran yang
teliti, sedangkan pengukuran yang memperlihatkan hasil-hasil ukur yang tidak
jauh berbeda satu dan lainnya disebut pengukuran yang presisi. Jadi presisi
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya 33 Tinjauan Pustaka
memperlihatkan tingkat dari pada kesalahan-kesalahan yang tidak disengaja yang
terjadi selama proses pengukuran.
Suatu kebesaran yang dinyatakan suatu tingkat pendekatan dari harga yang
diukur terhadap harga yang sebenarnya disebut ketelitian. Sebagai contoh,
pernyataan bahwa harga pengukuran adalah 1mV dan ketelitiannya adalah 1 μV
bearti bahwa harga sebenarnya akan terletak antara 1,001 mV dan 0,999mV.
Untuk ini maka notasi (1,000 ± 0,001) mV sering dipergunakan. Dalam banyak
hal ketelitian dinyatakan dalam proporsi dari kesalahan terhadap harga
pengukuran, dan dengan mempergunakan contoh tersebut di atas ini maka dapat
pula dinyatakan bahwa ketelitiannya adalah ± 0,1 %.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
34
BAB III
RANCANG BANGUN
3.1 Umum
Pelaksanaan pengukuran untuk membandingkan hasil pengukuran antara
kVArh meter analog dengan kVArh meter digital tiga phasa empat kawat
memerlukan peralatan tambahan. Peralatan tambahan tersebut merupakan suatu
sumber tegangan dimana untuk untuk membandingkan pengukuran antara kVArh
meter analog dengan kVArh meter digital dibutuhkan sumber tegangan bolak
balik.
Pada pengukuran kVArh meter, untuk mengoprasikan alat ukur kVArh
meter memerlukan tegangan bolak balik sebesar 220/380 volt sesuai dengan
kebutuhan dari kVArh meter tersebut, sedangkan untuk setiap pengukuran beban
pada kVArh meter, beban yang dipakai sama dan juga dalam tempo waktu yang
sama pula pada waktu tertentu.
3.2 Perancangan Kontrol Modul
3.2.1 Deskripsi Kerja
Apabila terminal R, S, T diberi supply tegangan 220/380 Volt AC, maka
arus melalui penghantar kabel masuk ke terminal masukan R, S, T pada kVArh
meter digital setelah arus mengalir masuk ke kVArh meter digital arus beban pada
kVArh meter digital mengalir ke sumber masukan R, S, T pada kVArh meter
analog kemudian arus beban pada kVArh meter analog mengalir melalui
pengaman MCB (miniature circuit breaker), setelah itu arus dihubungkan ke
terminal beban. Untuk penghantar netral dari terminal dihubungkan ke terminal
masukan kVArh meter digital kemudian keluaran dari kVArh meter digital
dihubungkan ke masukan kVArh meter analog kemudian keluaran dari kVArh
meter analog dihubungkan ke terminal beban, setelah arus dan beban dipasang
dan cos φ beban kurang dari 0.85, maka kVArh meter digital dan kVArh meter
analog tiga phasa empat kawat akan bekerja.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
35
3.2.2 Diagram Blok
Gambar 3.1 Diagram Blok
3.2.3 Tata Letak Komponen
MCB 10 Ampere
Terminal
kVArh meter Digital kVArh meter Analog
Gambar 3.2 Tata Letak Komponen
3.3 Perancangan Mekanik Modul
3.3.1 Rangka Mekanik Modul
Rangka mekanik ini dibuat dari bahan triplek berbentuk siku, pada proses
penyambungan antar rangka digunakan paku sebagai penguat.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
36
2912,5
310
53,5
7
Gambar 3.3 Rangka Mekanik Modul
3.3.2 Dinding Mekanik Modul
Pada proses pemasangan dinding modul ini digunakan 2 buah triplek yakni :
1. 2 keping bahan dari triplek bagian samping kiri dan kanan dimana pada bagian
samping kiri menggunakan 1 keping bahan dari triplek dan bagian samping
kanan juga menggunakan 1 keping bahan dari triplek.
142
2912,5321,55
Gambar 3.4 Dinding Bagian Samping Kiri dan Kanan
2. 6 keping bahan dari triplek bagian depan dan 2 keping bahan dari plastik
kemudian bagian belakang menggunakan 1 keping bahan dari triplek.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
37
Gambar 3.5 Dinding Bagian Depan dan Belakang
3.4 Peralatan Yang Mendukung
Sama halnya seperti kWh meter di dalam kVARh meter juga terdapat
beberapa alat yang dapat membantu kinerja kVArh meter seperti :
a. Rotor meter
Elemen meter yang bergerak berupa piringan, tempat berinteraksinya fluks
magnetik dari elemen rem dan yang mengoprasikan register.
b. Elemen penggerak pada meter
Bagian motor yang menghasilkan torsi akibat adanya interaksi antar fluks
magnetik dengan arus yang diimbas pada piringan meter. Secara umum
elemen ini terdiri dari sirkuit elektromagnit dengan alat-alat kendalinya.
