Pengertian Kapasitor Bank beserta fungsinya

Daftar Isi

Pengertian Kapasitor Bank

Untuk dunia listrik mungkin tidak awam dengan kata kapasitor bank yang sering dipasang pada industri atau pabrik - pabrik sekarang ini, industri sekarang semakin maju dan banyak menggunakan electro motor sebagai penggerak sebuah mesin untuk memproses atau produksi industri tersebut.

Contohnya di pabrik gula sekarang sudah mulai pindah dari mesin uap untuk menggerakan sebuah mesin diganti dengan elektro motor untuk penggeraknya.

Kapasitor Bank adalah sebuah komponen panel listrik yang dihubungkan atau wiring secara paralel atau seri antara power bank 1 dengan power bank lainya untuk mengejar kVAR, membuat menghilangkan sebuah tegangan semu atau beban induktif di sebabkan oleh sebuah belitan lilitan atau electro motor.

Mengapa kapasitor bank 3 Phase banyak di pasang pada dunia industri pabrik, karena itu tadi pabrik sekarang banyak menggunakan electro motor yang menimbulkan beban induktif yang mempengarui pada faktor daya atau cos phi.

Industri sangat berhati - hati dengan faktor daya sebab jika sebagian besar pabrik tersebut memakai listrik dari PLN ( Tidak mempunyai pembangkit listrik sendiri ) maka faktor daya perlu diperhatikan, PLN telah menentukan nilai minimum dari faktor daya tersebut dengan nilai 0.85.

Standart Faktor Daya PLN

Pada tahun 2010 PLN mengeluarkan nilai minimum faktor daya yaitu 0.85.

Jika faktor daya dibawah 0.85 maka konsumen atau pabrik yang memakainya di kenakan denda oleh PLN, maka dari itu cara memperbaiki faktor daya agar lebih dari 0.85 maka diperlukan alat Kapasitor Bank.

Prinsip Pengelolahan Enegeri Reaktif Teori

Semua jaringan listrik AC menggunakan dua jenis daya: daya aktif (kW) dan daya reaktif (kVAr):

• Daya aktif P (dalam kW) adalah daya nyata yang ditransmisikan ke beban seperti motor, lampu, pemanas, komputer, dll. Daya aktif listrik diubah menjadi tenaga mekanik, panas atau cahaya.
• Daya reaktif Q (dalam kVAr) hanya digunakan untuk memberi daya pada sirkuit magnetik mesin, motor dan transformer. 

Power S (dalam kVA) adalah kombinasi vektor aktif dan daya reaktif.

Sirkulasi daya reaktif dalam jaringan listrik memiliki teknik dan konsekuensi ekonomi.
Untuk daya aktif P yang sama, daya reaktif lebih tinggi berarti daya semu yang lebih tinggi, dan dengan demikian arus yang lebih tinggi harus disuplai.

Sirkulasi daya aktif dari waktu ke waktu menghasilkan energi aktif (dalam kWh).
Sirkulasi daya reaktif dari waktu ke waktu menghasilkan energi reaktif (kvarh).
Dalam rangkaian listrik, energi reaktif disuplai di samping energi aktif.

Dari gambar diatas maka bisa disimpulkan motor akan membebani sebuah power generator / pembangkit karena Energy Reaktifnya, jika digunakan power bank maka akan timbul seperti ini.

Inilah yang dikenal sebagai "koreksi faktor daya". Ini diperoleh dengan koneksi kapasitor, yang menghasilkan energi reaktif berlawanan dengan energi yang diserap oleh banyak seperti motor.

Hasilnya adalah daya nyata yang berkurang, dan faktor daya P / S yang ditingkatkan sebagai diilustrasikan dalam diagram berlawanan.

Peletakan Panel Kapasitor Bank di Industri

Dalam peletakan dari pengalaman banyak sekali masalah dimana yang paling benar peletakanya?. Setelah membaca panduan dari Schneider semua peletakanya benar tetapi saran yang paling benar adalah Panel kapasitor bank diletakan di dekan beban, coba anda lihat gambar berikut.

Digambar tersebut bisa saya simpulkan bahwa panal kapasitor bank bisa diletakan di:

• Central atau utama dekat dengan pembangkit atau generanor ( Kemungkinan Kapasitas Kapasitor bank ini besar).
• Di letakan pada Grup bisa dibilang di sub main panel induk sebelum ke beben. 
• Di letakan disebelah beban langsung ( saran yang benar ).

