ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR BANK TERHADAP FAKTOR DAYA (STUDI KASUS GARDU DISTRIBUSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO

Transkripsi

1 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. E1D JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2015

2 HALAMAN PENGESAHAN Judul Skripsi : Analisis Pengaruh Pemasangan Kapasitor Bank Terhadap Faktor Daya (Studi Kasus Gardu Distribusi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo) Nama Mahasiswa NIM Jurusan : Rahmat Putra Syawal : E1D : Teknik Elektro Pembimbing I, Menyetujui: Kendari, Desember 2015 Pembimbing II, Tambi, ST., MT. Nip Mengetahui: Ketua Jurusan Teknik Elektro, Yuni A. Koedoes, ST., MT. Nip BUNYAMIN, S.T., M.T. Nip ii

3 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 SYAWAL NIM. E1D 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. (...) Dekan Fakultas Teknik, Mengetahui: Ketua Jurusan Teknik Elektro, MUSTARUM MUSARUDDIN, ST., MIT., Ph.D. NIP BUNYAMIN, ST., MT. NIP iii

4 PERNYATAAN KEASLIAN Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama Mahasiswa : RAHMAT PUTRA SYAWAL Tempat/Tgl. Lahir : KENDARI, 27 AGUSTUS 1993 N I M Jurusan : E1D : 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 SYAWAL NIM. E1D iv

5 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. v

6 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 2015 Penulis, RAHMAT PUTRA SYAWAL NIM. E1D vi

7 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 vii

8 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 viii

9 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 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penelitian Terdahulu Kualitas Daya Listrik Daya Listrik... 7 ix

10 Daya Aktif Daya Reaktif Daya Semu Segitiga Daya Faktor Daya Faktor Daya Terbelakang (Lagging) Faktor Daya Mendahului (Leading) Sifat Beban Listrik Beban Resistif Beban Induktif Beban Kapasitif Kapasitor Bank Definisi Kapasitor Bank Bagaimana Kapasitor Bank Memperbaiki Faktor Daya Perawatan dan Perlindungan Kapasitor Bank Proses Kerja Kapasitor Metode Instalasi Pemasangan Kapasitor Bank Komponen komponen Kapasitor Bank Menentukan Ukuran Kapasitor Untuk Memperbaiki Kapasitor Bank BAB III METODOLOGI PENELITIAN Lokasi Penelitian Jenis Penelitian x

11 3.3. Jenis Data Penelitian Sumber Data Teknik Analisa Data Jadwal Pembuatan Tugas Akhir Diagram Alur Penelitian BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Pengumpulan Data Menghitung Nilai Faktor Kerja, Arus dan Kompensasi Daya Reaktif Perhitungan Kapasitor BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 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 Gambar 2.5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut Gambar 2.6. Arus dan tegangan pada beban resistif Gambar 2.7. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif 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 Gambar Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor Gambar Diagram Daya Untuk Menentukan Kapasitor Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1. Perbaikan Faktor Daya xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-1) Tabel 4.2. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-1) Tabel 4.3. Data Arus tiap fasa (Hari ke-1) Tabel 4.4. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-2) Tabel 4.5. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-2) Tabel 4.6. Data Arus tiap fasa (Hari ke-2) Tabel 4.7. Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-3) Tabel 4.8. Data Tegangan antar fasa (Hari ke-3) Tabel 4.9. Data Arus tiap fasa (Hari ke-3) Tabel Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-4) Tabel Data Tegangan antar fasa (Hari ke-4) Tabel Data Arus tiap fasa (Hari ke-4) Tabel Data Daya aktif, Daya reaktif, Daya semu (Hari ke-5) Tabel Data Tegangan antar fasa (Hari ke-5) Tabel Data Arus tiap fasa (Hari ke-5) Tabel Data Hasil Perhitungan Kompensasi Daya Reaktif (Qc) Berdasarkan Metode Perhitungan Segitiga Daya xiii

14 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1. Grafik 4.1. Hubungan Cos φ 1 terhadap Kompensasi Daya Reaktif (Qc) 49 Grafik 4.2. Grafik 4.2. Hubungan Cos φ 2 terhadap Kompensasi Daya Reaktif (Qc)...50 xiv

15 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. 1

16 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? 2

17 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. 3

18 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. 4

19 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 5

20 penting pada industri sejak akhir 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. 6

21 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) 7

22 Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013 Gambar 2.1. Arah Aliran Arus Listrik 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 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) 8

23 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 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) 9

24 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) 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 Faktor Daya Mendahului (Leading) Faktor daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut[5]: 10

25 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 φ 1 (2.10) Daya reaktif pada pf diperbaiki = Daya Aktif (P) x Tan φ 2 (2.11) Sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah: Daya reaktif (kvar) = Daya Aktif (kw) x (Tan φ 1 - Tan φ 2 ) (2.12) 11

26 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] : 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) 12

27 I V Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013 Gambar 2.6. Arus dan tegangan pada beban resistif 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 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]: 13

28 Sumber : Yugi Eryuhanggoro, 2013 Gambar 2.8. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif 2.6 Kapasitor Bank 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 14

29 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. 15

30 P(Watt) S(VA) Phi Q(VAR) Phi S(VA) Q(VAR) P(Watt) (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 = P 2 + Q 2 atau S = V. I Faktor Daya = Daya Nyata Daya 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. 16

31 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] 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 17

32 pusat beban. Gambar 2.2 berikut menunjukkan cara perbaikan faktor daya untuk system tersebut[3]. Sumber : Tarsin Saragih, 2011 Gambar Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor 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 18

