skripsi analisis pengaruh pemasangan kapsitor bank terhadap faktor daya (studi kasus gardu...

107
SKRIPSI ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK TERHADAP FAKTOR DAYA (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO) Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T.) Pada Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo o l e h : RAHMAT PUTRA SYAWAL NIM. E1D111026 1

Upload: khanif-ridwan

Post on 07-Jul-2016

320 views

Category:

Documents


42 download

DESCRIPTION

Skripsi Analisis Pengaruh Pemasangan Kapsitor Bank Terhadap Faktor Daya (Studi Kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo)

TRANSCRIPT

SKRIPSI

ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK

TERHADAP FAKTOR DAYA

(STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HALU OLEO)

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Teknik (S.T.) Pada Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo

o l e h :

RAHMAT PUTRA SYAWALNIM. E1D111026

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HALU OLEOKENDARI

2015

1

HALAMAN PENGESAHAN

Judul Skripsi : Analisis Pengaruh Pemasangan Kapasitor Bank Terhadap Faktor Daya (Studi Kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo)

Nama Mahasiswa : Rahmat Putra Syawal

NIM : E1D111026

Jurusan : Teknik Elektro

Kendari, Desember 2015Menyetujui:

Pembimbing I,

Tambi, ST., MT.Nip. 19701230 199903 1 001

Pembimbing II,

Yuni A. Koedoes, ST., MT.Nip. 19750722 200112 2 001

Mengetahui:

Ketua Jurusan Teknik Elektro,

BUNYAMIN, S.T., M.T.Nip. 19740418 200112 1 001

2

HALAMAN PERSETUJUAN

ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK TERHADAP FAKTOR DAYA (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO)

o l e h :

RAHMAT PUTRA SYAWALNIM. E1D111026

Telah Dipertahankan di depan Tim Penguji dan Dinyatakan Lulus pada Ujian

Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Taknik Universitas Halu Oleo

pada tanggal 31 Desember 2015

Tim Penguji:

Penguji I : SAMUEL JIE, ST., MT. (........................)

Penguji II : TACHRIR, ST., MT. (........................)

Penguji III : MANSUR, ST., MT. (........................)

Mengetahui:Dekan Fakultas Teknik,

MUSTARUM MUSARUDDIN, ST., MIT., Ph.D.NIP. 19730122 200112 1 002

Ketua Jurusan Teknik Elektro,

BUNYAMIN, ST., MT.NIP. 19740418 200112 1 001

3

PERNYATAAN KEASLIAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama Mahasiswa : RAHMAT PUTRA SYAWAL

Tempat/Tgl. Lahir : KENDARI, 27 AGUSTUS 1993

N I M : E1D111026

Jurusan : TEKNIK ELEKTRO

Menyatakan bahwa karya ilmiah/skripsi yang berjudul :

ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK

TERHADAP FAKTOR DAYA (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO)

adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun

keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah kami sebutkan sumbernya.

Demikian pernyataan keaslian ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan

apabila pernyataan ini tidak benar, kami bersedia mendapat sanksi akademik.

Kendari, Desember 2015

Yang Menyatakan,

RAHMAT PUTRA SYAWALNIM. E1D111026

4

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan. Penulisan skripsi

ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai dan

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Halu Oleo.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini terwujud berkat bantuan dan

dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua Orang Tua penulis, Ayahanda Syawal, S.TP. dan Ibunda Wa

Samuda yang tiada henti memberikan kasih sayang, mendoakan,

memberikan dukungan moril maupun dukungan materil serta motivasi

kepada penulis.

2. Bapak Prof. Dr. H. Usman Rianse, MS. selaku Rektor Universitas

Halu Oleo.

3. Bapak Mustarum Musaruddin, ST., MIT, Ph.D. selaku Dekan Fakultas

Teknik Universitas Halu Oleo sekaligus Penasihat Akademik penulis yang

senantiasa memberikan arahan, nasihat dan bimbingan akademik.

4. Bapak Bunyamin, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

5. Bapak Tambi, ST., MT. selaku Pembimbing I dan Ibu Yuni Aryani

Koedoes, ST., MT. selaku Pembimbing II yang telah meluangkan waktu,

tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi

ini.

5

6. Bapak Samuel Jie, ST., MT., Bapak Tachrir, ST., M.T., dan Bapak

Mansur, ST., MT. selaku tim dosen penguji yang telah meluangkan waktu

dan pikiran untuk memberikan saran bagi penulis dalam penyelesaian

akhir skripsi ini.

7. Para dosen seta Civitas Akademika Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo

yang telah banyak mengajarkan ilmu sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini

8. Rekan-rekan seperjuangan di Jurusan Elektro angkatan 2011

(KILLERS`11) yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah

memberikan dukungan dan semangat hingga terselesaikannya skripsi ini.

9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang

tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan.

Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun

guna perbaikan skripsi ini.

Penulis berharap semoga skripsi ini memberikan ilmu pengetahuan bagi

penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Kendari, Desember 2015Penulis,

RAHMAT PUTRA SYAWALNIM. E1D111026

6

ABSTRAK

Rahmat Putra Syawal, (2015). Analisis Pengaruh Pemasangan Kapasitor Bank Terhadap Faktor Daya (Studi Kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo). Skripsi dibawah bimbingan Tambi, ST., MT. (Pembimbing I) dan Yuni Aryani Koedoes, ST., MT.(Pembimbing II)

Penggunaan listrik dengan kapasitas besar terkadang menghadapi berbagai macam permasalahan. Permasalahan tersebut antara lain adanya rugi-rugi jaringan dan penurunan tegangan yang terjadi pada saluran. Perbaikan Faktor daya listrik Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo diharapkan mampu memperbaiki kualitas daya listrik. Perbaikan ini diharapkan pula mampu memperkecil biaya tagihan listrik di Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo. Untuk dapat melaksanakan perbaikan kualitas daya listrik tersebut, maka perlu dilakukan perhitungan terhadap daya reaktif yang dikompensasi dalam hal ini faktor daya yang ingin dicapai adalah 0,85. Setelah melakukan perhitungan tersebut, maka dilakukan penentuan nilai kapasitor yang akan digunakan. Dengan melakukan tahap-tahap tersebut maka diharapkan pemasangan kapasitor bank mampu meningkatkan kualitas daya listrik.Kata Kunci : Kualitas daya listrik, Faktor Daya, Kapasitor Bank

7

ABSTRACT

Rahmat Putra Syawal, (2015). Analysis bank capasitors installation influence against power factor (A case study of distribution power house in Technical Faculty of Halu Oleo Univerity) Thesis under the guidance of Tambi, ST., MT. (Supervisor I) and Yuni Aryani Koedoes, ST., MT.(Supervisor II)

The use of electricity in a huge capacity sometimes make several kind of trouble. For example, the loss of network and electrical voltage decrease. Installation repair of electricity power is expected to fix the quality of electricity power in technical faculty of Halu Oleo University. It also expected to minimize the bills. To reach that aims, compensated reactive power should accurately counted, in this case the power factor should reach 0,85. After that, determine the use of capasitors value. By doing the steps,the installation of bank capasitors is expected to increase the quality of electricity power.Keywords : Electricity power quality, Power Factor, Bank Capasitors

8

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN.......................................................................... iv

KATA PENGANTAR...................................................................................... v

ABSTRAK........................................................................................................ vii

ABSTRACT..................................................................................................... viii

DAFTAR ISI.................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xii

DAFTAR TABEL............................................................................................ xiii

DAFTAR GRAFIK.......................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1

1.1. Latar Belakang................................................................................. 2

1.2. Rumusan Masalah............................................................................ 3

1.3. Batasan Masalah............................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian............................................................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian........................................................................... 3

1.6. Sistematika Penulisan....................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 5

2.1. Penelitian Terdahulu........................................................................ 5

2.2. Kualitas Daya Listrik....................................................................... 5

2.3. Daya Listrik...................................................................................... 7

9

2.3.1. Daya Aktif.............................................................................8

2.3.2. Daya Reaktif..........................................................................8

2.3.3. Daya Semu............................................................................9

2.3.4. Segitiga Daya........................................................................9

2.4. Faktor Daya....................................................................................10

2.4.1. Faktor Daya Terbelakang (Lagging).............................10

2.4.2. Faktor Daya Mendahului (Leading)..............................10

2.5. Sifat Beban Listrik.........................................................................12

2.5.1. Beban Resistif......................................................................12

2.5.2. Beban Induktif......................................................................13

2.5.3. Beban Kapasitif....................................................................13

2.6. Kapasitor Bank...............................................................................14

2.6.1. Definisi Kapasitor Bank ......................................................14

2.6.2. Bagaimana Kapasitor Bank Memperbaiki Faktor Daya......17

2.6.3. Perawatan dan Perlindungan Kapasitor Bank......................18

2.6.4. Proses Kerja Kapasitor.........................................................19

2.6.5. Metode Instalasi Pemasangan Kapasitor Bank....................20

2.6.6. Komponen – komponen Kapasitor Bank.............................20

2.6.7. Menentukan Ukuran Kapasitor Untuk Memperbaiki Kapasitor

Bank............................................................................................... 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN...................................................25