Central compensation
Kapasitor bank terhubung di kepala instalasi untuk mendapat kompensasi untuk memberikan energi reaktif untuk seluruh instalasi.
Konfigurasi ini sesuai untuk faktor muatan yang stabil dan terus menerus.

Group compensation (by sector)
Kapasitor bank terhubung di kepala pemasok yang memasok satu tertentu sektor yang akan dikompensasi. Konfigurasi ini nyaman untuk instalasi besar, dengan bengkel yang memiliki faktor muatan berbeda.

Compensation of individual loads
Bank kapasitor terhubung tepat di terminal beban induktif (terutama motor besar). Konfigurasi ini sangat sesuai ketika daya muat signifikan dibandingkan dengan kekuatan berlangganan. Ini adalah konfigurasi teknis yang ideal, karena energi reaktif dihasilkan tepat di tempat yang dibutuhkan, dan disesuaikan dengan permintaan.

Daya Reaktif Kapasitor Bank (kVAR)

Kapasitor memiliki sebuah kapasitas kVAR yang berbeda-beda untuk memenuhi kebutuhan konsumen, berikut daftar kVAR yang terjual pada umumnya untuk tegangan 380V:

• 9,4 kVAR
• 11,3 kVAR
• 13,5 kVAR
• 18,1 kVAR
• 22,6 kVAR
• 45,1 kVAR

Spesifikasi Kapasitor Bank

Standar             IEC 60831-1/-2
Toleransi kelebihan tegangan 1.1 x Un ( 8 Jam / hari )
Toleransi kelebihan arus         1.5 x In
Tegangan                 400 Vac
Frekuensi         50 / 60 Hz
Arus Inrush Puncak 200 x In
Suhu          -250 550C
Pemasangan         Tegak Lurus, Indoor
Toleransi kapasitansi -5%, +10%

Alat Pengontrol Kapasitor Bank

Pada panel Kapasitor Bank terdapat sebuah kontroller biasanya orang menyebut sebagai kontroller step kapasitor bank.

Kontroller ini juga berfungsi sebagai monitoring dan mengatur sebuah kapasitor ON/OFF berdasarkan settingan faktor daya yang di inginkan.

Sebagai contoh disini saya menggun VarPlus Logic dari Schneider

VarPlus Logic Controller

Pada gambar diatas menunjukan faktor daya (cos phi) saat ini secara real time, Varplus Logic ini membutuhkan sebuah inputan.

1. Arus ( Ampere ) dari CT ( Current Transformer ).
2. Tegangan 380 V AC.

Dari inputan diatas VarPlus Logic series sudah dapat menentukan sebuah faktor daya dan mengontrol faktor daya seperti settingan yang di inginkan.

Wiring VarPlus Logic Series 

Wiring VarPlus Logic

Keuntungan Menggunakan Kapasitor Bank

1. Mengurangi pada tagihan listrik.

• Menghapus denda energi reaktif dan mengurangi permintaan kVA.
• Mengurangi kerugian daya yang ditimbulkan oleh transformator dan konduktor Instalasi.

Contoh:
Pengurangan kerugian pada transformator 630 kVA PW = 6.500 W dengan Faktor Daya awal = 0,7.
Dengan koreksi faktor daya, kami memperoleh Faktor Daya akhir = 0,98. Kerugiannya menjadi: 3.316 W. Pengurangan 49%.

2. Menaikan Power atau beban maksimal dari Pembangkit
Lihat pada tabel berikut:

Bisa disimpulkan semakin bagus faktor daya (cos phi) maka power akan meningkat mendekatin power real dari sebuah pembangkit atau generator.

3. Mengurangi Drop Voltage pada Kabel installasi.

Fungsi Kapasitor Bank

Fungsi Kapasitor Bank

1. Berguna untuk menaikan atau memperbaiki nilai faktor daya ( Cos Phi )

2. Bisa untuk mengurangi pemakaian ampere, karena beban induktif sudah hilang.

3. Dapat mengurangi lonjakan arus listrik ( biasanya saat motor start awal maka arus bisa 4x lebih besar )

Ketika sudah tahu fungsi kapasitor bank, tindakan selanjutnya adalah bagaimana cara mengetahui kapasitas dari kapasitor tersebut dan berapa kebutuhkan kapasitor tersebut dalam beban yang dibutuhkan ??

Dibutuhkan rumus untuk menghitung semua kebutuhan kapasitor berikut rumus dan juga contohnya agar memudahkan untuk memahaminya.

