Panel kapasitor bank

PENGERTIAN DAN KOMPONEN CAPASITOR BANK / PANEL CAPASITOR

Melalui Posting saya kali ini, saya akan mengupas sedikit banyak tentang dan apa itu CAPASITOR BANKdan apa saja komponen yang digunakan dan juga bagaimana cara menghitung nominal capasitor yang akan digunakan pada panel tersebut.

Mudah - mudahan Posting saya ini dapat sedikit banyak menambah pengetahuan kita.

Apa Itu Capasitor Bank ????

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. Karena beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.

Pemasangan Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada dua cara :
1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:
a. Sisi primer dan sekunder transformator
b. Pada bus pusat pengontrol
2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan
a. Feeder kecil
b. Pada rangkaian cabang
c. Langsung pada beban

Perawatan Kapasitor

Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang.
Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :
• Pemeriksaan kebocoran
• Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor
• Pemeriksaan isolator

Komponen Panel Capasitor :

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) MDP.Mains 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 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.

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 I m = 10 x Ir.Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan rumusI n = Qc / 3 . VLSebagai 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 29 + 50 % = 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.

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 magnetic dengan range ampere lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur pemakaian magnetic contactor lebih lama.

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. 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 panel meningkat.setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust fan akan otomatic berhenti.

Setup C/K PFR 

Capacitor BankAgar 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.Berikut ini cara menghitung C/K pada PFR:Sebuah Panel Capacitor Bank 6 Step x 60 KVAR, 3 Phase, 400 Volt, dengan CT sensor

terpasang 1000/5A. Berapa nilai setup C/K ?Solusi:60 KVAR = 60.000 VAR60.000=86 A400 x 1.732C/K=I c1=8

 6=0,43CT Ratio1000/5
Keuntungan yang diperoleh dengan dipasangnya Power Capacitor
-Menghilangkan denda PLN atas kelebihan pemakaian daya reaktif.
-Menurunkan pemakaian kVA total karena pemakaian kVA lebih mendekati kW yang terpakai, akibatnya pemakaian energi listrik lebih hemat.
-Optimasi Jaringan:
- Memberikan tambahan daya yang tersedia pada trafo sehingga trafo tidak kelebihan(overload).
- Mengurangi penurunan tegangan (voltage drop) pada line ends dan meningkatkan daya pakai alat-alat produksi.
- Terhindar dari kenaikan arus/suhu pada kabel sehingga mengurangi rugi-rugi.

Memperbaiki Faktor daya berdasarkan rekening listrik PLN.

Berdasarkan rekening listrik PLN suatu perusahaan pada tahun 1977 diperoleh data seperti dibawah ini.

1. Beban : 345 KVA
2. Pemakaian kWh

LWBP : 77.200 kWh
WBP : 34.000
kWhTotal : 111.200 kWh
3. Kelebihan kVARh : 10.656 kVARh
Cos phi = KW/KVA
Tan phi = KVAr/KW
sesuai dengan ketentuan PLN ,Yang Tidak terkena kelebihan KVAR kalau cos phi = 0.85
Cos phi = 0,85 ==> phi = 31,8maka tan 31,8 = 0.62
Jika KWH diketahui = 1111.200 ,

Maka batas tidak terkena biaya kelebihan KVARH dapat dihitung sebesar :
KVARH ( batas ) = KWH x tan phi = 111.200 x 0,62 = 68.944
Dengan adanya kelebihan KVARH sebesar 10.656,besarnya KVARH ( Total ) menjadi :
KVARH ( total ) = KVARH ( batas ) + KVARH ( lebih )= 68.944+10.656 = 79.600
Tan phi = KVARH ( total ) / kWh = 79.600/111.200 = 0,716
phi = 35,6Cos phi = cos 35,6 = 0,813

Memperbaiki nilai Cos phi

Untuk menghindari biaya kelebihan KVARH,maka perlu dipasang " Capasitor ". Misalnya direncanakan COs phi ditingkatkan menjadi = 0,92
Besarnya pemakaian listrik rata-rata dihitung sebagai berikut :
KW ( rata-rata) = Pemakaian listrik per bulan / ( 30 hari x 24 jam )= 111.200 / ( 30x24)= 154,4KW
Cos phi = 0.92 ---> phi=23,1
Tan phi = 23,1 = 0,426 = KVAR/KWKW = 154,4 ---> KVAR = 0,426X154,4 = 66KVARH ( total) = 79.600KVAR = 79.600/ ( 30X24) = 111
Jadi kapasitor yang perlu dipasang = 111 - 66 = 35
KVARKapasitor yang digunakan = 6 x 7,5 KVAR ,dengan Regulator 6 Step 

Demikianlah isi Posting saya kali ini dan semoga bermanfaat.