c. Elemen peredam meter
Bagian elemen meter yang menghasilkan torsi akibat adanya interaksi-
interaksi antara fluks magnetisnya dengan arus yang diimbas pada
piringan meter. Bagian ini terdiri dari sebuah magnet atau lebih dengan
alat-alat kendalinya.
d. Elemen hitung pada meter (register)
Elemen hitung harus jenis tabung (drum) yang terdiri dari enam angka
termasuk angka persepuluh pada angka terakhir yang di lengkapi dengan
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
38
garis-garis skala sebanyak sepuluh garis yang berjarak sama diantara tiap
dua angka yang berurutan, ukuran angka sekurang-kurangnya mempunyai
lebar 2,5 mm dan tinggi 5 mm di cetak dengan warna putih di dasar warna
hitam, kecuali untuk angka pada drum terakhir.
Adapun peralatan lain yang berperan penting dalam penggunaan dan
pemakaian kVArh meter diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Dasar kotak meter
Bagian belakang meter dimana biasanya meter di pasang pada dudukannya
dimana rangka, jepitan dan tutup meter, di tempatkan untuk flush kontak
meter termasuk juga isi kotak.
b. Tutup meter
Penutup pada bagian muka meter, dibuat dari bahan yang seluruhnya tembus
pandang atau bahan yang tidak tembus pandang, tapi di lengkapi dengan
jendela, untuk melihat putaran rotor dan untuk memudahkan pembacaan
meter.
c. Rangka meter
Bagian meter dimana di tempatkan elemen penggerak meter, bantalan sumbu,
piringan meter, dan biasanya peredam meter dan alat pengukur.
d. Blok terminal
Bagian meter yang dibuat dari bahan-bahan isolasi padat, dimana di
tempatkan sekumpulan jepitan meter.
e. Tutup terminal
Suatu tutup yang menutupi jepitan meter dan pada umumnya, termasuk juga
sebagian dari kabel hantaran yang di hubungkan ke jepitan.
f. Sirkuit arus
Kumparan dari elemenen penggerak beserta sambungannya di dalam meter
yang dialiri arus dan pada rangkaian kVArh meter di sambungkan pada
jaringan.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
39
g. Sirkuit tegangan
Kumparan dari elemen penggerak, beserta sambungannya di dalam meter
dihubungkan pada jaringan listrik.
h. Sirkuit bantu
Elemen-elemen (kumparan, lampu, kontak dsb) dan sambungan dari satu
peralatan bantu di dalam kotak meter, dimaksudkan untuk peralatan yang
diluar seperti saklar waktu, relay, penghitung impuls, adapun gambar dari
bagian-bagian komponen dari kVArh meter sebagai berikut.
Gambar 3.6 KVArh Meter dan Komponen-komponennya.
3.5 Alat dan Bahan
3.5.1 Alat Yang Digunakan
Tabel 3.1 Alat Yang Digunakan
No Nama Alat Satuan Jumlah
1. Gergaji besi 1 Buah 2. Palu Buah 1 3. Tang kombinasi Buah 1 4. Tang potong Buah 1 5. Tang pembulat Buah 1 6. Obeng (+) Buah 1 7. Obeng (-) Buah 1 8. Mistar siku Buah 1
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
40
No Nama Alat Satuan Jumlah
10. Meteran Buah 1
11. Carter Buah 1
12. Kuas Buah 2
13. Solder Buah 1
3.5.2 Bahan Yang Digunakan
a. Bahan mekanik
Tabel 3.2 Bahan Mekanik
No Nama Bahan Satuan Jumlah
1. Triplek Keping 1
Papan keping 1
2. Paku Bungkus 1
3. Siku alumunium Buah 1
4. Cat Buah 1
5. Pensil Buah 1
6. Sekrup Kotak 1
7. Klem ½ inci Bungkus 1
8. Plastik Keping 1
b. Bahan kontrol
Tabel 3.3 Bahan Kontrol
No Nama Bahan Satuan Jumlah
1. Terminal Buah 1
2. Klem ½ inci Bungkus 1
3. Kabel NYA 1,5 mm² merah Meter 8
4. Kabel NYA 1,5 mm² hitam Meter 2
5. MCB 10 A Buah 1
6. kVArh meter analog 3 phasa 4 kawat Buah 1
7. kVArh meter digital 3 phasa 4 kawat Buah 1
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
41
3.6 Papan Nama Pada KVArh Meter Tiga Phasa
Pada kVArh meter juga terdapat name platenya yang fungsinya sama seperti
name plate pada kWh meter dan adapun name plate yang terdapat pada kVArh
meter adalah sebagai berikut.
Tabel 3.4 Contoh Papan Nama Pada KVArh Meter Tiga Phasa Analog
JENIS A6C1R KELAS 1.0 50 Hz 3 × 220/380 VOLT 20-60 A K= 75 25/33
PUTARAN/KVARH
NO. 88QB161172
KVArh meter 3 phasa 4 kawat analog buatan Perancis dan adapun cara
pembacaannya adalah sebagai berikut :
1. TYPE A6C1R : Type dari kVArh meter tersebut.
2. KELAS 1.0 : Kelas dari KVArh tersebut.
3. 50 Hz : Frekuensi yang dibutuhkan kVArh meter adalah
50 Hz.
4. 3 × 220/380 V : Tegangan yang masuk adalah 3 × 220 Volt dan
batas maksimal arus yang masuk adalah 380 Volt.