3.1. Lokasi Penelitian............................................................................25

3.2. Jenis Penelitian...............................................................................25

10

3.3. Jenis Data Penelitian......................................................................25

3.4. Sumber Data...................................................................................26

3.5. Teknik Analisa Data.......................................................................26

3.6. Jadwal Pembuatan Tugas Akhir.....................................................27

3.7. Diagram Alur Penelitian................................................................28

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN....................................29

4.1. Pengumpulan Data.........................................................................29

4.2. Menghitung Nilai Faktor Kerja, Arus dan Kompensasi Daya

Reaktif ..........................................................................................36

4.3. Perhitungan Kapasitor....................................................................50

BAB V PENUTUP........................................................................................52

5.1. Kesimpulan....................................................................................52

5.2. Saran...............................................................................................52

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

11

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Arah Aliran Arus Listrik.............................................................8

Gambar 2.2. Penjumlahan Trigonometri Daya aktif, reaktif, dan semu..........9

Gambar 2.3. Segitiga Daya..............................................................................9

Gambar 2.4. Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ...........................10

Gambar 2.5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut...............................11

Gambar 2.6. Arus dan tegangan pada beban resistif.....................................13

Gambar 2.7. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif ......13

Gambar 2.8. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif…...14

Gambar 2.9. Segitiga Daya (a) Karakterisitik Beban Kapasitif, (b) Karakteristik

Beban Induktif................................................................................................16

Gambar 2.10. Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor...............................18

Gambar 2.11. Diagram Daya Untuk Menentukan Kapasitor.........................24

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian.............................................................28

Gambar 4.1. Perbaikan Faktor Daya...............................................................49

12

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-1).................29

Tabel 4.2. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-1)............................................30

Tabel 4.3. Data Arus tiap fasa (Hari ke-1)......................................................30

Tabel 4.4. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-2).................31

Tabel 4.5. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-2)............................................31

Tabel 4.6. Data Arus tiap fasa (Hari ke-2)......................................................32

Tabel 4.7. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-3).................32

Tabel 4.8. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-3)............................................33

Tabel 4.9. Data Arus tiap fasa (Hari ke-3)......................................................33

Tabel 4.10. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-4)...............34

Tabel 4.11. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-4)..........................................34

Tabel 4.12. Data Arus tiap fasa (Hari ke-4)....................................................35

Tabel 4.13. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-5)...............35

Tabel 4.14. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-5)..........................................36

Tabel 4.15. Data Arus tiap fasa (Hari ke-5)....................................................36

Tabel 4.16. Data Hasil Perhitungan Kompensasi Daya Reaktif (Qc) Berdasarkan

Metode Perhitungan Segitiga Daya................................................................48

13

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Grafik 4.1. Hubungan Cos φ1 terhadap Kompensasi

Daya Reaktif (Qc)…………………………………………………………49

Grafik 4.2. Grafik 4.2. Hubungan Cos φ2 terhadap Kompensasi

Daya Reaktif (Qc)………………………………………………………....50

14

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penggunaan energi listrik dalam kapasitas besar pada umumnya di

gunakan untuk keperluan usaha atau bisnis. Namun, dalam penggunaan listrik

dengan kapasitas besar terkadang menghadapi berbagai macam permasalahan.

Permasalahan tersebut antara lain adanya rugi-rugi jaringan dan penurunan

tegangan yang terjadi pada saluran. Penyaluran daya listrik dari pembangkit ke

konsumen yang diharapkan adalah daya yang disalurkan sama dengan jumlah

daya yang sampai ke konsumen. Tetapi dalam kenyataannya, daya yang

disalurkan tidak sama dengan daya yang sampai ke konsumen.

Perkembangan teknologi belakangan ini mengalami kemajuan yang cukup

pesat ditandai dengan adanya peralatan-peralatan elektronik atau biasa disebut

dengan beban listrik. Penggunaan beban-beban listrik saat ini memang jauh lebih

banyak (komplek) dibanding dengan penggunaan beban listrik pada masa lampau.

Penggunaan beban listrik tersebut banyak digunakan baik dalam rumah tangga,

gedung perkantoran, maupun di industri sehingga mempengaruhi dan

menyebabkan turunnya system suplay dan kualitas daya.

Kebutuhan akan kualitas daya listrik yang baik dan ditunjang dari berbagai

peralatan listrik yang digunakan baik dalam laboratorium, ruang perkuliahan, dan

ruangan-ruangan lainnya yang menggunakan peralatan-peralatan listrik, maka

sangat dibutuhkan kualitas daya listrik yang baik dalam menunjang segala bentuk

aktifitas perkuliahan dalam lingkup Fakultas.

15

Umumnya penyaluran akan daya listrik digunakan melayani beban-beban

seperti: motor-motor listrik, transformator, lampu TL dan peralatan listrik

lainnya yang mana beban-beban tersebut mengandung gulungan-gulungan

kawat (induktor). Induktor merupakan komponen yang menyerap daya listrik

untuk keperluan magnetisasi dan daya lisrik tersebut disebut daya reaktif. Suatu

beban dikatakan induktif apabila beban tersebut membutuhkan daya reaktif dan

disebut kapasitif apabila menghasilkan daya reaktif. Bertambahnya beban yang

bersifat induktif membutuhkan daya reaktif yang sangat besar sehingga sumber

(pembangkit listrik) harus mensuplai daya yang lebih besar. Keadaan seperti ini

dapat menyebabkan jatuh tegangan, arus pada jaringan bertambah dan faktor

daya rendah pada daerah dekat beban.

Berdasarkan uraian tersebut diatas maka penulis mencoba melakukan studi

dan mengambil judul skripsi tentang: “Analisis pengaruh pemasangan kapasitor

bank terhadap faktor daya (studi kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik

Universitas Halu Oleo)”

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian-uraian tersebut diatas, maka penulis merumuskan

beberapa rumusan masalah pada tugas akhir ini yaitu sebagai berikut.

1. Berapa besar nilai kompensasi daya reaktif sebagai hasil dari peningkatan

faktor daya?

2. Bagaimana pengaruh pemasangan Kapasitor Bank terhadap beban listrik yang

digunakan ditinjau dari faktor daya yang dihasilkan?

16

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah pada tugas akhir kali ini yaitu:

1. Penelitian dilakukan di Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo tepatnya pada

Gardu Distribusi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo.

2. Penelitian hanya menghitung faktor daya yang dihasilkan dari pemasangan

kapasitor bank.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Untuk mengetahui nilai kompensasi daya reaktif sebagai hasil dari

peningkatan faktor daya

2. Untuk mengetahui pengaruh dari pemasangan Kapasitor Bank terhadap beban

listrik yang digunakan ditinjau dari faktor daya yang dihasilkan.

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu :

1. Memberikan informasi tentang nilai faktor daya yang dihasilkn dan pengaruh

dari pemasangan kapasitor bank terhadap beban listrik yang digunakan.

2. Sebagai bahan rujukan kepada manajemen Fakultas Teknik dalam

memperbaiki faktor daya listriknya.

17

1.6 Sistematika Penulisan

Gambaran penelitian ini secara singkat dapat diuraikan pada sistematika

penulisan sebagai berikut.

Bab I Pendahuluan

Bab ini menguraikan tentang latar belakang penulisan, rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

bab ini berisi teori tentang, kapasitor bank, beban listrik, daya dan faktor daya,

Bab III Metodologi Penelitian

Pada bab ini berisi gambaran tentang metode penelitian dan berisi tentang jenis

data yang dibutuhkan, teknik analisa data dan diagram alir penelitian.

Bab IV Analisa Data Dan Pembahasan

Pada bab ini menjelaskan mengenai analisa data untuk menghitung besarnya

faktor daya yang dihasilkan dari pemasangan kapasitor bank serta pengaruh dari

pemasangan kapasitor bank.

Bab V Penutup

Pada bab ini berisi berupa kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil

perhitungan atau analisa data.

18

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu

Penelitian ini didasari oleh penelitian yang dilakukan oleh Muhammad

Fahmi Hakim yang berjudul “Analisis Kebutuhan Capasitor Bank beserta

implementasinya untuk memperbaiki faktor daya listrik di Politeknik Kota

Malang”. Penelitian tersebut bertujuan untuk memperbaiki kualitas daya listrik

dalam hal ini perbaikan faktor daya listrik Politeknik Kota Malang (Poltekom).

Hasil dari penelitian yang dilakukan yaitu pemasangan Capasitor Bank

memperbaiki kualitas daya listrik Politeknik Kota Malang karena meningkatkan

faktor daya menjadi 0,96 dan menurunkan daya reaktif menjadi 4,6 kVAr. Dengan

meningkatnya faktor daya diatas 0,85 maka otomatis tagihan listrik direkening

listrik PLN berupa denda kVAr akan hilang[4].

2.2 Kualitas Daya Listrik

Peningkatan terhadap kebutuhan dan konsumsi energi listrik yang baik

dari segi kualitas dan kuantitas menjadi salah satu alasan mengapa perusahaan

utilitas penyedia listrik perlu memberi perhatian terhadap isu kualitas daya listrik.