Rumus Kapasitor Bank

Qc = Q1 - Q2

Qc = Daya Reaktif yang dibutuhkan ( Kvar )
Q1 = Daya Reaktif Awal Mula ( Kvar )
Q2 = Daya Reaktif yang dibutuhkan ( Kvar )

Setelah mendapat rumus maka harus dicari Q1 dahulu dengan rumus berikut:

Rumus Q1

Q1 = √S² - P²

Q1 = Daya Reaktif Awal Mula ( Kvar )
S² = Daya terpasang ( kvA )
P² = Daya Reaktif yang dibutuhkan ( kW )


Contoh :
Diketahui
S = 2000 kVA
P = 750 kW
Jawab

Q1 = √S² - P²
Q1 = √2000² - 750²
Q1 = √4.000.000 - 562.500
Q1 = √3.437.500
Q1 = 1.854 kVAr

Selanjutnya mencari nilai dari Q2:

Rumus Q1

Q2 = √S² - P²

Q1 = Daya Reaktif Awal Mula ( Kvar )
S² = Daya Aktif dan target cos phi ( Daya aktif / target cos phi )
P² = Daya semu ( kW )


Contoh :
Diketahui
S = 750 kW / 0.96 = 781,25
P = 750 kW
Jawab

Q2 = √S² - P²
Q2 = √781,25² - 750²
Q2 = √610.351,56 - 562.500
Q2 = √47.851,56
Q2 = 218,74 kVAr

Terakhir mencari nilai dari Qc Kapasitor:

Rumus Kapasitor Bank

Qc = Q1 - Q2

Qc = Daya Reaktif yang dibutuhkan ( Kvar )
Q1 = Daya Reaktif Awal Mula ( Kvar )
Q2 = Daya Reaktif yang dibutuhkan ( Kvar )

Contoh :
Diketahui
Q1 = 1.854 kVAr
Q2 = 218,56 kVAr
Jawab

Qc = Q1 - Q2
Qc = 1.854 - 218,56
Qc = 1.635 kVAr

Dari contoh diatas yang diperlukan untuk sebuah panel kapasitor bank adalah 1,635 kVAr yang bisa menggunakan regulator 16 step dengan perstepnya menggunakan kapasitor berkapasitas 100 kVAr.

Menghitung daya reaktif yang diperlukan

1. Metode Sederhana
Metode ini digunakan agar dengan cepat bisa menentukan Qc. Angka yang harus diingat :
0.84 untuk setiap kW beban. Yaitu diambil dari :

Perkiraan rata-rata faktor daya suatu instalasi : 0.65
Faktor daya yang diinginkan : 0.95

Maka dari tabel cos φ didapat angka : 0.84

CONTOH:
Untuk menghindari denda PLN suatu instalasi dengan beban 100 kW memerlukan daya reaktif (Qc)
sebesar = 0.84 x 100 kW = 84 kvar

2. Metode Kwitansi PLN
Metode ini memerlukan data dari kwitansi PLN selama satu periode (misalnya 1 tahun). Kemudian
data penghitungan diambil dari pembayaran denda kvarh yang tertinggi. Data lain yang diperlukan
adalah jumlah waktu pemakaian.

CONTOH:
Suatu pabrik yang beroperasi 8 jam/hari, membayar denda pemakaian kvarh tertinggi pada tahun
yang lalu untuk 63504 kvarh. Maka diperlukan capacitor bank dengan daya:

3. Metode Cos φ
Metode ini menggunakan tabel cos φ (lihat pada halaman berikut). Data yang diperlukan adalah: Daya Beban total dan faktor Daya (cos φ).

CONTOH :
Sebuah instalasi pabrik memiliki faktor daya : 0.70 untuk beban puncak 600 kW. Untuk meningkatkan faktor daya menjadi 0.93 diperlukan daya kapasitor sebesar :

Didapat angka : 0.62
Maka Daya Reaktif yang diperlukan = 0.62 x 600 kW = 372 kvar

Jika tidak memiliki data untuk daya beban dapat juga dihitung menggunakan rumus:

Daya Beban = V x I cos φ x √3 , dengan :
V = Tegangan Jaringan/Instalasi
I = Arus Jaringan/Instalasi
Cos φ = Faktor Daya Jaringan/Instalasi


Semoga bermanfaat jika ingin bertanya seilakan komentar jika ada salah dalam rumus bisa juga di kasih saran.

Tetap semangat dan jangan lupa untuk like fans page, suscribe channel youtube juga..