FAKTOR
DAYA
LISTRIK
BAB 1 Pengertian
Faktor Daya Listrik
A.
Daya Aktif . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
B.
Daya Reaktif Induktif . . . . . . . . . . . . .
. . . .
C.
Daya Reaktif Kapasitif . . . . . . . . . . . . .
. . .
BAB 2 Pembagian
Faktor Daya Listrik
A. Faktor Daya Unity . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
B.
Faktor Daya
Leading . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C.
Faktor Daya
Lagging . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BAB 3 Penyebab Faktor Listrik Daya Rendah
A.
Penjelasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
B.
Sumbernya . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
BAB 4 Contoh Contoh Soal Dan Pembahasan
BAB 5 Kesimpulan
BAB 1 PENGERTIAN FAKTOR DAYA LISTRIK
A.DAYA AKTIF
adalah
daya yang timbul akibat mengalirnya arus listrik melalui hambatan / resistor
seperti lampu pijar, elemen pemanas atau heater.
Daya
ini dipergunakan untuk melakukan kerja atau dengan kata lain daya yang
benar-benar digunakan sesuai dengan kebutuhan tenaga listrik.
Satuan
dari daya aktif ini adalah Watt atau kilo Watt.
B.DAYA REAKTIF INDUKTIF
adalah daya yang timbul akibat mengalirnya arus listrik melalui
kumparan-kumparan kawat
seperti pada motor-motor listrik, transformer, balast pada lampu neon dll.
C.DAYA REAKTIF KAPASITIF
adalah daya
yang timbul akibat mengalirnya arus listrik pada sebuah kapasitor.
Satuan dari daya reaktif ini adalah volt
ampere reaktif ( VAR ) atau kilo volt ampere reaktif (KVAR).
D.DAYA BUTA
adalah
hasil perkalian antara arus dan tegangan listrik pada suatu beban.
Secara
matematis dinyatakan dengan persamaan :
S = √3 x V x I ( untuk sistem 3 phase
)
dimana
:
V =
tegangan antar phase dari sistem, satuan volt
I
= arus listrik beban, satuan ampere
S
= daya buta , satuan volt ampere.
BAB 2 PEMBAGIAN FAKTOR DAYA LISTRIK
A.FAKTOR DAYA UNITY
adalah keadaan dimana arus listrik
yang mengalir se fasa dengan tegangan atau tidak terjadi pergeseran fasa antara
tegangan dengan arus listrik (nilai Cos φ = 1). Faktor daya unity akan muncul
apabila pada suatu rangkaian listrik menggunakan beban bersifat resistansi
murni.
B.FAKTOR DAYA LEADING (MENDAHULUI)
adalah keadaan dimana fasa tegangan
drop pada beban mendahului (leading) terhadap tegangan sumbernya. Hal
tersebut disebabkan oleh beban yang bersifat kapasitansi atau memiliki nilai reaktansi kapasitif (XC), karena beban
kapasitor menyebabkan pergeseran fasa sebesar φ.
C.FAKTOR DAYA LAGGING (TERTINGGAL)
adalah keadaan
dimana fasa arus listrik tertinggal (lagging) terhadap tegangan
sumbernya. Hal tersebut biasanya disebabkan oleh beban yang bersifat induktansi
atau memiliki nilai reaktansi
induktif (XL),
karena beban pada umumnya berupa induktor atau lilitan yang menyebabkan
pergeseran fasa sebesar φ.
-) CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
1. 11 batang lampu TL 36
W dirangkai secara seri pada sumber tegangan bolak-balik, jika diketahui total
daya semu pada rangkaian lampu tersebut adalah 792 VA. Berapakah nilai
faktor daya nya?
2. Jika suatu alat listrik
memiliki daya reaktif 120 VAR, dan daya semu sebesar 200 VA. Berapakah
faktor reaktif nya?
Diketahui : Q = 120 VAR
S = 200 VA
Ditanya : sin φ = ?
Jawab :
S = 200 VA
Ditanya : sin φ = ?
Jawab :
BAB 3 PENYEBAB FAKTOR DAYA LISTRIK RENDAH
A.PENJELASAN
Penyebab utama
Faktor Daya suatu sistim jaringan listrik mejadi rendah
adalah beban induktif . Pada sebuah rangakaian induktif murni , arus akan
tertinggal sebesar 90 ° terhadap tegangan , perbedaan yang besar pada sudut
fase antara arus dan tegangan ini akan menyebabkan faktor daya mendekati
nilai nol .