Terlebih pada konsumen perindustrian yang membutuhkan supply listrik yang

baik yaitu dari segi kontinuitas dan juga kualitas tegangan yang disupply (karena

mesin - mesin pada perindustrian sensitif terhadap lonjakan/ ketidakstabilan

tegangan) perlu diusahakan suatu sistem pendistribusian tenaga listrik yang dapat

memberikan pelayanan yang memenuhi kriteria yang diinginkan konsumennya.

Istilah kualitas daya listrik bukanlah hal yang baru melainkan sudah menjadi isu

19

penting pada industri sejak akhir 1980 - an. Kualitas daya listrik memberikan

gambaran akan baik buruknya suatu sistem ketenagalistrikan dalam mengatasi

gangguan - gangguan pada sistem tersebut[12].

Roger C. Dugan memberikan empat alasan utama perlunya perhatian lebih

akan masalah kualitas daya[12] :

1. Perangkat listrik yang digunakan pada saat ini sangat sensitif terhadap kualitas

daya listrik yang mana perangkat berbasis mikroprosesor dan elektronika daya

lainnya membutuhkan tegangan pelayanan yang stabil dan level tegangannya juga

harus dijaga pada tegangan kerja perangkat tersebut.

2. Peningkatan yang ditekankan pada efisiensi daya / sistem kelistrikan secara

keseluruhan yang mengakibatkan pertumbuhan lanjutan dalam aplikasi perangkat

dengan efisiensi tinggi, seperti pengaturan kecepatan motor listrik dan

penggunaan kapasitor bank untuk koreksi faktor daya untuk mengurangi rugi –

rugi. Hal ini mengakibatkan peningkatan tingkat harmonik pada sistem tenaga dan

mengakibatkan banyak praktisi dibidang sistem ketenaga listrikan khawatir akan

dampak tersebut di masa depan (dikhawatirkan dapat menurunkan kemampuan

dari sistem tersebut).

3. Meningkatnya kesadaran para konsumen akan masalah kualitas daya. Dimana

pelanggan / konsumen menjadi lebih mengerti akan masalah seperti interupsi,

sags, dan transien switching dan mengharapkan sistem utilitas listrik untuk

meningkatkan kualitas daya yang dikirim.

20

4. Sistem tenaga listrik sekarang ini sudah banyak yang melakukan interkoneksi

antar jaringan, di mana hal ini memberikan suatu konsekuensi bahwa kegagalan

dari setiap komponen akan mengakibatkan kegagalan pada komponen lainnya.

Masalah yang dapat timbul dari sistem tenaga listrik dengan kualitas daya

yang buruk dapat berupa masalah lonjakan/ perubahan tegangan, arus dan

frekuensi yang akan menimbulkan kegagalan/ misoperasi peralatan. Yang mana

kegagalan ini merusak peralatan listrik baik dari sisi pengirim maupun sisi

penerima. Untuk itu demi mengantisipasi kerugian yang dapat terjadi baik dari

pihak PLN maupun masyarakat, pihak PLN harus mengupayakan sistem

ketenagalistrikan yang baik[12].

2.3 Daya Listrik

Daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dalam

sistem tenaga listrik, daya merupakan jumlah yang digunakan untuk melakukan

kerja atau usaha. Daya memiliki satuan Watt, yang merupakan perkalian dari

Tegangan (volt) dan arus (amphere). Daya dinyatakan dalam P, Tegangan

dinyatakan dalam V dan Arus dinyatakan dalam I, sehingga besarnya daya

dinyatakan[7] :

P = V x I

P = Volt x Ampere x Cos φ

P = Watt (2.1)

21

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.1. Arah Aliran Arus Listrik

2.3.1 Daya Aktif (P)

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

energi sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Adapun persamaan dalam daya

aktif sebagai berikut[5] :

Untuk satu phasa : P =V∙ I∙ Cos φ (2.2)

Untuk tiga phasa : P = 3∙ V∙ I∙ Cos φ (2.3)

Daya ini digunakan secara umum oleh konsumen dan dikonversikan

dalam bentuk kerja.

2.3.2 Daya Reaktif (Q)

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,dan lain – lain. Satuan daya reaktif adalah Var[5].

Untuk satu phasa Q =V∙ I∙ Sin φ (2.4)

Untuk Tiga phasa Q = 3∙ V∙ I∙ Sin φ (2.5)

22

2.3.3 Daya Semu (S)

Daya Semu (Apparent Power) adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian

antara tegangan dan arus dalam suatu jaringan. Satuan daya semu adalah VA[5].

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.2. Penjumlahan Trigonometri Daya aktif, reaktif, dan semu

2.3.4 Segitiga Daya

Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan

matematika antara tipe - tipe daya yang berbeda antara daya semu, daya aktif dan

daya reaktif berdasarkan prinsip trigonometri[5].

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.3. Segitiga Daya

dimana berlaku hubungan :

S=V∙ I

P=S∙ Cos φ

Q=S∙ Sin φ (2.6)

23

2.4 Faktor Daya

Faktor daya (Cos φ) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara

daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau

beda sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos φ[5].

Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Semu (S)

= kW / kVA

= V.I Cos φ / V.I

= Cos φ (2.7)

2.4.1 Faktor Daya Terbelakang (Lagging)

Faktor daya terbelakang (lagging) adalah keadaan faktor daya saat

memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut [5]:

1. Beban/ peralatan listrik memerlukan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat

induktif

2. Arus (I) terbelakang dari tegangan (V), V mendahului I dengan sudut φ

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.4. Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ

2.4.2 Faktor Daya Mendahului (Leading)

Faktor daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat

memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut[5]:

24

1. Beban/ peralatan listrik memberikan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat

kapasitif

2. Arus mendahului tegangan, V terbelakang dari I dengan sudut φ

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut

Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan

dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.

(2.8)

Karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan

kVAR berubah sesuai dengan faktor daya), dapat juga di tulis sebagai berikut:

Daya Reaktif (Q) = Daya Aktif (P) x Tan φ (2.9)

Sebuah contoh, rating kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya

sebagai berikut :

Daya reaktif pada pf awal = Daya Aktif (P) x Tan φ1 (2.10)

Daya reaktif pada pf diperbaiki = Daya Aktif (P) x Tan φ2 (2.11)

Sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah:

Daya reaktif (kVAR) = Daya Aktif (kW) x (Tan φ1 - Tan φ2) (2.12)

25

Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya[5] :

a) Tagihan listrik akan menjadi kecil (PLN akan memberikan denda jika pf lebih

kecil dari 0,85)

b) Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat

c) Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem

d) Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat. Jika pf lebih kecil dari

0,85 maka kapasitas daya aktif (kW) yang digunakan akan berkurang.

Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya pf sistem

kelistrikan[4].

2.5 Sifat Beban Listrik

Dalam suatu rangkaian listrik selalu dijumpai suatu sumber dan beban.

Bila sumber listrik DC, maka sifat beban hanya bersifat resistif murni, karena

frekuensi sumber DC adalah nol. Reaktansi induktif (XL) akan menjadi nol yang

berarti bahwa induktor tersebut akan short circuit. Reaktansi kapasitif (XC) akan

menjadi tak berhingga yang berarti bahwa kapasitif tersebut akan open circuit.

Jadi sumber DC akan mengakibatkan beban beban induktif dan beban kapasitif

tidak akan berpengaruh pada rangkaian. Bila sumber listrik AC maka beban

dibedakan menjadi 3 sebagai berikut[5] :

2.5.1 Beban Resistif

Beban resistif yang merupakan suatu resistor murni, contoh : lampu pijar,

pemanas. Beban ini hanya menyerap daya aktif dan tidak menyerap daya reaktif

sama sekali. Tegangan dan arus se-fasa. Secara matematis dinyatakan :

R = V / I (2.13)

26

I V

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.6. Arus dan tegangan pada beban resistif

2.5.2 Beban Induktif

Beban induktif adalah beban yang mengandung kumparan kawat yang

dililitkan pada sebuah inti biasanya inti besi, contoh : motor – motor listrik,

induktor dan ransformator. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1

“lagging”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan daya reaktif (kVAR).

Tegangan mendahului arus sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan :

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.7. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif

2.5.3 Beban Kapasitif

Beban kapasitif adalah beban yang mengandung suatu rangakaian

kapasitor. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0–1 “leading”. Beban ini

menyerap daya aktif (kW) dan mengeluarkan daya reaktif (kVAR). Arus

mendahului tegangan sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan [4]:

27

Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013

Gambar 2.8. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif

2.6 Kapasitor Bank

2.6.1 Definisi Kapasitor Bank

Kapasitor bank adalah peralatan elektrik untuk meningkatkan power factor

(PF), yang akan mempengaruhi besarnya arus (Ampere). Pemasangan kapasitor

bank pada sebuah sistem listrik akan memberikan keuntungan sebagai berikut [1].

