Menanggapi banyaknya pertanyaan dan permintaan dari pengunjung blog ini serta adanya kesempatan waktu yang Allah berikan kepada penulis, maka pada bulan Juni tahun 2014 ini penulis akan membahas tentang kapasitor bank tegangan menengah (medium voltage) atau biasa disebut kapasitor MV.
Pada pokok bahasan kapasitor bank MV ini yang akan kita bahas antara lain adalah pengertian umum kapasitor MV, keuntungan kompensasi peningkatan faktor daya, perhtungan daya terpasang, evaluasi ekonomis dari kompensasi peningkatan faktor daya, tempat pemasangan kapasitor MV, kompensasi tegangan menengah (MV), kompensasi tegangan menengah (MV) untuk motor, kompensasi untuk transformator tegangan menengah (MV), pengendalian kapasitor MV, proteksi dan layout kapasitor MV, ukuran kapasitor MV ketika hadirnya arus harmonik, definisi unit kapasitor MV, tampilan dan karakteristik kapasitor MV, standard perakitan dan mode penyambungan kapasitor MV, pemilihan kapasitor MV, dan dimensi kapasitor MV. Tetapi untuk pertemuan perdana pada pokok bahasan ini kita akan membahas lebih dahulu sub pokok bahasan yang pertama yaitu pengertian umum kapasitor MV.
Kapasitor Bank Tegangan Menengah (Medium Voltage)
Kapasitor Bank Tegangan Menengah (MV)
yang biasa digunakan untuk mengkompensasi konsumsi daya reaktif, pada umumnya
dipasang di gardu tegangan menengah (MV). Kompensasi faktor daya atau
peningkatan faktor daya dapat dibenarkan dan tidak melanggar aturan oleh karena akan mendapatkan keuntungan
baik secara ekonomis maupun secara teknis antara lain sebagai berikut :
- Pengurangan tagihan
listrik yang harus dibayarkan kepada penyedia listrik (PLN),
- Perbaikan jaringan
(transformator, motor-motor, kabel, pemutus dan pengaman rangkaian, dan sebagainya).
Daya Reaktif
Semua mesin listrik
(motor dan transformator) mengkonsumsi daya listrik AC, daya listrik AC yang
digunakan saat ini ada dua jenis daya yaitu daya aktif dan daya reaktif. Hanya
daya aktif (kw) yang diubah menjadi tenaga mekanik dan panas. Sedangkan daya
reaktif (kvar) digunakan untuk menarik inti dari mesin listrik (transformator
dan motor), yang memungkinkan mereka untuk beroperasi. Konsekuensi teknis
aliran daya reaktif sangat mempengaruhi pemilihan peralatan dan operasi
jaringan, dan juga membawa konsekuensi ekonomis. Aliran daya reaktif pada jaringan transmisi dan distribusi dapat menyebabkan:
- Terjadinya beban lebih
pada transformator
- Terjadinya drop tegangan
pada saluran akhir
- Terjadinya kenaikan suhu
pada kabel saluran, yang menghasilkan kerugian daya aktif
- Terjadinya oversizing
perlindungan beban akibat arus harmonik.
Itulah 4 alasan mendasar
perlunya mengatasi daya reaktif pada motor dan transformator walupun sekecil
mungkin, dan itulah sebabnya mengapa kapasitor bank banyak digunakan sebagai pembangkit
daya reaktif.
Konsumsi dan produksi daya reaktif oleh komponen jaringan
Jaringan listrik
ditandai dengan adanya resistensi, induktansi (reaktor) dan kapasitansi :
- Resistensi R merupakan
komponen yang mengubah daya listrik secara langsung dan ireversibel menjadi
panas
- Induktansi L merupakan
komponen yang mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik atau ke daya
listrik jenis lain, dengan sarana medan magnet yang dihasilkan oleh arus
listrik.
- Kapasitansi C merupakan
komponen yang paling sering menghasilkan daya reaktif.