Umumnya , semua rangkaian listrik memiliki sifat Kapasitansi dan Induktansi
( kecuali rangkaian resonanasi atau rangkaian tuning dimana reaktansi induktif
= reaktansi kapasitif ( Xc = XL ) , sehingga rangkaian menjadi bersifat
resistif ) , karena sifat Kapasitansi dan Induktansi beban pada sebuah
rangkaian listrik akan menyebabkan perbedaan sudut fase ( θ ) antara arus dan
tegangan sehingga menimbulkan faktor daya
B.SUMBERNYA
Berikut ini adalah beberapas sumber yang menyebabkan rendahnya faktor daya (power faktor) pada sistim jaringan listrik :
- Motor Induksi Satu Phasa atau
Tiga Phasa,umumnya motor induksi baik yang satu phasa maupun tiga phasa
memiliki faktor daya yang rendah yaitu , ketika berbBeban penuh , Power
Faktor = 0,8 -0.85 , dan ketika dibebani rendah (tanpa beban) berkisar
pada 0.2 -0.3
- Variasi besar kecilnya beban
pada jaringan sistem tenaga listrik . Pada periode beban rendah , tegangan
suplai meningkat yang meningkatkan arus magnetizing yang menyebabkan
faktor daya menurun
- Tungku pembakaran/pemanas pada
industri
- Lampu penerangan yang
memanfaatkan gas neon
- Transformer
- Arus Harmonic
BAB 4 CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
-) Sebuah motor listrik mempunyai daya 37 KW
pada tegangan 380 volt, 50 Hz, efisiensi motor 0,9. faktor daya listrik motot
tersebut 0,6 dan disuplai dari sumber listrik dengan menggunakan kabel
sepanjang 180 meter dan hambatan kabel 0,0005 ohm / meter. Motor listrik ini
bekerja 160 jam / bulan. Biaya listrik / Kwh = 680,-.
Dari
data-data tersebut diatas diperoleh :
Daya listrik yang dibutuhkan :
Daya buta motor listrik :
Daya
reaktif motor listrik :
Q = S x sin phi
= 68,52 x 0,8 = 54,82 Kvar
Arus
listrik per phase :
Rugi-rugi
pada saluran :
P = 3 x R x I2
= 3 x ( 0,0005 x 180 ) x (104,22 x 104,22)
= 2932,69 watt
= 2,93 Kw
Total
Kwh per bulan = ( 41,11 + 2,93 ) x 160
= 7.046,40 Kwh
Biaya
listrik per bulan = 7046,40 x Rp. 680,- =
Rp. 4.791.552,-
Contoh : 2
dari
data-data yang didapat dan hasil pengukuran yang dilakukan di suatu
pabrik diperoleh data ;
Daya
terpasang / daya buta
= 630 KVA
Arus
maksimum
= 550 Ampere
Tegangan
sistem
=
380 Volt
Faktor
daya listrik / cos phi
= 0,60
Frekwensi
= 50 Hz
Faktor
daya listrik pabrik tersebut akan diperbaiki menjadi 0,95 dengan menggunakan
kapasitor daya.
Dari
data-data tersebut diatas dapat dihitung besarnya daya aktif / beban pabrik
tersebut dengan menggunakan persmaan :
P = √3 x V x I x cos phi1
= 1,73 x 380 x 550 x 0,60
= 216.942 watt
= 216,94 Kw
Besarnya
rating kapasitor daya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
Qc = P ( tan phi1 - tan phi2 )
dimana
;
cos
phi 1 = 0,60 maka tan phi
1 = 1,33
cos
phi 2 = 0,95 maka tan
phi2 = 0,33
jadi
:
Qc = 216,94 ( 1,33 – 0,33 )
= 216,94 KVAr
Untuk
memperbaiki faktor daya listrik / cos phi dari 0,60 menjadi 0,95 dibutuhkan
power kapasitor dengan rating sebesar 216,94 KVAr atau ( 8 x 30 KVAr
).
CONTOH : 3
Data-data trafo dan hasil pengukuran panel untuk painting
line sebagai berikut :
Daya
trafo
= 630 KVA / 957 Ampere
Tegangan
sistem
= 380 Volt
Arus
maksimum
= 756 Ampere
Faktor daya / cos
φ = 0,70
Frekwensi
= 50 Hz
Faktor daya tersebut akan diperbaiki menjadi 1,00 dengan
menggunakan kapasitor daya.