1. Peningkatan kemampuan jaringan dalam menyalurkan daya

2. Optimasi biaya : ukuran kabel diperkecil

3. Mengurangi besarnya nilai "drop voltage"

4. Mengurangi naiknya arus/suhu pada kabel, sehingga mengurangi rugi-rugi daya

Peningkatan faktor daya ini tergantung dari seberapa besar nilai kapasitor

yang dipasang (dalam kVAR). Sehingga denda VARh Anda bisa dikurangi. Pada

kehidupan modern dimana salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang

besar. Besarnya energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi

(R), induktansi (L) dan kapasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu

disebabkan karena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang

digunakan. Sedangkan beban listrik yang digunakan umumnya bersifat induktif

dan kapasitif. Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya reaktif seperti

28

trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif

(negatif) mengeluarkan daya reaktif [1].

Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga tidak dapat

dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi

listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah

banyaknya peralatan yang bersifat induktif. Berarti dalam menggunakan energi

listrik ternyata pelanggan tidak hanya dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi

juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua daya itu akan menghasilkan daya

nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN [1].

Jika nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan

industri maka rugi-rugi daya menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan

yang sampai ke konsumen berkurang. Dengan demikian produksi pada industri itu

akan menurun hal ini tentunya tidak boleh terjadi untuk itu suplai daya dari PLN

harus ditambah berarti penambahan biaya. Karena daya itu,

P = V.I (2.14)

Keterangan : P = Daya (Watt)

V = Tegangan (Volt)

I = Arus (Ampere)

maka dengan bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan harga V dan

naiknya harga I. Dengan demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata

merupakan suatu kesatuan yang kalau digambarkan seperti segi tiga siku-siku

pada Gambar 2.9 berikut.

29

S(VA)

Q(VAR)

P(Watt)

S(VA)Q(VAR)

P(Watt)

Phi

Phi

(a) (b)

Sumber : Temmy Nanda Hartono, 2014

Gambar 2.9. Segitiga Daya (a) Karakterisitik Beban Kapasitif, (b)

Karakteristik Beban Induktif

P = V . I Cos φ

Q = V. I sin φ

S = √ P2+Q2atau S = V . I

Faktor Daya = Daya NyataDaya Semu = Cos φ (2.15)

Seperti kita ketahui bahwa harga cos φ adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti

kondisi terbaik yaitu pada saat harga P (kW) maksimum [ P (kW) = S (kVA) ]

atau harga cos φ = 1 dan ini disebut juga dengan cos φ yang terbaik. Namun

dalam kenyataannya harga cos φ yang ditentukan oleh PLN sebagai pihak yang

mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga cos φ < 0,8 berarti pf

dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW)

yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus

menurun seiring dengan semakin menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan.

Akibat menurunnya pf itu maka akan muncul beberapa persoalan sbb[1]:

a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.

b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.

30

c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.

Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan

arus yang dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan

rugi-rugi daya (daya reaktif) dan jatuh tegangan menjadi besar. Dengan demikian

denda harus dibayar sebab pemakaian daya reaktif meningkat menjadi besar.

Denda atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian

kVARH yang tercatat dalam sebulan lebih tinggi dari 0,62 jumlah kWH pada

bulan yang bersangkutan sehingga pf rata-rata kurang dari 0,85[1].

Berdasarkan dari cara kerjanya, kapasitor bank dibedakan menjadi 2 :

1) Fixed type, yaitu dengan memberikan sebuah beban kapasitif yang tetap

ataupun berubah-rubah pada beban. Biasanya digunakan pada beban langsung

seperti pada motor induksi. Pada tipe ini harus dipertimbangkan adalah pada

saat pemasangan kapasitor banktanpa beban[2].

2) Automatic type, yaitu memberikan beban kapasitif yang bervariasi sesuai

dengan kebutuhan kapasitor bank yang terpasang. Pada tipe ini jenis panel

dilengkapi dengan sebuah Power Factor Controller (PFC) sebagai pengaman.

PFC akan menjaga cos phi pada jaringan listrik yang sesuai dengan target yang

ditentukan. Apabila pada tipe ini terjadi perubahan beban, maka PFC secara

otamatis akan memperbaiki cos phi[2].

2.6.2 Bagaimana Kapasitor Bank Memperbaiki Faktor Daya

Sebagaimana diketahui membangkitkan daya reaktif pada pusat

pembangkit tenaga dan menyalurkannya kepusat beban yang jaraknya jauh,

sangatlah tidak ekonomis. Hal ini dapat di atasi dengan meletakkan kapasitor pada

31

pusat beban. Gambar 2.2 berikut menunjukkan cara perbaikan faktor daya untuk

system tersebut[3].

Sumber : Tarsin Saragih, 2011

Gambar 2.10. Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor

2.6.3 Perawatan dan Perlindungan Kapasitor Bank

Kapasitor bank yang digunakan untuk perbaikan faktor daya supaya tahan

lama, maka harus dirawat secara rutin dan teratur. Dalam perawatannya, kapasitor

bank harus ditempatkan pada tempat yang lembab dan tidak basah yang tidak

terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan, maka

kapasitor bank tidak terhubung lagi dengan sumber listrik. Adapun jenis

pemeriksaan yang harus dilakukan yaitu [2]:

1) Pemeriksaan kebocoran.

2) Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor.

3) Pemeriksaan isolator.

Untuk meminimalkan kemungkinan kegagalan sekering pemegang

pembuangan atau pecahnya kasus kapasitor bank, atau keduanya, standar

memaksakan batasan ke energy maksimum total yang tersimpan dalam sebuah

kelompok yang terhubung paralel ke 4659 KVAR. Agar tidak melanggar batas

ini, kelompok yang lebih kapasitor bank dari rating tegangan rendah dihubungkan

secara seri dengan lebih sedikit unit secara paralel setiap kelompok dapat menjadi

32

solusi yang cocok. Namun, hal ini dapat mengurangi sensitivitas skema deteksi

ketidakseimbangan. Memisahkan kapasitor bank menjadi 2 bagian yaitu

hubungan seri, solusi ini dapat digunakan untuk skema ketidakseimbangan yang

lebih baik untuk dideteksi. Kemungkinan lain adalah penggunaan sekering

pembatas arus. Koneksi optimal untuk SCB tergantung pada pemanfaatan terbaik

dari peringkat tegangan yang tersedia unit kapasitor, sekering, dan menyampaikan

pelindung. Hampir semua kapasitor bank gardu yang terhubung seri. Maka setiap

pemakaian kapasitor bank bagaimanapun harus dihubungkan secara seri atau

paralel[1].

2.6.4 Proses Kerja Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel

dengan rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan

mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron

maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan

mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saaat

itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu

kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada

saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai

daya treaktif ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif

bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil. Rugi-rugi

daya sebelum dipasang kapasitor [1].

Rugi daya aktif = I2 R (Watt)

Rugi daya reaktif = I2 x Xc (VAR) (2.16)

33

Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = (I2 – Ic2) R (Watt)

Rugi daya reaktif = (I2 – Ic2) x Xc (VAR) (2.17)

2.6.5 Metode Pemasangan Instalasi Kapasitor Bank

Adapun cara memasangan kapasitorbank pada instalasi listrikdapat

dibagimenjadi 3 bagian yaitu [2]:

1) Global compensation

Dengan metode ini kapasitor bank dipasang pada induk panel mine

distribution panel (MDP) dan arus yang turun dari pemasangan model ini hanya

pada penghantar antara panel MDP dan transformator

2) Sectoral Compensation

Dengan metoda ini pemasangan kapasitor bank yang terdiri dari beberapa

panel kapasitor yang akan dipasang pada setiap panel sub distribution panel

(SDP).

3) Individual Compensation

Dengan metoda ini kapasitor bank langsung dipasang pada masing masing

beban yang akan digunakan khususnya beban yang mempunyai daya yang besar.

2.6.6 Komponen-komponen Kapasitor bank

1. Main switch / load Break switch

Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada

pemeliharaan panel . Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi sudah tersedia

disisi atasnya dari PDU. Main switch atau lebih dikenal load break switch

adalah peralatan pemutus dan penyambung yang sifatnya on load yakni dapat

34

diputus dan disambung dalam keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch

model knife yang hanya dioperasikan pada saat tidak berbeban .Untuk

menentukan kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25 % lebih

besar dari perhitungan KVar terpasang dari sebagai contoh : Jika daya kvar

terpasang 400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka pilihan kita berdasarkan

600 A + 25 % = 757 Ampere yang dipakai size 800 Ampere[5].

2. Kapasitor Breaker

Kapasitor Breaker digunkakan untuk mengamankan instalasi kabel

dari breaker ke Kapasitor bank dan juga kapasitor itu sendiri. Kapasitas

breaker yang digunakan sebesar 1,5 kali dari arus nominal dengan Im = 10 x Ir.

Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan rumus In = Qc / 3 . VL Sebagai

contoh : masing masing steps dari 10 steps besarnya 20 Kvar maka dengan

menggunakan rumus diatas didapat besarnya arus sebesar 29 ampere , maka

pemilihan kapasitas breaker sebesar 29 + 50 % = 43 A atau yang dipakai 40

Ampere. Selain breaker dapat pula digunakan Fuse , Pemakaian Fuse ini

sebenarnya lebih baik karena respon dari kondisi over current dan Short circuit

lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian jika dalam kondisi putus

harus selalu ada penggantian fuse. Jika memakai fuse perhitungannya juga

sama dengan pemakaian breaker[5].

