Perhitungan Listrik Satu Fase dan Perbaikan FaktorDaya

Yusrizal Azmi Hafidhuddin

14/363362/TK/41496

• Secara sederhana, listrik 1 fase merupakan tranmisi dengan

dua kabel dimana yang satu adalah kabel bertegangan (fase),

dan satunya adalah netral.

• Listrik satu fase yang umumnya banyak digunakan di rumah-

rumah, untuk di Indonesia adalah sebesar 220 volt.

LISTRIK SATU FASE

Gelombang Listrik 1 Fase

• Sifat rangkaian berdasar jenis beban, bisa berupa :

–Resistif

– Induktif

–Kapasitif

Sifat rangkaian

• Pada resistif tidak ada beda fasa antara tegangan dan arusnya,

sehingga dapat dikatakan faktor dayanya bernilai 1

Resistif

Arus (I)Tegangan (V)

• Pada induktif, beban sebagian besar berupa induktor yang dapat

mengakibatkan pergeseran fasa (phase shift) pada arus sehingga

bersifat lagging (jika induktif murni, φ = 900). Faktor dayanya bekisar

dari 0-1 (induktif murni, pF = 0)

Induktif

Arus (I)

Tegangan (V)

φQ

= VI sin

φ

P = VI cos φ

φ

• Pada kapasitif, beban sebagian besar berupa kapasitor yang dapat

mengakibatkan pergeseran fasa (phase shift) pada arus sehingga

bersifat leading (jika kapasitor murni, φ = -900). Faktor dayanya

bekisar dari 0-1. (Kapasitor murni, pF = 0)

Kapasitif

Arus (I)

Tegangan (V)

φQ

= V

I sin φ

P = VI cos φ

φ

• Beberapa besaran dalam listrik fase yang perlu diketahui

perhitungannya adalah:

• Daya Aktif

• Daya Reaktif

• Daya Semu

• Faktor Daya

Besaran listrik satu fase

• Daya aktif (Active Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi

sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Misalnya energi panas, cahaya,

mekanik dan lain – lain.

• Perhitungan daya aktif dapat dicari dengan rumus berikut:

• P = V x I x Cos φ

• Dimana:

– P= Daya Aktif (watt)

– V = Tegangan (volt)

– I = Arus (ampere)

– Cos φ = Faktor Daya

Daya aktif

• Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari

pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet. Contoh daya yang

menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar dan lain – lain. Satuan daya

reaktif adalah VAR.

• Perhitungan daya reaktif dapat dicari dengan rumus berikut:

• Q = V x I x Sin φ

• Dimana:

– Q = Daya reaktif (volt ampere reaktif)

– V = Tegangan (volt)

– I = Arus (ampere)

– cos φ = Faktor Daya

• Daya semu adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms dan

arus rms dalam suatu jaringan atau dapat pula diartikan sebagai daya yang

merupakan hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif. Satuan daya

semu adalah VA.

• Perhitungan daya semu dapat dicari dengan rumus berikut:

• S = V x I

• Dimana:

– S = daya semu (volt ampere)

– V = Tegangan (volt)

– I = Arus (ampere)

Segitiga daya

Q =

VI s

in φ

P = VI cos φ

P = Daya Aktif (W)

Q = Daya Reaktif (VAR)

S = daya semu (VA)

Cos φ = Faktor Daya = pF

• Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok

oleh perusahaan listrik memiliki faktor daya 1, maka

daya maksimum yang ditransfer setara dengan

kapasitas sistim pendistribusian. Jika beban yang

terinduksi dan jika faktor daya berkisar dari 0,2

hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi listrik

menjadi tertekan.

• Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah mungkin

Perbaikan faktor daya

• Pada umumnya komponen reaktif yang ada pada peralatan

listrik merupakan komponen induktans. Jadi faktor daya dapat

diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi faktor

daya pada sistem distribusi listrik/instalasi listrik di

pabrik/industri. Kapasitor bertindak sebagai pembangkit daya

reaktif dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya

reaktif dan daya semu yang dihasilkan oleh perusahaan listrik

(PLN).

• Sifat kapasitans dari kapasitor akan mengurangi rugi

daya akibat komponen induktans tersebut.

• Kapasitor bertindak sebagai pembangkit daya reaktif

dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya

reaktif, juga daya semu yang dihasilkan oleh bagian

utilitas.

• Bagi Konsumen:

–Diperlukan hanya sekali investasi untuk pembelian

dan pemasangan kapasitor dan tidak ada biaya

terus menerus

–Mengurangi biaya listrik bagi konsumen, sebab

daya reaktif (kVAR) tidak lagi dipasok oleh

perusahaan utilitas sehingga kebutuhan total(kVA)

berkurang dan nilai denda yang dibayar jika

Keuntungan perbaikan faktor daya

• Bagi perusahaan pemasok listrik:

–Komponen reaktif pada jaringan dan arus total pada sistim

ujung akhir berkurang.

• Kehilangan daya I kwadrat R dalam sistim berkurang karena

penurunan arus.

• Kemampuan kapasitas jaringan distribusi listrik meningkat,

mengurangi kebutuhan untuk memasang kapasitas

tambahan.