Laporan Evaluasi Kelayakan Capacitor Bank Untuk Pemasangan ESP. Oleh : Saiful Adib

Transkripsi

1 aporan Evaluasi Kelayakan apacitor Bank Untuk Pemasangan EP Oleh : aiful Adib UNIT BINI PT. PERTAMINA-EP (UBEP) ANGAANGA & TARAKAN FIED ANGAANGA 009

2 Evaluasi Kelayakan apacitor Bank Untuk Pemasangan EP 1. Data pesifikasi 1.1. pesifikasi High oltage apacitor (for 6%) Type Installation ocation Temperature lass Ambient Output Tolerance oltage withstand Insulation level Permissible Overload (Maximum oltage) Permissible Overload (Maximum urrent) : -6, oil filled and self cooled : Indoor & Outdoor : -0/B : -0 o to +50 o, provided 4 hour average is 45 o max. : -5% to +15% of rated output (unbalance among phases 1.08 or less) : T-T : x rated voltage T- : 16 K (for 3510 ) : K (for 700 ) : 16/45 K, /60 K : 110% of rating (1-hours max per 4 hours) : 110% of rating (1-hours max per 4 hours) Rated Output ombined Output Rated Frequency : 106 KAR : 100 KAR : 50/60 Hz 1.. pesifikasi eries Reactors (for 6%, I 5 55%) Type Installation ocation Temperature lass Ambient : R-MB, dry & Molded : Indoor only : -0/B : -0 o to +50 o, provided 4 hour average is 45 o max.

3 Insulation lass Insulation level ystem oltage Number of Phases Rated Frequency Rectance Permissible Overload (Maximum urrent) : lass F : 16/45 K, /60 K : 3300 or 6600 : 3 phase : 50/60 Hz : 6 % of capacitor reactance : lass II : 130% of rating (5 th harmonic current-not more than 55% of the fundamental current) Temperature Rise Rated Output : 85 max. at the coils (per resistance method) : 6.38 KAR. Dasar Teori apacitor Bank Dalam sistem tenaga listrik dikenal tiga jenis daya, yaitu active power (P), reactive power (Q), dan daya nyata atau apparent power (). Active power adalah daya yang dapat dikonversi ke pekerjaan yang bermanfaat (pekerjaan yang sebenarnya). Daya ini memiliki satuan watt (W) atau kilowatt (kw). edangkan reactive power adalah daya yang digunakan untuk membangkitkan medan magnetik yang biasanya dibutuhkan pada beban yang bersifat induktif seperti heater, transformer, dan paling banyak adalah pada motor listrik dan daya ini memiliki satuan var atau kilovar (kar). Daya nyata merupakan jumlah daya total yang terdiri dari active power (P) dan reactive power (Q) yang dirumuskan : o o o P + Q (01) Hubungan ketiga daya juga dapat digambarkan dalam bentuk segitiga daya seperti pada Gambar 1

4 . Gambar 1. egitiga Daya Perbandingan antara active power (P) dan apparent power () dikenal sebagai power factor (p.f). Apabila dilihat pada segitiga daya, perbandingan active power (P) dan apparent power () merupakan nilai cos φ. Maka istilah power factor (p.f) juga dikenal dengan sebutan nilai cos φ. Peningkatan beban yang bersifat induktif pada sistem tenaga listrik dapat menurunkan nilai power factor (p.f) dalam proses pengiriman daya. Penurunan power factor (p.f) ini dapat menimbulkan berbagai kerugian,yang antara lain: 1. Memperbesar kebutuhan ka. Penurunan Efisiensi penyaluran daya 3. Memperbesar rugi-rugi panas kawat dan peralatan. Oleh karena itu, diperlukan langkah untuk mengembalikan nilai power factor (p.f) ke nilai ideal untuk memperbaiki kinerja sistem tenaga listrik. alah satu cara untuk memperbaiki nilai power factor (p.f) adalah dengan pemasangan power factor correction (PF) yang terdiri dari PF controller dan capacitor bank. Fungsi PF controller adalah untuk mengatur switching step-step capacitor bank sesuai dengan nilai kompensasi reactive power (Q c ) yang diperlukan untuk mencapai target power factor (p.f) yang telah ditentukan. PF controller bekerja berdasarkan sensing parameter yang disebut /k faktor yang diperoleh dari input tegangan dan arus. Ada cara untuk mensetting faktor /k, yaitu secara automatic dan manual. ara automatic mensetting /k dapat dilakukan dengan cara mengaktifkan mode automatic pada perhitungan /k pada PF controller. ara setting ini akan tergantung pada 4 parameter, yaitu : Nilai tegangan kerja kapasitor U n. kala arus (rasio T yang dipakai).