5. 20-60 A : Arus yang dibutuhkan oleh kVArh meter tersebut.
6. 75 25/33 PUT/kVArh : Putaran yang dihasilkan satu kVArh adalah 75
25/33 putaran.
7. NO. 88QB161172 : Nomor dari kVArh meter tersebut.
8. 3 phasa 4 kawat : KVArh meter dengan 3 kawat phasa dan satu
kawat netral.
9. Buatan Perancis : Tempat pembuatan dari kVarh meter.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
42
Tabel 3.5 Contoh Papan Nama Pada KVArh Meter Tiga Phasa Digital
JENIS ACE661C044C KELAS 1.0 50 Hz 3 × 57.7/100 V-
3 × 240/415 V 5(10) A 10 000 lmp/kVArh
NO. 20656412
KVArh meter 3 phasa 4 kawat digital buatan France dan adapun cara
pembacaannya adalah sebagai berikut :
1. TYPE ACE661C044C : Type dari kVArh meter tersebut.
2. KELAS 1.0 : Kelas dari KVArh tersebut.
3. 50 Hz : Frekuensi yang dibutuhkan kVArh meter adalah
50 Hz.
4. 3 × 57.7/100 V- : Tegangan yang masuk adalah 3 × 57.7 - 3 × 240
3 × 240/415 V Volt dan batas maksimal arus yang
masuk adalah 100 – 415 Volt.
5. 5 (10) A : Arus yang dibutuhkan oleh kVArh meter tersebut.
6. 10 000 lmp/kVArh : Jumlah kedip LED yang dihasilkan adalah 10 000
lmp/kVArh
7. NO. 20656412 : Nomor dari kVArh meter tersebut.
8. 3 phasa 4 kawat : KVArh meter dengan 3 kawat phasa dan satu
kawat netral.
9. Made in France 2008 : Tempat pembuatan dari kVarh meter dan tahun
pembuatan.
3.7 Prinsip Kerja KVArh Meter Tiga Phasa.
Adapun prinsip kerja dari kVArh meter tiga phasa adalah jika kVArh meter
diberi sumber dan beban pada kumparan arus dan tegangan, maka akan terjadi
fluksi atau yang disebut gerakan yang dapat mendorong piringan untuk berputar.
Besarnya fluksi tergantung dari besaran beban, makin besar beban makin besar
pula fluksi yang terjadi.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
43
3.8 Pengamatan dan Percobaan
Pengamatan dan percobaan yang dilakukan di laboratorium ini berguna
untuk mengetahui keadaan alat ukur kVArh meter selama pengukuran dilakukan.
Dengan mengetahui keadaan alat ukur kVArh meter selama pengukuran, maka
dapat dibandingkan antara kVArh meter analog dengan kVArh meter digital baik
dari segi kepresisian maupun cara pembacaan dari alat ukur kVArh meter
tersebut.
Pengamatan dan percobaan ini dilakukan di Laboratorium APP (Alat
Pengukur Dan Pembatas) kamar Uji Tera PT. PLN (Persero) WS2JB Cabang
Rivai Palembang
Adapun peralatan yang digunakan untuk melakukan pengamatan dan
percobaan tersebut adalah sebagai berikut :
Tabel 3.6 Peralatan Yang Digunakan Untuk Pengujian
No Nama peralatan Jumlah
1. Selektor 3 phasa. - 1 buah
2. MCB 3 phasa 25 A. - 2 buah
3. MCB 1 phasa 10 A. - 1 buah
4. Kabel secukupnya. - Secukupnya
5. kVArh meter analog 3 phasa. - 1 buah
6. kVArh meter digital 3 phasa. - 1 buah
7. Current transformer. - 1 buah
8. Amperemeter. - 1 buah
9. Voltmeter. - 1 buah
10. Cos φ meter. - 1 buah
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
44
Tabel 3.7 Data kVArh Meter 3 Phasa 4 Kawat Analog
No. Keterangan kVArh meter 3 phasa 4 kawat
1. Tipe / jenis - A6C1R
2. Tegangan - 3 × 220/380 V
3. Arus - 20-60 A
4. Frekuensi - 50 Hz
5. Jumlah Put / kVArh - 75 25/33 PUT kVArh
6. Phasa kVArh meter - 3 phasa 4 kawat
7. Kelas - 1.0
8. Nomor kVArh meter - 88QB161172
9. Buatan - Perancis
Tabel 3.8 Data kVArh Meter 3 Phasa 4 Kawat Digital
No. Keterangan kVArh meter 3 phasa 4 kawat
1. Tipe / jenis - ACE661C044C
2. Tegangan - 3 × 57.7/100 V- 3 × 240/415 V
3. Arus - 5(10) A
4. Frekuensi - 50 Hz
5. Jumlah lmp/kVArh - 10 000 lmp/kVArh
6. Phasa kVArh meter - 3 phasa 4 kawat
7. Kelas - 1.0
8. Nomor kVArh meter - 20656412
9. Buatan - Perancis
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
45
3.9 Diagram Pengawatan KVArh Meter
3.9.1 Diagram Pengawatan KVArh Meter Analog
Adapun cara pengawatan kVArh meter 3 phasa 4 kawat analog dan gambar
kVArh meter 3 phasa 4 kawat analog adalah sebagai berikut :
Gambar 3.7 Diagram Pengawatan KVArh Meter Analog 3 Phasa 4 Kawat.