3. Magnetic Contactor

Magnetic contactor diperlukan sebagai Peralatan kontrol. Beban

kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi , lebih tinggi dari beban

motor. Untuk pemilihan magnetic contactor minimal 10 % lebih tinggi dari

35

arus nominal (pada AC 3 dengan beban induktif/kapasitif). Pemilihan

magnetic dengan range ampere lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur

pemakaian magnetic contactor lebih lama[5].

4. Kapasitor Bank

Kapasitor bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat kapasitif

yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif. Kapasitas kapasitor

dari ukuran 5 KVar sampai 60 Kvar. Dari tegangan kerja 230 V sampai 525

Volt. [5]

5. Reactive Power Regulator

Peralatan ini berfungsi untuk mengatur kerja kontaktor agar daya

reaktif yang akan disupply ke jaringan/ system dapat bekerja sesuai

kapasitas yang dibutuhkan. Dengan acuan pembacaan besaran arus dan

tegangan pada sisi utama Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat

terbaca dan regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif

yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai bermacam macam steps dari 6 steps ,

12 steps sampai 18 steps. Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel

kapasitor antara lain :

- Push button on dan push button off yang berfungsi mengoperasikan

magnetic contactor secara manual.- Selektor auto – off – manual yang

berfungsi memilih system operasional auto dari modul atau manual dari

push button.

- Exhaust fan + thermostat yang berfungsi mengatur ambein temperature

dalam ruang panel kapasitor. Karena kapasitor , kontaktor dan kabel

36

penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka temperature ruang

panel meningkat. Setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust fan

akan otomatic berhenti[5].

6. Setup C/K PFR

Capacitor Bank agar Power Factor Regulator (PFR) yang terpasang

pada Panel Capacitor Bank dapat bekerja secara maksimal dalam melakukan

otomatisasi mengendalikan kerja capacitor maka diperlukan setup C/K yang

sesuai[5].

2.6.7 Menentukan Ukuran Kapasitor untuk Memeperbaiki faktor daya

Ukuran kapasior untuk memperbaiki faktor daya sistem pada titik-

titik tertentu dapat secara manual untuk sistem distribusi yang relatif kecil, KVAR

kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya cos φ1 sampai

dengan cosφ2. Ada beberapa Metode dalam mencari ukuran kapasitor untuk

perbaikan faktor daya seperti dengan metode perhitungan sederhana, metode tabel

kompensasi dan metode diagram[5].

a. Metode perhitungan sederhana

Dalam metode sederhana dapat kita mencari ukuran kapasitor data

yang diperlukan anatara lain :

Daya Semu = S ( kVA)

Daya Aktif = P (kW)

Daya Reaktif = Q

37

Agar mempermudah mengingat simbol Daya reaktif kita gunakan

simbol QL ( Daya reaktif PF lama) dan QB (Daya Reaktif PF baru). Jadi dapat

kita simpulkan bahwa persamaan perhitungan sederhana yaitu :

Qc = QL − QB (2.18)

b. Metode Diagram

Dalam menentukan besarnya kapasitor yang dibutuhkan diperlukan

diagram sebelum kompensasi dan sesudah kompensasi maka dapat di

gambarkan sebagai berikut [5]:

Gambar 2.11. Diagram Daya Untuk Menentukan Kapasitor

Dapat di peroleh persamaan sebagai berikut :

Qc = kW (Tan φ1− Tan φ2) (2.19)

38

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dalam tugas akhir ini yaitu Gardu Distribusi Fakultas

Teknik Universitas Halu Oleo.

3.2 Jenis Penelitian

Dalam menyusun suatu penelitian diperlukan langkah – langkah yang

benar sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun metode yang digunakan dalam

penelitian ini adalah metode observasi analisis. Observasi yang dilakukan adalah

dengan pengambilan data dengan cara melakukan pengukuran pada lokasi

penelitian yang selanjutnya akan di analisis untuk keperluan penelitian.

3.3 Jenis Data Penelitian

Data Primer

Data primer adalah data yang diperoleh langsung dari peninjauan dan pengukuran

di lapangan atau survey langsung dilapangan.

Data Sekunder

Merupakan penunjang dari hasil penelitian yang diperoleh dari lapangan.

Pengumpulan data sekunder diambil dari kantor-kantor instansi pemerintah atau

lembaga penelitian atau studi yang telah ada sebelumnya. Data tersebut berupa

buku-buku makalah atau laporan.

39

3.4 Sumber Data

Data-data yang diperlukan dalam proses pembuatan laporan ini diperoleh

dari:

1. Observasi

Pengambilan data yang sesuai dengan lokasi penelitian untuk selanjutnya di

analisis.

2. Wawancara

Metode ini dilakukan dengan cara menanyakan hal – hal yang sekiranya belum

penulis ketahui kepada pembimbing lapangan.

3. Studi Pustaka

Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku dan jurnal terkini sesuai

dengan penelitian yang dilakukan serta mencari data yang diperlukan mengenai

hal-hal atau materi yang dianalisa.

4. Bimbingan

Metode ini dilakukan dengan cara meminta bimbingan untuk hal yang berkaitan

dengan analisa dari penelitian ini dari pembimbing, baik dosen maupun di

lapangan

3.5 Teknik Analisis Data

Analisa data merupakan salah satu langkah penting dalam penelitian,

terutama bila digunakan sebagai generalisasi atau simpulan tentang masalah yang

40

diteliti. Dalam melakukan perhitungan nantinya, akan dilakukan dengan

menggunakan metode perhitungan, yaitu:

Metode Segitiga Daya: Dalam metode ini besarnya daya reaktif awal sebelum

kompensasi dihitung dengan Cos φ1 dan daya reaktif akhir dihitung dengan Cos

φ2, atau besarnya daya reaktif yang dikompensasi kapasitor dapat dihitung

menggunakan persamaan :

Qc = P (tan φ1 – tan φ2)

dimana :

Qc = kompensasi daya reaktif (KVAR)

P = daya aktif (KW)

Cos φ1 = faktor daya sekarang

Cos φ2 = faktor daya yang diinginkan

3.6 Jadwal Pembuatan Tugas Akhir

Berdasarkan rencana, maka pembuatan tugas akhir ini akan dimulai pada

awal agustus 2015 hingga akhir desember 2015 dengan lokasi penelitan seperti

yang dijelaskan sebelumnya.

41

3.7 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian

42

Studi Literatur

Pengumpulan DataAdapun Data yang dikumpulkan ialah:1. Single Line Diagam Gardu Distribusi2. Data Daya aktif , Daya Reaktif, Daya Semu, Faktor Daya Sekarang

Mulai

Selesai

Pengolahan DataAdapun data yang di olah ialah data-data mengenai Daya aktif, reaktif, semu, dan faktor daya yang telah ada dalam hal keperluan untuk melakukan perhitungan.

Analisa Data1. Perhitungan Nilai kebutuhan kapasitansi kapasitor2. Analisis pengaruh pemasangan kapasitor bank

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengumpulan Data

Sebelum melakukan perhitungan dalam analisa data, terlebih dahulu kita

harus mengetahui data-data apa saja yang dibutuhkan dalam perhitungan nantinya.

Data-data dikumpulkan selama 5 hari (Senin – Jumat) pukul 08.00 pagi sampai

pukul 14.00 Siang. Adapun data-data yang dibutuhkan adalah sebagai berikut.

a. Data Daya, Tegangan, dan Arus

1. Hari Pertama

Tabel 4.1. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 30.8 31.4 31.9 3.53 3.40 2.98 46.2 45.12 45.6

09.00-10.00 31.12 32.20 31.4 3.54 3.28 3.25 46.1 46.5 44.8

10.00-11.00 30.2 31.4 31.3 3.15 3.21 2.9 45.5 45.6 45.3

11.00-12.00 30.6 32.8 31.7 3.05 3.10 3.2 44 45.2 46.1

12.00-13.00 31.5 32.2 32.6 3.12 3.30 3.4 45.02 46.1 45.13

13.00-14.00 30.24 31.7 31.2 3.08 3.43 3.1 46 46.02 45

Rata-rata Total 30.74 31.95 31.68 3.2 3.3 3.14 45.47 45.75 45.32

Rata-rata 31.45 3.21 45.51

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

43

Tabel 4.2. Data Tegangan antar fasa

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.3. Data Arus tiap fasa

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 135.3 157.3 147.6

09.00-10.00 135 154 150

10.00-11.00 136.2 156.4 149.6

11.00-12.00 132.5 153.6 145.6

12.00-13.00 135.2 158.8 147.2

13.00-14.00 131.6 150.32 149

Rata-rata Total 134.3 155.07 148.2

Rata-rata 145.86

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

44

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 385.8 386.9 385

09.00-10.00 386.2 386.8 385.2

10.00-11.00 385.8 385.9 385.2

11.00-12.00 386.4 386.9 385

12.00-13.00 384 385.1 384.2

13.00-14.00 384.3 385.1 384

Rata-rata Total 385.4 386.12 384.8

Rata-rata 385.44

2. Hari Kedua

Tabel 4.4. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 30.5 31.9 32.1 3.45 3.32 2.76 47.2 46.21 46.4