Mesin sinkron
Mesin sinkron biasa digunakan
sebagai generator (pembangkit daya aktif) yang mengubah energi mekanik menjadi
energi listrik. Jika digunakan sebagai motor dan jika eksitasinya bervariasi mesin
sinkron dapat menghasilkan daya reaktif. Dalam beberapa kasus, mesin sinkron
yang tidak dapat memasok daya aktif, biasanya digunakan sebagai fase konverter
sinkron dan sebagai perangkat modulasi walaupun agak jarang.
Mesin asinkron
Mesin asinkron berbeda
dengan mesin sinkron yang telah dijelaskan di atas, dalam hal ini mesin asinkron menarik daya
reaktif yang mereka butuhkan dari jaringan, dengan kekuatan sekitar 25% s/d 35%
dari daya aktif pada beban penuh, apalagi pada beban parsial. Motor Asinkron
bersifat universal dan merupakan konsumen utama dari daya reaktif yang
dihasilkan oleh jaringan listrik industrial.
Saluran dan kabel
Karakteristik L dan C
saluran udara dengan kabel telanjang adalah sedemikian rupa sehingga mengkonsumsi
daya reaktif pada beban penuh. Namun, saluran udara dengan kabel berisolasi
memiliki capasitas 15 s/d 20 kali dari capasitas saluran udara kabel telanjang.
Perkiraan nilai rata-rata reaktansi dan kapasitansi saluran udara dengan kabel
telanjang pada tiang tunggal tegangan menengah
(MV) adalah :
X = 0.15 Ohm / Km
C = 0,3 s/d 0,5 uF / Km
Transformator
Transformator merupakan
mesin listrik yang mengkonsumsi daya reaktif sekitar 5% s/d 10% dari daya semu
yang mengalir melalui transformator tersebut.
Induktor
Induktor merupakan
reaktor yang hanya mengkonsumsi daya reaktif, seperti halnya pada induktor tegnagang tinggi
(HV) dan induktor stabilisasi (tungku busur, lampu neon, dll).
Konverter statis
Semua rectifier dan konverter baik yang statis maupun dinamis merupakan perangkat atau komponen listrik yang mengkonsumsi daya reaktif.
Kapasitor
Kapasitor menghasilkan
daya reaktif pada tingkat yang sangat tinggi, itulah sebabnya kapasitor digunakan
untuk aplikasi peningkatan faktor daya (cos phi).
Definisi Segitiga Daya
Daya aktif P = U.I.Cos
φ dalam Watt
Daya reaktif Q =
U.I.Sin φ dalam VAR
Daya semu S = U.I
dalam VA
= √P² + Q²
Untuk kapasitor tiga
fasa, ketiga daya tersebut harus dikalikan denga √3. Gambar 1 di bawah ini menunjukkan hubungan ketiga daya tersebut. Daya dalam gambar tersebut dapat diubah menjadi arus (dengan membagi daya dengan tegangan P/V). Setiap daya aktif dan reaktif memiliki arus aktif dan reaktif yang sesuai (arus magnetizing). Arus aktif dan reaktif ditambahkan untuk
menghasilkan arus nyata, yang merupakan arus yang melalui line (jaringan) dari sumber ke
beban.
It = arus total (yang
mengalir dalam konduktor)
Ia = arus aktif yang diubah
menjadi tenaga mekanik atau panas
Ir = arus reaktif yang
diperlukan untuk eksitasi magnet beban
It = √Ia² + Ir²
Ia = It . Cos φ
Ir = It. Sin φ
Cos φ atau yang disebut
faktor daya, adalah daya aktif (KW) dibagi dengan daya yang dikonsumsi (KVA).
Sebuah cos φ yang baik akan mengoptimalkan kinerja transformator dan line (jaringan). Optimasi tersebut akan meningkatkan cos φ cenderung mendekati nilai 1.
Gambar 1. Segitiga Daya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar