report 3 : kapasitor untuk main distribution board (mdb) pertamina prabumulih
DESCRIPTION
by PT. Citra Interlindo, INDONESIA.TRANSCRIPT
PT. CITRA INTERLINDO
Engineering & Design Dept Kapasitor untuk Main Distribution Board (MDB) Pertamina Prabumulih Umum
Sebuah sumber listrik AC mengeluarkan energi listrik dalam bentuk energi “Aktif” (kW) dan
energi “Reaktif” (kVAR). Kedua energi diatas membentuk daya total yang disebut dengan
daya nyata (kVA). Daya nyata ini merupakan penjumlahan vector dari daya aktif dan reaktif.
Faktor Daya (Cos ϕ) adalah perbandingan antara daya aktif (kW) dengan daya nyata (kVA) .
Sebuah instalasi listrik akan semakin optimum, baik dari segi teknis maupun ekonomis, Jika
nilai factor dayanya mendekati/mencapai nilai 1. Faktor daya kecil dikarenakan oleh beban
induktif (motor, trafo dll) pada instalasi listrik, yang akan mengakibatkan terjadi rugi-rugi
listrik. Untuk memperbaiki factor daya sehingga rugi-rugi bisa dikurangi, salah satunya
menggunakan aplikasi Kapasitor.
Selain itu pemasangan pemasangan kapasitor akan mengurangi rugi-rugi dan memberikan
keuntungan sebagai berikut :
• Meningkatkan daya yang tersedia pada Trafo
• Optimasi Jaringan :
* Optimasi biaya : Ukuran kabel diperkecil
* Penurunan Drop Voltage
* Peningkatan kemampuan Jaringan dalam menyalurkan daya
* Mengurangi naiknya arus/suhu pada kabel sehingga mengurangi rugi-rugi dll.
Kapasitor yang dipasang merupakan sumber energi reaktif dan system ini sebagai
Kompensasi energi Reaktif
MENGHITUNG DAYA REAKTIF
Penghitungan daya reaktif harus dilakukan dengan cermat. Kelebihan kompensasi akan
menyebabkan jaringan menjadi kapasitif. Hal ini selain akan meningkatkan suhu pada
jaringan, arus dan tegangannyapun meningkat. Berdasarkan data yang kami dapatkan dari
Pertamina Prabumulih dan merupakan satu beban (contoh) sebagai berikut ;
1
PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept
☺ Daya Trafo 200 kVA, 6,6kV/380Vac, 50Hz
dengan mengasumsikan factor daya (Cos ϕ) di jaringan sekunder trafo tersebut adalah
0,65
factor daya (Cos ϕ)tersebut akan ditingkatkan menjadi : 0.95
☺ Pada Cos ϕ = 0,65 maka
Daya aktif 1 P = S * Cos ϕ (kW)
= 200 kVA * 0.65 = 130 kW.
Bila Cos ϕ = 0.95
Daya aktif 2 P = S * Cos ϕ (kW)
= 200 kVA * 0.95 = 190 kW.
Dengan Power Faktor yang mendekati 1 akan meningkatkan daya yang tersedia pada
trafo tersebut. Daya Reaktif yang diperlukan (Q) adalah sebesar :
Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 130 (1.169-0.328) = 130kW * 0.84 = 110 kVAR.
Setelah daya reaktif total diketahui selanjutnya kita tentukan system kompensasinya. Pada
beban yang relatif konstan. Kapasitor bisa dipasang langsung pada pangkal motor/Trafo yang
selalu kerja . keadaan lain penggunaan kompensasi tetap ini adalah jika perbandingan daya
reaktif yang diperlukan lebih kecil dari 15%.
Jika perbandingan daya reaktif yang diperlukan (Q) dengan daya Trafo (S) melebihi 15 %
dan perubahan beban agak besar padahal factor daya diinginkan selalu berada pada nilai
tertentu, sebaiknya kita memasang kompensasi otomatis. Power Faktor Regulator adalah
peralatan yang dapat melakukan kompensasi otomatis tersebut. Untuk kasus di Pertamina
Prabumulih kami menyarankan menggunakan Kompensasi Otomatis.
INSTALASI KAPASITOR.
Dengan diketahui daya reaktif Kapasitor sebesar 110kVAR dibutuhkan 6 step kapasitor 20
kVAR, dilengkapi dengan Power Faktor Controller , Magnetik Contaktor, CT, dan Pemutus
daya untuk Proteksi Kapasitor. Semuanya dirangkai dalam satu panel. Dan berdasarkan
survey ditempatkan langsung pada pangkal sekundernya trafo.