09.00-10.00 30.72 31.20 32.4 3.62 3.3 3.27 45.23 46.33 46.5

10.00-11.00 30.22 30.4 31.8 3.1 3.2 3.1 45.43 47.45 46.3

11.00-12.00 30.2 31.8 32.01 3.15 3.16 3.24 46.5 46.2 47.7

12.00-13.00 31.58 31.2 32.3 3.14 3.36 3.42 47.65 46.3 46.8

13.00-14.00 31.24 30.5 31.54 3.28 3.35 3.06 45.7 46.6 46.65

Rata-rata Total 30.74 31.16 32.02 3.29 3.28 3.14 46.3 46.55 46.72

Rata-rata 31.31 3.24 46.52

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.5. Data Tegangan antar fasa

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

45

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 384.5 386.4 386.2

09.00-10.00 385.4 386.5 385.2

10.00-11.00 385.3 385.7 386.7

11.00-12.00 386.2 386.7 385.2

12.00-13.00 384.6 385.15 384.7

13.00-14.00 385 385.16 384.8

Rata-rata Total 385.17 385.93 385.47

Rata-rata 385.52

Tabel 4.6. Data Arus tiap fasa

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 132.5 150.3 145.6

09.00-10.00 134.5 152.4 148.2

10.00-11.00 136.24 155.3 150.6

11.00-12.00 135.5 153.8 150.2

12.00-13.00 137.2 151.2 149.8

13.00-14.00 134 152.5 150

Rata-rata Total 134.99 152.6 149.07

Rata-rata 145.55

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

3. Hari Ketiga

Tabel 4.7. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 30.5 32.5 33.1 3.25 3.2 2.8 47.01 48.1 47.23

09.00-10.00 31.4 33.28 32.5 3.62 3.52 3.2 48 47.1 45.56

10.00-11.00 30.2 32.45 33.58 3.14 3.52 3.18 47.5 47.43 46.3

11.00-12.00 30.32 32.8 32.2 3.5 3.1 3.2 46.45 46.56 47.5

12.00-13.00 31.5 33.4 32.3 3.14 3.46 3.42 46.34 45.6 45.4

13.00-14.00 31.25 31.5 33.4 3.35 3.35 3.02 47.65 46.2 47.3

Rata-rata Total 30.86 32.65 32.85 3.33 3.36 3.14 47.16 46.83 46.55

Rata-rata 32.12 3.28 46.83

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

46

Tabel 4.8. Data Tegangan antar fasa

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.9. Data Arus tiap fasa

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 131.5 150.3 145.4

09.00-10.00 132.5 152.4 145.8

10.00-11.00 134.4 152.6 148.6

11.00-12.00 135.5 153.04 150.2

12.00-13.00 135.8 151.2 149.8

13.00-14.00 135 150.5 149

Rata-rata Total 134.12 151.67 148.13

Rata-rata 144.64

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

47

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R - S S – T R – T

08.00-09.00 385.5 386.2 385.9

09.00-10.00 384.85 386.5 385.3

10.00-11.00 385.6 385.3 386.4

11.00-12.00 386.3 386.2 385.5

12.00-13.00 384.6 385.25 384.8

13.00-14.00 385 385.56 384.2

Rata-rata Total 385.31 385.8 385.35

Rata-rata 385.5

4. Hari Keempat

Tabel 4.10. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 32.2 32.9 34.12 3.5 3.2 2.6 47.1 46 46.6

09.00-10.00 31.7 33.23 32.43 3.6 3.3 3.27 46.8 45.5 46

10.00-11.00 30.9 32.42 33.6 3.14 3.2 3.1 45 46.4 46.2

11.00-12.00 30.8 31.8 32.2 3.15 3.16 3.4 46.2 47.45 46.3

12.00-13.00 31.5 33.2 32.3 3.14 3.36 3.42 45.4 46.3 45.8

13.00-14.00 31.24 31.56 33.54 3.28 3.45 3.06 46.5 46.7 47.1

Rata-rata Total 31.4 32.52 33.03 3.30 3.28 3.14 46.17 46.39 46.33

Rata-rata 32.32 3.24 46.29

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.11. Data Tegangan antar fasa

48

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R - S S – T R – T

08.00-09.00 385 385.8 386

09.00-10.00 385.24 386.5 386.25

10.00-11.00 385.3 385.6 386.2

11.00-12.00 386.02 386.2 385.5

12.00-13.00 384.6 385.1 384.7

13.00-14.00 384.4 385.6 384.6

Rata-rata Total 385.09 385.8 385.54

Rata-rata 385.5

f=50.24Hz Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.12. Data Arus tiap fasa

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 131.5 148.2 145.2

09.00-10.00 132.45 150.4 148.2

10.00-11.00 134.2 150.8 150.6

11.00-12.00 135.5 151.6 150.24

12.00-13.00 135.2 151.2 149.8

13.00-14.00 134.8 150.5 150.23

Rata-rata Total 133.9 150.45 149.05

Rata-rata 144.5

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

5. Hari Kelima

Tabel 4.13. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 29.5 30.5 32.1 3.5 3.2 2.8 47.01 46.7 45.9

09.00-10.00 30.4 30.28 32.25 3.2 3.2 3.25 45.6 46.5 46.8

10.00-11.00 32.2 31.45 32.57 3.1 3.12 3.18 46.4 47.8 45.4

11.00-12.00 32.32 30.8 32.6 3.14 3.1 3.05 46.8 46.4 46.2

12.00-13.00 31.5 30.4 31.3 3.10 3.4 3.2 45.5 46.6 45.7

13.00-14.00 30.25 30.5 31.4 3.5 3.35 3.02 46.3 45.8 47.5

49

Rata-rata Total 31.03 30.65 32.04 3.26 3.23 3.08 46.27 46.63 46.25

Rata-rata 31.24 3.19 46.38

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.14. Data Tegangan antar fasa

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Tabel 4.15. Data Arus tiap fasa

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 129.5 145.3 140.2

09.00-10.00 130.5 148.4 143.8

10.00-11.00 132.4 150.6 145.6

11.00-12.00 135.2 152.4 150.12

12.00-13.00 135.4 151.2 149.3

13.00-14.00 135 150.5 140

50

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R - S S – T R – T

08.00-09.00 380.5 380.2 380.24

09.00-10.00 380.95 380.5 380.2

10.00-11.00 382.6 385.3 384.4

11.00-12.00 384.3 386.2 385.5

12.00-13.00 384.6 385.5 384.8

13.00-14.00 384 382.6 382.2

Rata-rata Total 382.8 383.4 382.89

Rata-rata 383.03

Rata-rata Total 133 149.7 144.84

Rata-rata 142.5

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

4.2 Menghitung nilai Faktor Kerja, Arus, dan Kompensasi Daya Reaktif

Faktor daya atau faktor kerja menggambarkan sudut fasa antara daya aktif

dan daya semu. Mengingat sebagian besar beban bersifat induktif, maka

bertambahnya beban akan mengakibatkan komponen arus yang searah maupun

tegak lurus dengan tegangan akan bertambah besar. Hal ini akan mengakibatkan

perubahan daya kompleks dan cos φ, sehingga faktor daya menjadi kecil sejalan

dengan pertambahan beban induktif.

a. Hari Pertama

Daya (P) = 31.45 kW = 31450 W

Tegangan (V) = 385,44 Volt

Frekuensi (f) = 50,24 Hz

Arus (I) = 145,86 A

Menghitung nilai Cos dan nilai

Cos = Daya NyataDaya Semu

= PS

51

= 3145045510

= 0.69

= Cos-1 0.69

= 46.37

Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2

Cos 2 = 0.85

2 = Cos -1 x 0.85

2 = 31,78

Cos 2 = P 2S2

Atau

S2 = P

cosφ

S2 = 314500,85

S2 = 37000VA

I2 = S 2V

I2 = 37000385.44

52

I2 = 95.99 A

1. Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga

Daya

Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif

(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Qc = P (Tan 1 – Tan 2)

= 31450 (Tan 46.37 – Tan 31,78)

= 31450 (1.05 – 0,62)

= 31450 x 0.43

= 13523.5 VAR

= 13.5235 kVAR

b. Hari Kedua

Daya (P) = 31.31 kW = 31310 Watt

Tegangan (V) = 385,52 Volt

Frekuensi (f) = 50,24 Hz

Arus (I) = 145,55 A

Menghitung nilai Cos dan nilai

53

Cos = Daya NyataDaya Semu

= PS

= 3131046520

= 0.67

= Cos-1 0,67

= 47.93

Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2

Cos 2 = 0.85

2 = Cos -1 0.85

2 = 31,78

Cos 2 = P 2S2

Atau

S2 = P

cos2

S2 = 313100.85

S2 = 36835.3 VA

54

I2 = S2V

I2 = 36835.3385.52

I2 = 95.62 A

1. Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga

Daya

Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif

(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Qc = P (Tan 1 – Tan 2)