5 Konfigurasi jaringan, 3 phasa atau 1 phasa. Rating kapasitor step pertama. PF controller secara otomatis akan mengeset nilai /k apabila ada perubahan pada 4 parameter diatas. Untuk cara manual dapat dilakukan dengan mengacu pada perhitungan Qx1000 / k 0,6x (0) 3xUxk dimana Q reactive 3-phase power of one step (kar) U system voltage () k T ratio apacitor bank adalah kumpulan kapasitor yang digunakan untuk memberikan kompensasi reactive power (Q c ). Kebutuhan kompensasi reactive power (Q c ) yang dibutuhkan untuk mencapai power factor (p.f) dapat dihitung berdasarkan formula : Q c P o.(tanϕ1 tanϕ) (03) dimana : Q c kompensasi reactive power yang dibutuhkan (kar) P active power (kw) cos φ 1 power factor (p.f) lama cos φ power factor (p.f) baru atau target. Perhitungan ini juga dapat digambarkan pula dalam segitiga daya pada Gambar. Gambar. egitiga Daya Kompensasi KAR edangkan nilai apparent power () setelah dilakukan kompensasi KAR adalah ( Q Q ) 1 Po + o c (04)

6 3. Dasar Teori Resonant Frequency Electric ubmersible Pump (EP) merupakan pompa yang menggunakan motor listrik dengan rpm yang bisa diatur oleh switchboard atau variable speed drive (D). alah satu komponen utama dari switchboard adalah converter. Keberadaan converter akan memunculkan harmonisa dengan kelipatan h 6. n ± 1 Harmonisa adalah gelombang sinusoidal yang memiliki frekuensi kelipatan dari frekuensi dasar 50 Hz (5 th harmonic 50 Hz; 7 th harmonic 350 Hz) dan gambar harmonisanya sbb : Gambar : Harmonisa Keberadaan harmonisa ini mengakibatkan perlu adanya pertimbangan dan pemikiran dalam pemasangan kapasitor agar tidak terjadi circuit resonant frequency. ircuit Resonant adalah rangkaian yang tercapai apabila nilai reaktansi kapasitor sama dengan reaktansi jaringan dari supply.

7 Gambar : Rangkaian Resonant Nilai reaktansi jaringan yang bersifat induktif akan semakin naik seiring kenaikan frekuensi sedangkan nilai reaktansi kapasitor akan semakin turun. Apabila nilai reaktansi induktif jaringan sama dengan reaktansi kapasitor pada harmonisa tertentu, maka terbentuklah circuit resonant. Hal ini mengakibatkan arus sirkulasi yang melewati kapasitor akan membesar dan dapat menyebabkan kegagalan kapasitor. Gambar : Reaktansi Kapasitor dan Induktor

8 4. Perhitungan Frekuensi Resonant 4.1. Reaktansi Rangkaian Induktif Jaringan Daya reactor X X Maka nilai induktif adalah. π. f.. π. f , 73H. π Reaktansi Kapasitor Daya kapasitor 3 X X 1. π. f. Maka nilai induktif adalah 3 3 Δ ,58μF. π Δ.58 Υ 1.491μF Frekuensi Resonant Frekuensi resonant adalah. π. f f o 175, 68Hz 6. 1, Υ 5. Kesimpulan a. Frekuensi resonant f o adalah 175,68 Hz, artinya kemungkinan terjadi circuit resonant tidak ada karena frekuensi resonant jauh dari frekuensi harmonisa terdekat yaitu harmonisa ke-5 (50 Hz) yang akan ditimbulkan oleh keberadaan switchboard atau D. b. istem kelistrikan angasanga bisa menerima beban dari EP.