2
PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept
Perhitungan secara Economis untuk Panel Kapasitor
Dengan asumsi beban yang yang terpasang 150kW (P) , pada Trafo 200kVA (S) , dan Cosφ1
awal (beban) = 0.65 .Untuk daya reaktif biaya denda akan dihitung bila Cosφ nya dibawah =
0.85 (Cosφ2). Daya reaktifnya dari beban diatas sebagai berikut :
Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 150 (1.169-0.619744) = 150kW * 0.55 = 82.5 kVAR.
Sehingga kVARH adalah 82,5 X 24 = 1980 kVARH.
Biaya Per kVARH adalah Rp 250/kVARH (tarif PLN TDL 2000)
Biaya Denda Perhari = 1980 X Rp 250 = Rp 495.000
Biaya Perbulan = 30 X Rp 495.000 = Rp 14.850.000
Biaya Pertahun = 12 X Rp 14.850.000 = Rp 178.200.000
Apabila menggunakan kapasitor Bank maka biaya denda kVARH tersebut akan hilang karena
Cosφnya lebih besar dari 0.85. Dan untuk beban tersebut diatas maka dibutuhkan Kapasitor
sebagai berikut
Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 150 (1.169-0.328) = 150kW * 0.84 = 125 kVAR.
Jadi jumlah kapasitor 5 X 25 kVAR dengan Power factor Controller 6 step.
Dengan data tersebut maka akan didapat harga panel sebagai berikut
Panel Capasitor 5 X 25 kVAR, 6step PFR, 380Vac, 50Hz = Rp 60.Juta.
Break Event Point dari panel tersebut adalah sebagai berikut
Jika denda kVARH per bulan Rp 14.000.000.
Maka Rp 60.000.000/Rp 14.000.000 = 4.3 bulan ≈ 5 bulan BEP dari panel kapasitor
3
PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept
Perhitungan tersebut merupakan ilustrasi karena data-data secara detail tidak kami dapatkan .
Untuk lebih akuratnya kami membutuhkan data data seperti Cosφ , daya beban dan kVA
transformer yang akan dipasang Capasitor, serta THD di beban tersebut.
Disamping denda kVARH tersebut akan dihilangkan ada beberapa keuntungan lainnya yang
didapat bila Cosφ mendekati 1 akan mengurangi rugi-rugi Adapun Rugi-rugi Lainnya
adalah sebagai berikut :
• Drop Voltage adalah rugi jatuh tegangan yang terjadi akibat arus yang mengalir ke
jaringan dan berbanding lurus dengan impedansi jaringan. Cosφ merupakan parameter
yang mempengaruhi arus dijaringan bila Cosφ jelek maka arus di jaringan akan naik
sehinggga Drop Voltage akan naik. Efeknya tegangan di sisi beban akan turun yang
ujung-ujungnya akan mempengaruhi kinerja peralatan listrik. Adapun perhitungan
terhadap arus akibat Cosφ sebagai berikut :
I = 150(kW)/380 V* 1.732* 0.65 = 350A → pada Cosφ = 0.65
I = 150(kW)/380 V* 1.732* 0.85 = 268A → pada Cosφ = 0.85
Terjadi pengurangan arus pada jaringan sebesar (350-268)A = 82A
• Rugi-rugi Daya yang hilang adalah salah satu rugi daya yang terjadi disebabkan oleh
arus yang mengalir di jaringan dan berbanding lurus dengan tahanan pada jaringan yang
dialiri arus tersebut. Cosφ juga berpengaruh terhadap besarnya arus yang mengalir dari
sisi beban.
Adapun formula dari rugi-rugi daya adalah W = I2R.
Disamping efek –efek tersebut diatas banyak keuntungan lainnya yang didapat dari Cosφ
yang mendekati satu seperti kapasitas daya terpasang akan naik.
4
PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept
Dengan asumsi beban yang yang terpasang 150kW (P) , pada Trafo 200kVA (S) , dan Cosφ1
awal (beban) = 0.65 .Untuk daya reaktif biaya denda akan dihitung bila Cosφ nya dibawah =
0.85 (Cosφ2). Daya reaktifnya dari beban diatas sebagai berikut :
Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 150 (1.169-0.619744) = 150kW * 0.55 = 82.5 kVAR.
Sehingga kVARH adalah 82,5 X 24 = 1980 kVARH.
Perhitungan kVA yang dapat dihemat juga dapat dilakukan untuk beban diatas adalah sebagai
berikut
S = P (kW) /Cosϕ = 150/0.65 = 230kVA → pada Cosφ = 0.65
S = P (kW) /Cosϕ = 150/0.85 = 176 kVA → pada Cosφ = 0.85
Selisih daya terpasang adalah 230 – 176 = 54 kVA
Jika dihitung pembebanan Trafo daya tersebut
Pada Cosφ = 0.65 → 200/230 *100% = 115 %
Pada Cosφ = 0.85 → 200/176 *100% = 88 %
Jelas dari data tersebut diatas kapasitas terpasang dari trafo tersebut akan meningkat bila
Cosφ
Mendekati 1
5