= 31310 (Tan 47.93 – Tan 31,78)

= 31310 (1.108 – 0,62)

= 31310 x 0.48

= 15028.8 VAR

= 15.0288 kVAR

c. Hari Ketiga

Daya (P) = 32,12 kW = 32120 Watt

Tegangan (V) = 385,5 Volt

Frekuensi (f) = 50,24 Hz

55

Arus (I) = 144,64 A

Menghitung nilai Cos dan nilai

Cos = Daya NyataDaya Semu

= PS

= 3212046830

= 0,68

= Cos-1 0,68

= 47.15

Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2

Cos 2 = 0.85

2 = Cos -1 x 0.85

2 = 31,78

Cos 2 = P 2S2

Atau

S2 = P

cos2

S2 = 321200.85

56

S2 = 37788,23 VA

I2 = S 2V

I2 = 37788,23

385.5

I2 = 98.02 A

1. Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga

Daya

Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif

(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Qc = P (Tan 1 – Tan 2)

= 32120 (Tan 47.15 – Tan 31,78)

= 32120 (1.07 – 0,62)

= 32120 x 0.45

= 14454 VAR

= 14.454 kVAR

d. Hari Keempat

Daya (P) = 32,32 kW = 32320 Watt

Tegangan (V) = 385,5 Volt

57

Frekuensi (f) = 50,24 Hz

Arus (I) = 144,5 A

Menghitung nilai Cos dan nilai

Cos = Daya NyataDaya Semu

= PS

= 3232046290

= 0.69

= Cos-1 0,69

= 46.4

Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2

Cos 2 = 0.85

2 = Cos -1 0.85

2 = 31,78

Cos 2 = P 2S2

Atau

S2 = P

cos2

58

S2 = 323200.85

S2 = 38023,53 VA

I2 = S 2V

I2 = 38023.53

385.5

I2 = 98.63 A

1. Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga

Daya

Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif

(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Qc = P (Tan 1 – Tan 2)

= 32320 (Tan 46.4 – Tan 31,78)

= 32070 (1.05 – 0,62)

= 32320 x 0.43

= 13897.6 VAR

= 13.8976 kVAR

e. Hari Kelima

Daya (P) = 31,24 kW = 31240 Watt

59

Tegangan (V) = 383,03 Volt

Frekuensi (f) = 50,24 Hz

Arus (I) = 142,4 A

Menghitung nilai Cos dan nilai

Cos = Daya NyataDaya Semu

= PS

= 3124046380

= 0,67

= Cos-1 0,67

= 47.9

Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos2, dan Nilai I2

Cos 2 = 0.85

2 = Cos -1 0.85

2 = 31,78

Cos 2 = P 2S2

Atau

60

S2 = P 2

cos2

S2 = 312400.85

S2 = 36752,9 VA

I2 = S 2V

I2 = 36752.9383.03

I2 = 95.95 A

1. Menghitung Kompensasi Daya Reaktif menggunakan metode Segitiga

Daya

Dengan mengguunakan metode segitiga daya, kompensasi daya reaktif

(kVAR) dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Qc = P (Tan 1 – Tan 2)

= 31240 (Tan 47.9 – Tan 31,78)

= 31240 (1.107 – 0,62)

= 31240 x 0,487

= 15213.9 VAR

= 15.2139 Kvar

61

Berdasarkan hasil perhitungan diatas didapatkan hasil sebaga berikut.

Tabel 4.16 Data Hasil Perhitungan Perhitungan Kompensasi Daya Reaktif (Qc)

Berdasarkan Metode Segitiga Daya

Hari ke-Faktor Kerja (Cos ) Kompenasi Daya

Reaktif (kVAR)Qc

Arus (I2)Cos 1 Cos 2

I 0.69 0.85 13.5235 95.99

II 0.67 0.85 15.0288 95.62

III 0.68 0.85 14.454 98.02

IV 0.69 0.85 13.8976 98.63

V 0.67 0.85 15.2139 95.95

Rata-rata 0.68 0.85 14.42 96.84

Berdasarkan tabel 4.16, bisa dilihat hasil perhitungan nilai Cos φ1 rata-rata dengan

nilai 0.68 dan Cos φ2 rata – rata dengan nilai 0.85 menghasilkan kompensasi daya

reaktif (Qc) rata - rata sebesar 14.42 kVAR. Sedangkan peningkatan Power

Factor (PF) menjadi 0.85 menyebabkan terjadinya penurunan arus (I2) sebesar

96.84 Ampere. Hal tersebut memperlihatkan bahwa, semakin besar nilai faktor

daya maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada jaringan distribusi.

62

Sehingga hal ini sangat berpengaruh terhadap perlengkapan listrik baik ukuran

kabel, pengaman listrik, dan perlatan listrik lainnya.

Gambar 4.1 Perbaikan Faktor Daya

1 2 3 4 50

2

4

6

8

10

12

14

16

18

QcCos j1Q

c

Grafik 4.1. Hubungan Cos φ1 terhadap Kompensasi Daya Reaktif (Qc)

63

1 2 3 4 50

2

4

6

8

10

12

14

16

18

QcCos j2

Grafik 4.2. Hubungan Cos φ2 terhadap Kompensasi Daya Reaktif (Qc)

4.3 Perhitungan Kapasitor

Berdasarkan perhitungan sebelumnya, didapatkan hasil dari kompensasi

daya reaktif (Qc) sebesar 14.42 kVAR. Sehingga dalam pemasangannya nanti

system dirancang menggunakan 1 modul 6 step dengan tiap bank mengoreksi atau

mengkompensasi 5 kVAR dengan susunan/konfigurasi sebagai berikut.

Qtot = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

30 = 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 (kVAR)

Dengan menggunakan persamaan :

Ic = kVAR

V Maka,

Daya Reaktif = 5 kVAR (5000 VAR)

Tegangan = 384,9 Volt

Frekuensi = 50,24 Hz

64

Maka Arus Kapasitor (Ic) :

Ic = 5000384.9

= 12.99 Ampere

Reaktansi Kapasitif (Xc) adalah :

Xc = VIc

= 384.912.99

= 29.6 Ohm

Kapasitor yang diperlukan :

C = 1

2∏ fXc

= 1

2 x 3.14 x50.24 x 29.6

= 1

9339.01

= 1.07 x 10-4 Farad

= 107 microFarad

65

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa data pada bab sebelumnya, maka penulis dapat

mengambil kesimpulan sebagai berikut.

1. Dari hasil perhitungan memperlihatkan bahwa besarnya kompensasi daya

reaktif yang harus diberikan ialah sebesar 14.42 kVAR. Sehingga dalam

pemasangannya nanti system dirancang menggunakan 1 modul 6 step dengan

tiap bank mengoreksi atau mengkompensasi 5 kVAR dengan nilai kapasitornya

sebesar 107 microFarad.

2. Dengan menaikkan faktor daya menjadi 0,85 menyebabkan penurunan arus

beban (I2) sebesar 96,84. Hal tersebut memperlihatkan bahwa, semakin besar

nilai faktor daya maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada jaringan

distribusi. Sehingga hal ini sangat berpengaruh terhadap perlengkapan listrik

baik ukuran kabel, pengaman listrik, dan perlatan listrik lainnya.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan pada penilitian ini adalah sebagai

berikut :

1. Hasil penelitian ini, diharapkan menjadi acuan atau alternatif untuk

penghematan biaya listrik bagi konsumen listrik.

2. Diharapkan penelitian ini dapat dilanjutkan oleh peneliti lain dan

menambahkan beberapa metode lain yang lebih baik dari metode yang

digunakan diatas.

66

DAFTAR PUSTAKA

[1] Prayudi teguh, wiharja. Peningkatan Faktor Daya Dengan Pemasangan Bank

Kapasitor Untuk Penghematan Listrik Di Industri Semen. Jakarta:Badan

pengkajian dan penerapan teknologi;2006.

[2] bukhari ahmad. Perbaikan Power Faktor Pada Konsumen Rumah Tangga

Menggunakan Kapasitor Bank [jurnal ilmiah mahasiswa].2012;1 (1).

[3] saragih tarsin. Analisis Penempatan Optimal Bank Kapasitor Pada Sistem

Distribusi Radial Dengan Metode Genetik Algorithm Aplikasi : PT. PLN

(PERSERO) CABANG MEDAN[tesis]. Medan;2011.

[4] Hakim MF. Analisis kebutuhan capacitor bank beserta implementasinya untuk

memperbaiki faktor daya listrik di politeknik kota malang. Eltek.2014;12 (1).

[5] Eryuhanggoro Yugi. Perancangan perbaikan faktor daya pada beban 18.956

kW/ 6600 V, menggunakan Kapasitor Bank di PT. Indorama Ventures

Indonesia[Tugas Akhir]. Jakarta:2013.