Gambar 3.8 KVArh Meter Analog 3 Phasa 4 Kawat.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
46
3.9.2 Diagram Pengawatan KVArh Meter Digital
Adapun cara pengawatan kVArh meter 3 phasa 4 kawat digital dan gambar
kVArh meter 3 phasa 4 kawat digital adalah sebagai berikut :
Gambar 3.9 Diagram Pengawatan KVArh Meter Digital 3 Phasa 4 Kawat.
Gambar 3.10 KVArh Meter Digital 3 Phasa 4 Kawat.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
47
3.10 Pengukuran Daya Tiga Phasa
Daya dalam jaringan-jaringan tiga phasa pengantar dapat diukur dengan
mempergunakan dua alat pengukur watt satu phasa. Dan dengan menjumlahkan
secara aljabar hasil-hasil penunjukannya. Cara ini disebut methoda dengan dua
alat pengukur watt. Dalam cara ini bila susunan dari phasanya adalah 1-2-3, maka
bila penunjukan dari alat-alat pengukur watt adalah W1 dan W2, maka akan
terdapat persamaan sebagai berikut :
W1 = V12 I1 cos (θ1 + φ1)
W2 = V32 I3 cos (θ3 – φ3)
Bila tegangan dalam jaringan-jaringan tiga phasa ini, adalah seimbang maka
V1,2 = V2,3 = V3,1 dan θ1 = θ3 = 30°, lagi pula bila bebannya adalah pula seimbang
maka I1 = I3 = I, dan φ1 = φ3 = φ dengan demikian maka terdapat :
W1 = V I cos (30° + φ).......................................................................... (3-1)
W2 = V I cos (30° – φ)............................................................................ (3-2)
Hubungan antara φ dan W1 dan antara φ dan W2 Bila faktor kerja adalah
lebih rendah dari 0,5 (i.e., ׀φ lebih besar 60°), maka W1 dan W2 adalah ׀
negatif dan penunjuk dari kedua alat pengukur watt akan menunjukan ke arah
negatif. Kemudian kumparan-kumparan tegangan dari alat pengukur dibalik
polaritasnya yang akan menyebabkan alat penunjuk bergerak ke arah positif, dan
untuk mendapatkan jumlah aljabar dari kedua penunjukan tersebut, maka
penunjukan dari alat ukur watt yang mempergunakan polaritas terbalik ini,
dianggap sebagai penunjukan negatif. Dengan demikian maka hakekatnya adalah,
bahwa pembacaan dari salah satu alat pengukur dikurangi dengan pembacaan dari
alat pengukur watt yang lainnya.
3.11 Pengukuran Daya Reaktif
Daya reaktif dapat dihitung dari VI sin φ bila tegangan V dan arus I dan
perbedaan phasa φ diketahui dengan cara lain. Daya reaktif tersebut dapat pula
dihitung dari persamaan di bawah ini dengan mengukur V, I dan daya W.
Q
( ) WVIQ −= 2 …………………………………………………….. (3-3)
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
48
Selanjutnya daya reaktif, dapat pula diukur, dengan memberikan perbedaan phasa
sebanyak 90°, dari arus yang mengalir melalui kumparan tegangan dari alat
pengukur volt terhadap tegangan jaringan-jaringan.
Bila tegangan-tegangan maupun beban-bebannya dalam jaringan-jaringan
tiga phasa seimbang, maka tegangan V2,3 dapat ditempatkan dalam sirkit tegangan,
seperti diperlihatkan dalam gambar 3.11 .
Gambar 3.11 Pengukuran Daya Reaktif Dari Suatu Beban Setimbang Tiga
Phasa.
V2,3 tertinggal dalam phasa terhadap V1 dengan sudut sebesar 90° seperti
diperlihatkan dalam (b) dari gambar yang sama, sedangkan besarnya adalah 3
lebih 3VI sin φ dapat diukur. Jumlah dari daya reaktif seluruhnya adalah 3VI sin φ
yang mungkin didapatkan dengan mempergunakan faktor perkalian sebesar 3 ,
kepada hasil pembacaan alat pengukur watt. Dalam keadaan terjadinya arus-arus
yang mempunyai phasa di depan terhadap tegangan-tegangannya maka
pergunakanlah V3,2, sebagai pengganti V2,3.