33 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] 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 = I 2 R (Watt) Rugi daya reaktif = I 2 x Xc (VAR) (2.16) Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor : 19

34 Rugi daya aktif = (I 2 Ic 2 ) R (Watt) Rugi daya reaktif = (I 2 Ic 2 ) x Xc (VAR) (2.17) 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 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 diputus dan disambung dalam keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch 20

35 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 % = 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 arus nominal (pada AC 3 dengan beban induktif/kapasitif). Pemilihan 21

36 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 penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka temperature ruang 22

37 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] Menentukan Ukuran Kapasitor untuk Memeperbaiki faktor daya Ukuran kapasior untuk memperbaiki faktor daya sistem pada titiktitik tertentu dapat secara manual untuk sistem distribusi yang relatif kecil, KVAR kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya cos φ 1 sampai dengan cosφ 2. 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 Agar mempermudah mengingat simbol Daya reaktif kita gunakan simbol Q L ( Daya reaktif PF lama) dan Q B (Daya Reaktif PF baru). Jadi dapat kita simpulkan bahwa persamaan perhitungan sederhana yaitu : 23

38 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 Diagram Daya Untuk Menentukan Kapasitor Dapat di peroleh persamaan sebagai berikut : Qc = kw (Tan φ 1 Tan φ 2 ) (2.19) 24

39 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. 25

40 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 diteliti. Dalam melakukan perhitungan nantinya, akan dilakukan dengan menggunakan metode perhitungan, yaitu: 26

41 Metode Segitiga Daya: Dalam metode ini besarnya daya reaktif awal sebelum kompensasi dihitung dengan Cos φ 1 dan daya reaktif akhir dihitung dengan Cos φ 2, atau besarnya daya reaktif yang dikompensasi kapasitor dapat dihitung menggunakan persamaan : Qc = P (tan φ 1 tan φ 2 ) dimana : Qc P = kompensasi daya reaktif (KVAR) = daya aktif (KW) Cos φ 1 = faktor daya sekarang Cos φ 2 = 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. 27

42 3.7 Diagram Alir Penelitian Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Adapun Data yang dikumpulkan ialah: 1. Single Line Diagam Gardu Distribusi 2. Data Daya aktif, Daya Reaktif, Daya Semu, Faktor Daya Sekarang Pengolahan Data Adapun 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 Data 1. Perhitungan Nilai kebutuhan kapasitansi kapasitor 2. Analisis pengaruh pemasangan kapasitor bank Selesai Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian 28

43 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 pagi sampai pukul 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 Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian 29

44 Tabel 4.2. Data Tegangan antar fasa Pukul (WITA) Tegangan (Volt) R S S T R T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian f=50.24hz Tabel 4.3. Data Arus tiap fasa Pukul (WITA) Arus (Ampere) R S T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian 30

45 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 Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian Tabel 4.5. Data Tegangan antar fasa Pukul (WITA) Tegangan (Volt) R S S T R T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian f=50.24hz 31

46 Tabel 4.6. Data Arus tiap fasa Pukul (WITA) Arus (Ampere) R S T Rata-rata Total Rata-rata 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 Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian 32

47 Tabel 4.8. Data Tegangan antar fasa Pukul (WITA) Tegangan (Volt) R - S S T R T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian f=50.24hz Tabel 4.9. Data Arus tiap fasa Pukul (WITA) Arus (Ampere) R S T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian 33

48 4. Hari Keempat Tabel 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 Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian Tabel Data Tegangan antar fasa Pukul (WITA) Tegangan (Volt) R - S S T R T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian f=50.24hz 34

49 Tabel Data Arus tiap fasa Pukul (WITA) Arus (Ampere) R S T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan hasil penelitian 5. Hari Kelima Tabel 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 Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran di lapangan Hasil Penelitian 35

50 Tabel Data Tegangan antar fasa Pukul (WITA) Tegangan (Volt) R - S S T R T Rata-rata Total Rata-rata Sumber : Pengukuran Lapangan Hasil Penelitian f=50.24hz Tabel Data Arus tiap fasa Pukul (WITA) Arus (Ampere) R S T Rata-rata Total Rata-rata 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 36

51 perubahan daya kompleks dan cos φ, sehingga faktor daya menjadi kecil sejalan dengan pertambahan beban induktif. a. Hari Pertama Daya (P) = kw = W Tegangan (V) = 385,44 Volt Frekuensi (f) = 50,24 Hz Arus (I) = 145,86 A Menghitung nilai Cos dan nilai Cos = Daya Nyata Daya Semu = P S = = 0.69 = Cos = Melalui perhitungan berikut diperoleh nilai 2, Cos 2, dan Nilai I 2 Cos 2 = = Cos -1 x

52 2 = 31,78 Cos 2 = P2 S2 Atau S 2 = P Cos φ S 2 = ,85 S 2 = 37000VA I 2 = S2 V I 2 = I 2 = 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. Q c = P (Tan 1 Tan 2 ) = (Tan Tan 31,78) 38

53 = (1.05 0,62) = x 0.43 = VAR = kvar b. Hari Kedua Daya (P) = kw = Watt Tegangan (V) = 385,52 Volt Frekuensi (f) = 50,24 Hz Arus (I) = 145,55 A Menghitung nilai Cos dan nilai Cos = Daya Nyata Daya Semu = P S = = 0.67 = Cos -1 0,67 =