kvarh

78
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

Upload: mustikahati

Post on 24-Jul-2015

1.094 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

Page 1: KVARH

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

Page 2: KVARH

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

Page 3: KVARH

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.

Page 4: KVARH

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.

Page 5: KVARH

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.

Page 6: KVARH

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

Page 7: KVARH

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

Page 8: KVARH

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

Page 9: KVARH

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

Page 10: KVARH

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

Page 11: KVARH

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

Page 12: KVARH

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

Page 13: KVARH

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

Page 14: KVARH

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

Page 15: KVARH

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

Page 16: KVARH

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

Page 17: KVARH

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

Page 18: KVARH

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

Page 19: KVARH

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

Page 20: KVARH

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

Page 21: KVARH

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

Page 22: KVARH

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

Page 23: KVARH

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

Page 24: KVARH

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

Page 25: KVARH

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

Page 26: KVARH

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

Page 27: KVARH

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

Page 28: KVARH

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

Page 29: KVARH

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

Page 30: KVARH

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

Page 31: KVARH

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

Page 32: KVARH

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

Page 33: KVARH

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

Page 34: KVARH

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

Page 35: KVARH

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

Page 36: KVARH

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

Page 37: KVARH

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

Page 38: KVARH

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

Page 39: KVARH

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

Page 40: KVARH

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

Page 41: KVARH

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

Page 42: KVARH

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

Page 43: KVARH

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

Page 44: KVARH

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

Page 45: KVARH

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

Page 46: KVARH

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

Page 47: KVARH

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

Page 48: KVARH

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

Page 49: KVARH

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

Page 50: KVARH

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

Page 51: KVARH

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

Page 52: KVARH

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

Page 53: KVARH

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

Page 54: KVARH

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

Page 55: KVARH

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

Page 56: KVARH

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

Page 57: KVARH

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

Page 58: KVARH

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

Page 59: KVARH

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

Page 60: KVARH

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

Page 61: KVARH

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

Page 62: KVARH

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

Page 63: KVARH

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

Page 64: KVARH

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

Page 65: KVARH

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

Page 66: KVARH

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

Page 67: KVARH

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

Page 68: KVARH

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

Page 69: KVARH

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

Page 70: KVARH

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

Page 71: KVARH

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

Page 72: KVARH

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

Page 73: KVARH

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

Page 74: KVARH

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

Page 75: KVARH

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

Page 76: KVARH

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

Page 77: KVARH

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

Page 78: KVARH

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