Pengaplikasian Kapasitor Sebagai Pengkoreksi Power Faktor

MEMAHAMI POWER FAKTOR

Seperti halnya peralatan lainnya, efisiensi sistem listrik juga mengalami perbaikan. Efisiensi listrik lebih dikenal sebagai power faktor. Motor-motor dan peralatan lain yang bersifat induktif pada sebuah plan harus lebih diperhatikan daya listriknya. Pertama masalah daya kerja (KW) adalah aktual daya yang diperlukan peralatan listrik untuk beroperasi. Kedua peralatan listrik yang membutuhkan daya magnetis untuk menghasilkan medan magnet. Satuan dari magnetis atau daya semu tersebut adalah KVAR.
Daya kerja (KW) dan daya semu (KVAR) bersama-sama memasok daya nyata dengan satuan Kilo Volt Ampere (KVA).
Sistem power AC sangat memerlukan keduanya, baik KW maupun KVAR. Kapasitor dipasang berdekatan dengan beban adalah cara paling ekonomis dan efisien dalam pemasokan KVAR.


BAGAIMANA KAPASITOR BEKERJA ?

Motor-motor induksi, trafo dan beberapa peralatan listrik lainnya memerlukan arus magnetis (KVAR) seperti halnya daya kerja (KW).
Komponen-komponen daya nyata (KVA) tersebut mewakili satu sisi pada segi tiga power. Kita dapat menentukan besarnya daya nyata dari aturan segi tiga ini.

 Untuk mengurangi KVA diperlukan lebih banyak beban (load), kita harus memperkecil KVAR. Hal inilah yang dilakukan oleh kapasitor.
Dengan menyuplai KVAR yang sesuai pada beban, kapasitor mencegah penggunaan KVAR yang berlebihan.
Hal ini menyebabkan sistem transmisi dan distribusi lebih efisien dan menurunkan biaya. Perbandingan daya kerja dengan daya nyata disebut power faktor.

Pada ilustrasi dibawah, penambahan kapasitor telah memperbaiki power faktor dan mengurangi arus non kerja. Arus reaktif dipasok oleh kapasitor demikian halnya dengan utility lain.

MEMILIH KVAR UNTUK MOTOR 3 PHASE

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam memilih KVAR yang diperlukan untuk mengoreksi lagging power faktor dari motor-motor 3 phase adalah sebagai berikut :

1. KW (Kilo Watt)
2. Power faktor yang berjalan dalam satuan persen
3. Power faktor yang diinginkan dalam satuan persen.

Rumus untuk menghitung KVAR yang kita perlukan adalah sebagai berikut :

KVAR kapasitor = KW X faktor (Lihat tabel 1).

Sebagai contoh :

Sebuah mesih berdaya 100 KW dengan power faktor 80%. Power faktor yang kita inginkan adalah 95%. KVAR kapasitor yang diperlukan untuk meningkatkan power faktor menjadi 95% adalah 0.421 (Lihat tabel 1).

Bila kita mengacu pada rumusan diatas maka, 0.421 X 100 KW = 42 KVAR

Bila KW atau power faktor yang ada tidak diketahui maka kita bisa menghitungnya dari rumus rumus berikut untuk  mendapatkan 3 informasi dasar yang diperlukan dalam penentuan KVAR. 

Dimana :

I  : Arus pada saat beban penuh (Ampere)

E  : Tegangan Motor

PF  : Power faktor yang berjalan dalam desimal (80% = 0.80)

HP  : Rate Horse Power motor

Eff  : Rate efisiensi motor dalam desimal (83% = 0.83)

Bila power faktor yang kita inginkan tidak tersedia, 95% adalah power faktor ideal yang kita gunakan. 

KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN KAPASITOR SEBAGAI PENGKOREKSI POWER FAKTOR.

Beberapa keuntungan mengaplikasikan shunt kapasitor dalam sistem power industri antara lain :

1. Mengurangi tagihan daya
   
   Contoh : Biaya KVAR
   Sebuah pabrik dengan permintaan 1800KVA, 1350KW, dan 1200KVAR memiliki kontrak power faktor yang mencakup biaya energi (KWH). Biaya mengacu pada KW sedang biaya yang lainnya mengacu pada KVAR yang nantinya KVAR ini dapat diabaikan/dihilangkan dengan menambahkan kapasitor.
   Dalam contoh berikut biaya KVAR = 1.5 US Dollar per bulan. KVAR yang diinginkan harus 1/3 lebih besar dari KW yang diinginkan.
   
   Langkah 1
   Menghitung KVAR (1/3 lebih besar dari KW)
   
   
   
   
   (Kapasitor dapat memasok KVAR ini)
   
   
   Langkah 2
   Perkiraan penghematan biaya daya per tahun
   
   

   1.50 US Dollar X 750KVAR X 12 Bulan =  13500 US Dollar
   
   

   Langkah 3
   Perkiraan harga kapasitor 750KVAR (Harga kapasitor pada kisaran 15 USD/KVAR untuk sistem 480 Volt).
   
   

   750KVAR X 15 USD = 11250 USD
   

   Jadi penghematan per tahun = 13500 USD, dan bila kita bandingkan dengan nilai investasi yang telag dikeluarkan untuk pembelian kapasitor = 11250 USD maka dalam kurun waktu 10 bulan akan kembali modal ditambah nilai fungsi dari kapasitor setelahnya. Return On Invesment seperti ini yang biasanya dijadikan acuan seorang pengusaha untuk memutuskan akan berinvestasi atau tidak.
   
   
   
   Contoh : Biaya KW
   Sebuah pabrik memiliki daya 1000 KW dengan power faktor 80%. Target power faktornya adalah 85% dengan tagihan berdasarkan besarnya KW. Dalam contoh berikut akan ditunjukan bagaimana power faktor dari beban sebuah pabrik mempengaruhi besaran biaya tagihan. oleh karenanya, biaya tagihan dapat diturunkan dengan menaikan power faktor menjadi 85%. dengan biaya per KW = 900USD. Maka tagihan bulanannya adalah perbandingan power faktor yang diinginkan dengan power faktor yang berjalan dikalikan dengan KW.
   
   Langkah 1
   Menghitung jumlah tagihan KW bulanan
   
   

   
   

   Langkah 2
   Sekarang menentukan besarnya KVAR yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya 85%.
   Cukup kalikan KW dengan faktor yang diperoleh dari tabel 1 (ditemukan faktor 0.130).