3.12 Pembacaan Pemakaian Energi Reaktif
Pada dasarnya besarnya energi yang telah di pakai oleh pelanggan di
tunjukan dengan angka-angka (register) yang tertera pada alat ukur kVArh meter,
jumlah pemakaian yang sebenarnya di hitung berdasarkan pada angka-angka yang
tertera pada register terakhir (akhir) atau dapat di nyatakan dengan rumus.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Rancang Bangun
49
Pemakaian kVArh = ( Selisih pembacaan kVArh ) × faktor meter...................(3-4)
Selisih pembacaan kVArh = Penunjukan kVArh bulan ini – penunjukan
kVArh bulan lalu.
faktor meter = Rasio CT × Rasio PT × faktor meter.
Contoh pembacaan alat ukur
Posisi akhir register : 00002,77
Posisi awal register : 00000,25
selisih register : 00002,52 (pemakaian register)
3.13 Langkah-langkah Pengujian
Adapun langkah-langkah pengujian yang dilakukan dalam percobaan ini
adalah sebagai berikut :
1. Mempersiapkan semua peralatan yang diperlukan di dalam pengujian.
2. Menghubungkan peralatan bantu pada kVArh meter dengan arus bolak
balik.
3. Memeriksa kembali rangkaian, apabila sudah benar maka dapat
dioperasikan.
4. Mencatat beban yang terpakai dalam satu jam dan membandingkan selisih
hasil pengukuran antara kVArh meter analog dengan kVArh meter digital
tiga phasa.
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
50
BAB IV
PEMBAHASAN DAN ANALISA
4.1 Prosedur Pemasangan Praktikum Pengujian Perbandingan antara
kVArh Meter Analog dengan kVArh Meter Digital 3 Phasa 4 Kawat
4.1.1 Mempersiapkan Peralatan dan Bahan
Adapun peralatan yang digunakan dalam melakukan pengujian
Perbandingan pengukuran besaran listrik antara kVArh Meter Analog dengan
kVArh Meter Digital adalah sebagai berikut :
• Modul
- Selector 3 Phasa
- MCB 3 Phasa 25 A
- Lampu Tanda
- KVArh Meter 3 Phasa Analog
- KVArh Meter 3 Phasa Digital
- Current Transformer
- Ampere Meter
- Volt Meter
• StopWatch
• Kabel Penghubung
• Beban
- Alat Tera
4.1.2 Langkah - Langkah Pengujian
Adapun langkah dalam melakukan pengujian praktikum pengujian pemasangan
kVArh Meter Analog dengan kVArh Meter Digital tiga phasa empat kawat adalah
sebagai berikut :
Rangkai peralatan seperti pada gambar 4.1 rangkaian pengujian
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
51
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian
1. Untuk mendapatkan hasil pengukuran, masukkan supplay tegangan
380/220 Volt Tegangan dengan cara selector pada posisi ON.
2. Mengoperasikan beban yang terpasang dengan menggunakan selector
3. Mengukur waktu satu putaran kVArh dengan menggunakan stopwatch dan
mengisikan pada table
4. Membaca arus, tegangan, cos θ yang terdapat pada alat ukur dan
mengisikan pada tabel
5. Mematikan sumber dengan cara meng-OFF-kan selector dan menurunkan
MCB
6. Mengulangkan langkah 2-6 untuk beban cos ϕ yang berbeda
4.2 Data Hasil Pengujian
Setelah melakukan pengujian maka didapat data-data hasil dari Pengujian
pengukuran besaran listrik dengan menggunakan kVArh Meter 3 Phasa Analog
dan Digital adalah sebagai berikut:
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
52
Tabel 4.1 Data-data Pengujian I Pada Cos ϕ 0.71
No Keterangan kVArh Meter 3 Phasa Analog kVArh Meter 3 Phasa Digital
1. Stand Awal pada kVArh 000003.54 000003.85
2. Stand akhir register 000004.12 000004.45
3. Stand Awal LWBP 000003.85 000003.85
4. Stand Akhir LWBP 000004.51 000004.51
5. WBP 000000.02 000000.02
6. Beban yang dipakai Peralatan TERA Peralatan TERA
7. Cos ϕ beban Cos ϕ 0.71 Cos ϕ 0.71
8. Lama pemakaian beban 15 Menit 15 Menit
9. Jumlah Putaran/kVArh 75 25/33 PUT/kVArh 10.000 Lamp/kVArh
10. Tegangan 220 Volt 220 Volt
11. Arus 5 A 5 A
12. Frekuensi 49.70 Hz 49.70 Hz
Tabel 4.2 Data-data Pengujian II Pada Cos ϕ 0.75
No Keterangan kVArh Meter 3 Phasa Analog kVArh Meter 3 Phasa Digital
1. Stand Awal pada kVArh 000004.21 000004.54
2. Stand akhir register 000004.75 000005.10
3. Stand Awal LWBP 000004.61 000004.61
4. Stand Akhir LWBP 000005.32 000005.32
5. WBP 000000.02 000000.02
6. Beban yang dipakai Peralatan TERA Peralatan TERA
7. Cos ϕ beban Cos ϕ 0.75 Cos ϕ 0.75
8. Lama pemakaian beban 15 Menit Regulator
9. Jumlah Putaran/kVArh 75 25/33 PUT/kVArh 10.000 Lamp/kVArh
10. Tegangan 220 Volt 220 Volt
11. Arus 5 A 5 A
12. Frekuensi 49.70 Hz 49.70 Hz
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
53
Tabel 4.3 Data-data Pengujian III Pada Cos ϕ 0.80
No Keterangan kVArh Meter 3 Phasa Analog kVArh Meter 3 Phasa Digital
1. Stand Awal pada kVArh 000004.83 000005.17
2. Stand akhir register 000005.33 000005.68
3. Stand Awal LWBP 000005.40 000005.40
4. Stand Akhir LWBP 000006.15 000006.15
5. WBP 000000.02 000000.02
6. Beban yang dipakai Peralatan TERA Peralatan TERA
7. Cos ϕ beban Cos ϕ 0.80 Cos ϕ 0.80
8. Lama pemakaian beban 15 Menit Regulator
9. Jumlah Putaran/kVArh 75 25/33 PUT/kVArh 10.000 Lamp/kVArh
10. Tegangan 220 Volt 220 Volt
11. Arus 5 A 5 A
12. Frekuensi 49.70 Hz 49.70 Hz
Tabel 4.4 Data-data Pengujian IV Pada Cos ϕ 0.85
No Keterangan kVArh Meter 3 Phasa Analog kVArh Meter 3 Phasa Digital
1. Stand Awal pada kVArh 000005.42 000005.82
2. Stand akhir register 000005.90 000006.27
3. Stand Awal LWBP 000006.36 000006.36
4. Stand Akhir LWBP 000007.22 000007.22
5. WBP 000000.02 000000.02
6. Beban yang dipakai Peralatan TERA Peralatan TERA
7. Cos ϕ beban Cos ϕ 0.85 Cos ϕ 0.85
8. Lama pemakaian beban 15 Menit 15 Menit
9. Jumlah Putaran/kVArh 75 25/33 PUT/kVArh 10.000 Lamp/kVArh
10. Tegangan 220 Volt 220 Volt
11. Arus 5 A 5 A
12. Frekuensi 49.70 Hz 49.70 Hz
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
54
4.3 Hasil Perhitungan
Hasil perhitungan yang akan dibuat pada bab ini adalah untuk mengetahui
beberapa hasil pengukuran besaran listrik dengan menggunakan kVArh Meter
Analog 3 Phasa dan membandingkan hasilnya dengan pengukuran besaran listrik
dengan menggunakankVArh Meter Digital Dengan menggunakan beban dan
dalam tempo waktu yang sama.
Untuk mendapatkan nilai dari pengukuran itu sendiri adalah dengan berdasarkan
data Pengujian kemudian untuk menentukan beberapa daya yang telah diukur oleh
kVArh Meter tersebut.
Diketahui data-data hasil pengujian dari kVArh Meter tiga phasa empat
kawat Analog dan Digital adalah sebagai berikut :
1. Pengukuran I
Tegangan : 220 V
Arus : 5 A
Konstanta : 75 25/33 Putaran /kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog)
: 10.000 Lamp/kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital)
Cos ϕ : 0.71 (Tergantung dari beban)
Hasil dari pengukuran energi reaktif kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat yaitu :
ϑSinIVQ ×××= 3
)71,0(52203 1−×××= CosSinQ
SinQ ×××= 52203 44,760
70,052203 ×××=Q
679,1333=Q VAr
Maka daya yang diukur oleh kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat adalah 1333,6VAr
Berdasarkan persaman (3-4) maka hasil dari pembacaan selisih register kVArh
Meter 3 Phasa 4 kawat adalah :
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
55
1. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Posisi Akhir register : 00004,12
Posisi awal register : 00003,54
Selisih register : 00000,58 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Pada Cos Phi 0,71 adalah 00000,58 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.066.0 ×+
> ( ) 62.068.0 ×
> 0.4216
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= - 0.42 = 0.16 0,58
Jadi kVArh yang harus dibayar adalah = 0.16 x Rp.571/kVArh =Rp. 91.36
2. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Posisi Akhir register : 00004.45
Posisi awal register : 00003,85
Selisih register : 00000,60 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Pada Cos Phi 0,71 adalah 00000,60 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Digital adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
56
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.066.0 ×+
> ( ) 62.068.0 ×
> 0.4216
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= 0,60 - 0.42 = 0.18
Jadi kVArh yang harus dibayar adalah = 0.18 x Rp.571/kVArh =Rp. 102.78
2. Pengukuran II
Tegangan : 220 V
Arus : 5 A
Konstanta : 75 25/33 Putaran /kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog)
: 10.000 Lamp/kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital)
Cos ϕ : 0,80 (Tergantung dari beban)
Hasil dari pengukuran energi reaktif kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat yaitu :
ϑSinIVQ ×××= 3
)75,0(52203 1−×××= CosSinQ
SinQ ×××= 52203 41,480
6.052203 ×××=Q 6
468,1257=Q VAr
Maka daya yang diukur oleh kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat adalah 1257,4 VAr
Berdasarkan persaman (3-4) maka hasil dari pembacaan selisih register kVArh
Meter 3 Phasa 4 kawat adalah :
1. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Posisi Akhir register : 00004,75
Posisi awal register : 00004,21
Selisih register : 00000,54 (Pemakaian kVArh)
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
57
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Pada Cos Phi 0,75 adalah 00000,54 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Analog adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.071.0 ×+
> ( ) 62.073.0 ×
> 0.4526
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= - 0.45 = 0.09 0,54
Jadi kVArh yang harus dibayar adalah = 0.09 x Rp.571/kVArh =Rp. 57.39
2. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Posisi Akhir register : 00005,10
Posisi awal register : 00004.54
Selisih register : 00000,56 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Pada Cos Phi 0,75 adalah 00000,56 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Digital adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.071.0 ×+
> ( ) 62.073.0 ×
> 0.4526
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
58
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= 0,56 - 0.45 = 0.11
Jadi kVArh yang harus dibayar adalah = 0.11 x Rp.571/kVArh =Rp. 62,81
3. Pengujian III
Tegangan : 220 V
Arus : 5 A
Konstanta : 75 25/33 Putaran /kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog)
: 10.000 Lamp/kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital)
Cos ϕ : 0,80 (Tergantung dari beban)
Hasil dari pengukuran energi reaktif kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat yaitu :
ϑSinIVQ ×××= 3
)80,0(52203 1−×××= CosSinQ
SinQ ×××= 52203 36,860
6,052203 ×××=Q
153,1143=Q VAr
Maka daya yang diukur oleh kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat adalah 1143,1VAr
Berdasarkan persaman (3-4) maka hasil dari pembacaan selisih register kVArh
Meter 3 Phasa 4 kawat adalah :
1. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Posisi Akhir register : 00005,33
Posisi awal register : 00004,83
Selisih register : 00000,50 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Pada Cos Phi 0,80 adalah 00000,50 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Analog adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
59
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.075.0 ×+
> ( ) 62.077.0 ×
> 0.4774
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= - 0.47 = 0.03 0,50
Jadi kVArh yang harus dibayar adalah = 0.03 x Rp.571/kVArh =Rp. 15.51
2. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Posisi Akhir register : 00005,68
Posisi awal register : 00005,17
Selisih register : 00000,51 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Pada Cos Phi 0,80 adalah 00000,51 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Digital adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.075.0 ×+
> ( ) 62.077.0 ×
> 0.4774
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= 0,51 - 0.47 = 0.04
Jadi kVArh yang harus dibayar adalah = 0.04 x Rp.571/kVArh =Rp. 22.84
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
60
4. Pengujian IV
Tegangan : 220 V
Arus : 5 A
Konstanta : 75 25/33 Putaran /kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog)
: 10.000 Lamp/kVArh (kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital)
Cos ϕ : 0,85 (Tergantung dari beban)
Hasil dari pengukuran energi reaktif kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat yaitu :
ϑSinIVQ ×××= 3
)85,0(52203 1−×××= CosSinQ
SinQ ×××= 52203 31,780
5,052203 ×××=Q 2
73,990=Q VAr
Maka daya yang diukur oleh kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat adalah 990,7 VAr
Berdasarkan persaman (3-4) maka hasil dari pembacaan selisih register kVArh
Meter 3 Phasa 4 kawat adalah :
1. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Posisi Akhir register : 00005,90
Posisi awal register : 00005,42
Selisih register : 00000,48 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Analog
Pada Cos Phi 0,85 adalah 00000,48 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Analog adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.089.0 ×+
> ( ) 62.091.0 ×
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
61
> 0.5642
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= 0,48 - 0.56 = - 0.08 Tidak tertagih
2. Pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Posisi Akhir register : 00006,27
Posisi awal register : 00005,82
Selisih register : 00000,45 (Pemakaian kVArh)
Jadi selisih pembacaan register pada kVArh Meter 3 Phasa 4 kawat Digital
Pada Cos Phi 0,85 adalah 00000,45 (Pemakaian kVArh)
Batas pemakaian kVArh Digital adalah :
Pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total (LWBP + WBP).
kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
Harga per kVArh adalah Rp.571
a. Pemakaian kVArh total > Pemakaian kWh total (LWBP+WBP) x 0,62
> ( ) 62.002.089.0 ×+
> ( ) 62.091.0 ×
> 0.5642
b. kVArh = kVArh terpakai – (0.62 x kWh total terpakai)
= 0,45 - 0.56= - 0.11 Tidak tertagih
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
62
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran kVArh Meter Analog dan kVArh Meter Digital
3 Phasa 4 Kawat
No Keterangan kVArh Meter Analog kVArh Meter Digital
Hasil Pengukuran I 1333.6 VAr 1333.6 VAr 1.