Dari data tersebut dapat dihitung daya aktif beban
tersebut dan besarnya kapasitor daya yang akan dipasang :
P = √3 x V x I x cos phi1
= 1,73 x 380 x 756 x 0,7
= 348.308 watt
= 348,30 Kw
Besarnya arus yang mengalir setelah cos φ menjadi 1,00
adalah :
Sehingga
ada penghematan arus sebesar 756 A – 529,2 A = 226,8 A
Pemakaian
daya trafo :
–
untuk cos φ = 0,70 = ( 756 / 957 ) x 100% = 78,9 %
untuk cos φ = 0,70 = ( 756 / 957 ) x 100% = 78,9 %
–
untuk cos φ = 1,00 = ( 529,2 / 957 ) x 100% = 55,29 %
untuk cos φ = 1,00 = ( 529,2 / 957 ) x 100% = 55,29 %
sehingga
ada penghematan daya sebesar 23,61 % dari 630 Kva = 148,74 Kva = 148,74 Kw
Penghematan
biaya listrik per jam :
WBP
= 148,74 Kw x 1 jam x Rp. 1020,- =
Rp. 151.714,-
LWBP
= 148,74 Kw x 1 jam x Rp. 680,-
= Rp. 101.143,-
Penghematan
biaya listrik per hari ( 2 shift : WBP = 3 jam ; LWBP = 11 jam ) :
WBP
= Rp. 151.714,- x 3 jam = Rp.
455.142,-
LWBP
= Rp. 101.143,- x 11 jam = Rp. 1. 112.573,-
Total
penghematan per hari ( 2 shift ) = Rp. 1.567.715,-
Kebutuhan
kapasitor daya untuk panel painting line adalah :
Qc = P ( tan phi1 - tan phi2 )
dimana
;
cos
phi 1 = 0, 70 maka tan phi 1 =
1, 02
cos
phi 2 = 1,00 maka tan
phi2 = 0
jadi
:
Qc = 348,3 ( 1,02 - 0 )
= 355,3 KVAr atau ( 8 x 50 KVAr ).
CONTOH : 4
Lampu TL 20 watt, voltage 220 volt dari
hasil pengukuran diperoleh data sebagai berikut :
Arus = 0,30
Ampere
Voltage = 220 volt
Berapa besarnya kapasitor yang harus
dipasang agar cos φ -nya menjadi 0,90 ?
Berapa arusnya setelah cos
φ -nya 0,90 ?
Jawab
:
Tanpa
kapasitor :
Dengan
kapasitor 
Sehingga
: Qc = QL1 - QL2 = 62,9
- 9,63 = 53,27 Var
Kapasitor
yang harus dipasang adalah :
BAB 5 KESIMPULAN
Faktor daya yang dinotasikan sebagai cos φ
didefinisikan sebagai perbandingan antara arus yang dapat menghasilkan kerja
didalam suatu rangkaian terhadap arus total yang masuk kedalam rangkaian atau
dapat dikatakan sebagai perbandingan daya aktif (kW) dan daya semu (kVA). Daya
reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor
daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan
satu.
Dalam sistem tenaga listrik dikenal 3 jenis
faktor daya yaitu faktor daya unity, faktor daya terbelakang (lagging)
dan faktor daya terdahulu (leading) yang ditentukan oleh jenis beban yang ada
pada sistem.
1. Faktor Daya Unity
Faktor daya unity adalah keadaan saat nilai
cos φ adalah satu dan tegangan sephasa dengan arus. Faktor daya Unity akan
terjadi bila jenis beban adalah resistif murni
2. Faktor Daya Terbelakang (Lagging)
Faktor
daya terbelakang (lagging) adalah keadaan faktor daya saat memiliki
kondisi-kondisi sebagai berikut :
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
3. Faktor Daya Mendahului (Leading)
Faktor
daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat memiliki
kondisi-kondisi sebagai berikut :
1. Beban/ peralatan listrik memberikan daya
reaktif dari sistem atau beban bersifat kapasitif.
2. Arus mendahului tegangan, V terbelakang
dari I dengan sudut φ
Tidak ada komentar:
Posting Komentar