[6] Nuwolo Agus dan Kusmantoro Adhi. Rancang bangun kapasitor bank pada

jaringan listrik gedung Universitas PGRI Semarang[ISBN 978-602-99334-4-4].

[7] Belly Alto dkk. Daya Aktif, Reaktif & Nyata[Makalah]. Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia. 2010.

[8] Kaladri Dede. S. Studi Pemasangan Kapasitor Bank Untuk Memperbaiki

Faktor Daya Dalam Rangka Menekan Biaya Operasional Pada Jaringan

Distribusi 20 KV[Tugas Akhir]. Institut Teknologi Sepuluh November.

[9] I Putu Agus Didik Hermawan, Suheta Titiek. Pemasangan kapasitor bank di

Pabrik pt eratex djaja tbk probolinggo[Jurnal IPTEK Vol.16 No.2].

Desember:2012.

DATA HASIL PENELITIAN

a. Data Daya, Tegangan, dan Arus

1. Hari PertamaPukul (WITA) Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 30.8 31.4 31.9 3.53 3.40 2.98 46.2 45.12 45.6

09.00-10.00 31.12 32.20 31.4 3.54 3.28 3.25 46.1 46.5 44.8

10.00-11.00 30.2 31.4 31.3 3.15 3.21 2.9 45.5 45.6 45.3

11.00-12.00 30.6 32.8 31.7 3.05 3.10 3.2 44 45.2 46.1

12.00-13.00 31.5 32.2 32.6 3.12 3.30 3.4 45.02 46.1 45.13

13.00-14.00 30.24 31.7 31.2 3.08 3.43 3.1 46 46.02 45

Rata-rata Total 30.74 31.95 31.68 3.2 3.3 3.14 45.47 45.75 45.32

Rata-rata 31.45 3.21 45.51

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 135.3 157.3 147.6

09.00-10.00 135 154 150

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 385.8 386.9 385

09.00-10.00 386.2 386.8 385.2

10.00-11.00 385.8 385.9 385.2

11.00-12.00 386.4 386.9 385

12.00-13.00 384 385.1 384.2

13.00-14.00 384.3 385.1 384

Rata-rata Total 385.4 386.12 384.8

Rata-rata 385.44

10.00-11.00 136.2 156.4 149.6

11.00-12.00 132.5 153.6 145.6

12.00-13.00 135.2 158.8 147.2

13.00-14.00 131.6 150.32 149

Rata-rata Total 134.3 155.07 148.2

Rata-rata 145.86

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

2. Hari Kedua

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 30.5 31.9 32.1 3.45 3.32 2.76 47.2 46.21 46.4

09.00-10.00 30.72 31.20 32.4 3.62 3.3 3.27 45.23 46.33 46.5

10.00-11.00 30.22 30.4 31.8 3.1 3.2 3.1 45.43 47.45 46.3

11.00-12.00 30.2 31.8 32.01 3.15 3.16 3.24 46.5 46.2 47.7

12.00-13.00 31.58 31.2 32.3 3.14 3.36 3.42 47.65 46.3 46.8

13.00-14.00 31.24 30.5 31.54 3.28 3.35 3.06 45.7 46.6 46.65

Rata-rata Total 30.74 31.16 32.02 3.29 3.28 3.14 46.3 46.55 46.72

Rata-rata 31.31 3.24 46.52

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 132.5 150.3 145.6

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 384.5 386.4 386.2

09.00-10.00 385.4 386.5 385.2

10.00-11.00 385.3 385.7 386.7

11.00-12.00 386.2 386.7 385.2

12.00-13.00 384.6 385.15 384.7

13.00-14.00 385 385.16 384.8

Rata-rata Total 385.17 385.93 385.47

Rata-rata 385.52

09.00-10.00 134.5 152.4 148.2

10.00-11.00 136.24 155.3 150.6

11.00-12.00 135.5 153.8 150.2

12.00-13.00 137.2 151.2 149.8

13.00-14.00 134 152.5 150

Rata-rata Total 134.99 152.6 149.07

Rata-rata 145.55

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

3. Hari Ketiga

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 30.5 32.5 33.1 3.25 3.2 2.8 47.01 48.1 47.23

09.00-10.00 31.4 33.28 32.5 3.62 3.52 3.2 48 47.1 45.56

10.00-11.00 30.2 32.45 33.58 3.14 3.52 3.18 47.5 47.43 46.3

11.00-12.00 30.32 32.8 32.2 3.5 3.1 3.2 46.45 46.56 47.5

12.00-13.00 31.5 33.4 32.3 3.14 3.46 3.42 46.34 45.6 45.4

13.00-14.00 31.25 31.5 33.4 3.35 3.35 3.02 47.65 46.2 47.3

Rata-rata Total 30.86 32.65 32.85 3.33 3.36 3.14 47.16 46.83 46.55

Rata-rata 32.12 3.28 46.83

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

f=50.24Hz

Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Pukul (WITA) Arus (Ampere)

R S T

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 385.5 386.2 385.9

09.00-10.00 384.85 386.5 385.3

10.00-11.00 385.6 385.3 386.4

11.00-12.00 386.3 386.2 385.5

12.00-13.00 384.6 385.25 384.8

13.00-14.00 385 385.56 384.2

Rata-rata Total 385.31 385.8 385.35

Rata-rata 385.5

08.00-09.00 131.5 150.3 145.4

09.00-10.00 132.5 152.4 145.8

10.00-11.00 134.4 152.6 148.6

11.00-12.00 135.5 153.04 150.2

12.00-13.00 135.8 151.2 149.8

13.00-14.00 135 150.5 149

Rata-rata Total 134.12 151.67 148.13

Rata-rata 144.64

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

4. Hari Keempat

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 32.2 32.9 34.12 3.5 3.2 2.6 47.1 46 46.6

09.00-10.00 31.7 33.23 32.43 3.6 3.3 3.27 46.8 45.5 46

10.00-11.00 30.9 32.42 33.6 3.14 3.2 3.1 45 46.4 46.2

11.00-12.00 30.8 31.8 32.2 3.15 3.16 3.4 46.2 47.45 46.3

12.00-13.00 31.5 33.2 32.3 3.14 3.36 3.42 45.4 46.3 45.8

13.00-14.00 31.24 31.56 33.54 3.28 3.45 3.06 46.5 46.7 47.1

Rata-rata Total 31.4 32.52 33.03 3.30 3.28 3.14 46.17 46.39 46.33

Rata-rata 32.32 3.24 46.29

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 385 385.8 386

09.00-10.00 385.24 386.5 386.25

10.00-11.00 385.3 385.6 386.2

11.00-12.00 386.02 386.2 385.5

12.00-13.00 384.6 385.1 384.7

13.00-14.00 384.4 385.6 384.6

Rata-rata Total 385.09 385.8 385.54

Rata-rata 385.5

f=50.24Hz

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 131.5 148.2 145.2

09.00-10.00 132.45 150.4 148.2

10.00-11.00 134.2 150.8 150.6

11.00-12.00 135.5 151.6 150.24

12.00-13.00 135.2 151.2 149.8

13.00-14.00 134.8 150.5 150.23

Rata-rata Total 133.9 150.45 149.05

Rata-rata 144.5

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

5. Hari Kelima

Pukul (WITA)Daya Aktif (kW) Daya Reaktif (kVAR) Daya Semu (kVA)

R S T R S T R S T

08.00-09.00 29.5 30.5 32.1 3.5 3.2 2.8 47.01 46.7 45.9

09.00-10.00 30.4 30.28 32.25 3.2 3.2 3.25 45.6 46.5 46.8

10.00-11.00 32.2 31.45 32.57 3.1 3.12 3.18 46.4 47.8 45.4

11.00-12.00 32.32 30.8 32.6 3.14 3.1 3.05 46.8 46.4 46.2

12.00-13.00 31.5 30.4 31.3 3.10 3.4 3.2 45.5 46.6 45.7

13.00-14.00 30.25 30.5 31.4 3.5 3.35 3.02 46.3 45.8 47.5

Rata-rata Total 31.03 30.65 32.04 3.26 3.23 3.08 46.27 46.63 46.25

Rata-rata 31.24 3.19 46.38

Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian

Pukul (WITA)Tegangan (Volt)

R – S S – T R – T

08.00-09.00 380.5 380.2 380.24

09.00-10.00 380.95 380.5 380.2

10.00-11.00 382.6 385.3 384.4

11.00-12.00 384.3 386.2 385.5

12.00-13.00 384.6 385.5 384.8

13.00-14.00 384 382.6 382.2

Rata-rata Total 382.8 383.4 382.89

Rata-rata 383.03

f=50.24Hz Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian

Pukul (WITA)Arus (Ampere)

R S T

08.00-09.00 129.5 145.3 140.2

09.00-10.00 130.5 148.4 143.8

10.00-11.00 132.4 150.6 145.6

11.00-12.00 135.2 152.4 150.12

12.00-13.00 135.4 151.2 149.3

13.00-14.00 135 150.5 140

Rata-rata Total 133 149.7 144.84

Rata-rata 142.5

Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian

DOKUMENTASI

Pencatatan Data Penelitian

Pencatatan Data Penelitian

Gambar LVMDP Gardu