Selisih Register 00000.58
(Pemakaian kVArh)
00000.60
(Pemakaian kVArh)
Hasil Pengukuran II 1257.4 VAr 1257.4 VAr 2.
Selisih Register 00000.54
(Pemakaian kVArh)
00000.56
(Pemakaian kVArh)
Hasil Pengukuran III 1143.1 Var 1143.1 Var 3.
Selisih Register 00000.50
(Pemakaian kVArh)
00000.51
(Pemakaian kVArh)
Hasil Pengukuran IV 990.7 VAr 990.7 VAr 4.
Selisih Register 00000.48
(Pemakaian kVArh)
00000.41
(Pemakaian kVArh)
5. Jumlah kVArh Meter
Yang Terpakai
1 kVArh Meter 3 Phasa 4 1 kVArh Meter 3 Phasa 4
Tabel 4.6 Pengaruh cos ϕ beban terhadap pembiayaan
kVArh Meter Analog
No Cos ϕ Beban Tegangan Arus Waktu Biaya Beban
1. 0.71 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Rp.91,36
2. 0.75 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Rp.57,36
3. 0.80 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Rp.15,51
4. 0.85 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Tidak Tertagih
kVArh Meter Digital
No Cos ϕ Beban Tegangan Arus Waktu Biaya Beban
1. 0.71 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Rp.102,78
2. 0.75 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Rp.62,81
3. 0.80 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Rp.22,84
4. 0.85 220 Volt 5 Ampere 15 Menit Tidak Tertagih
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Analisa dan Pembahasan
63
4.4 Analisa Pembahasan :
Setelah melakukan pengukuran dan pembandingan, pengukurang besaran
listrik dengan menggunakan kVArh Meter 3 Phasa Analog dan kVArh Meter 3
Phasa Digital maka didapat hasilnya yaitu, dari pengukuran besaran listrik kVArh
Meter 3 Phasa Analog dan kVArh Meter 3 Phasa Digital dengan menggunakan
beban dan tempo waktu yang sama maka biaya serta hasilnya berbeda baik dari
segi penunjukan register maupun dari selisih dan registernya masing-masing.
Sedangkan
Setelah melakukan perhitungan pengukuran dengan menggunakan rumus,
pengukuran besaran listrik 3 phasa 4 kawat maka hasilnya sama antara
pengukuran besaran listrik kVArh Meter 3 Phasa Analog dengan kVArh Meter 3
Phasa Digital
Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Kesimpulan dan Saran
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil perbandingan pengukuran besaran listrik yang telah
diuraikan pada laporan akhir ini, maka dapat diambil kesimpulan yaitu :
1. kVArh Meter akan berkerja apabila cos φ pada beban yang dipasang
kurang dari 0,85 (Tertagih) dan sebaliknya apabila cos φ pada beban yang
terpasang lebih dari 0,85 maka kVArh Meter tidak bekerja (Tidak
Tertagih)
2. Dalam perbandingan antara kVArh Meter Analog dan kVArh Meter
Digital, yang lebih diunggulkan adalah kVArh Meter digital disamping
lebih akurat juga dapat mengukur semua para meter seperti arus, tegangan,
frekuensi, dll.
3. Penggunaan kVArh Meter 3 Phasa Analog tidak seakurat dengan kVArh
Meter 3 Phasa Digital Karena kVArh Meter 3 Phasa Analog Masih
menggunakan Mekanik yang Karena didalamnya terdapat gir-gir yang
mempengaruhi ketepatan pengukuran.
4. Dalam setiap pengukuran kVArh Meter hasilnya Berbeda tergantung dari
tipe dan jenis kVArh tersebut.
5. Perbandingan biaya pemakaian kVArh Meter Analog lebih ekonomis
(lebih Murah) dibandingkan Pemakaian kVArh Meter Digital.
5.2.Saran
1. Hendaknya pelanggan menggunakan kVArh Meter yang sesuai dengan
Phasanya
2. Untuk PLN sendiri diharapkan agar memeriksa kVArh Meter setiap satu
tahun sekali, sehingga bagi konsumen maupun pihak PLN tidak saling
merasa rugi bila terjadi kesalahan kVArh Meter.
3. Hendaknya dalam pemasangannya kVArh Meter dipasang ditempat yang
terlindungi dari panas dan hujan agar tidak cepat rusak.
64 Laporan Akhir
Politeknik Negeri Sriwijaya Daftar Pustaka
DAFTAR PUSTAKA
Noor Cholis Basyaruddin, Ir., Peukur Dan Pengukuran, Penerbit Pusat
Pengembangan Pendidikan Politeknik Bandung, 1995
Soedjana Sapiie, Prof., Dr., Osamu Nishino, Dr., Pengukuran Dan Alat-Alat Ukur
Listrik, Penerbit PT Pradnya Paramita, 2005
Sri Waluyanti, Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 2, Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal
Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan
Nasional, 2008
Standar PT. PLN (PERSERO), Inspeksi Penerimaan Meter Statik Energi Aktif
dan Reaktif, PT. PLN (PERSERO), 2008