Wiring Diagram Star Delta / Bintang Segitiga

Wiring Diagram Star Delta / Bintang Segitiga

Coba perhatikan lagi gambar hubung star delta yang telah saya perjelas dari gambar artikel sebelumnyadi bawah ini:

gambar wiring star dan delta

Rangkaian star delta ini diawali dengan hubung star terlebih dahulu, setelah itu baru terhubung delta. Penggambarannya sebagai berikut:

gbr. wiring rangkaian utama star delta

Penjelasan:

Untuk syarat syarat motor induksi 3 phasa yang bisa dihubung Star Delta bisa baca disini

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa wiring star delta menggunakan 3 buah kontaktor utama yang terdiri dari K1 (input utama) K2 (hubung star) dan K3 (hubung delta). Dan semua itu disebut jugaRangkaian Utama, yang pemahaman dasarnya telah dibahas pada artikel sebelumnya.

Pada gambar, ketika K1 dan K2 aktif atau berubah menjadi NC maka hubungan yang terjadi pada motor menjadi hubung star, dan ketika K2 menjadi NO maka K3 pada saat yang bersamaan menjadi NC. Dan perubahan ini menyebabkan rangkaian pada motor menjadi hubung delta.

Bagaimana kita membuat K1, K2 dan K3 bekerja secara otomatis merubah hubung motor menjadi star delta?

Perhatikan gambar dibawah ini:

gbr. wiring diagram star delta

Gambar diatas adalah gambar wiring diagram star delta yang merupakan perpaduan antara interlock kontaktor dan fungsi NO dan NC dari timer. Perhatikan sekali lagi gambar di bawah ini, yang merupakan penjelasan dari gambar diatas.

gambar penjelasan wiring diagram star delta

Pada kotak yang berwarna pink adalah wiring diagram dari interlock kontaktor, dan kotak yang berwarna hijau adalah kerja dan fungsi dari NO dan NC pada timer. Ketika tombol ON ditekan maka K1 akan bekerja, begitu juga T dan K2 (hubung star). Dalam hal ini K2 akan langsung bekerja karena terhubung pada NC dari T, disaat bersamaan T akan bekerja dan menghitung satuan waktu yang telah ditetapkan sebelumnya (± 3~8 detik, tergantung besar kecilnya arus asut dari motor induksi yang digunakan). Dimana setelah habis ketapan waktunya maka NCnya akan berubah menjadi NO begitu juga sebaliknya. Perubahan inilah yang dimanfaatkan untuk menghidupkan K3 (hubung delta). Dan wiring diagram tersebut dikenal juga sebagai Rangkaian Pengendali.

Sebagai finalisasi wiring diagram rangkaian star delta ini, maka saya tambahkan NC pada K2 dan K3 yang saling bertautan pada masing masing kontaktornya. Arus listrik akan mengalir terlebih dahulu pada NC K3 sebelum masuk koil K2, begitu juga sebaliknya. Hal ini semata-mata untuk menghindari terjadinya kedua kontaktor itu bekerja secara bersamaan bila terjadi hubung singkat, yang bisa menyebabkan kerusakan pada Rangkaian Utamanya, seperti pada gambar dibawah ini.

gambar wiring diagram rangkaian pengendali star delta

Gambar dibawah ini adalah gambar wiring diagram rangkaian star delta setelah terpasang overload, merujuk dari gambar diatas.

gambar wiring diagram rangkaian star delta

Dan sebagai penutup saya lampirkan juga gambar pengawatan rangkaian star delta lengkap, disertai juga dengan pewarnaan jalur rangkaiannya agar mudah dipelajari

foto gambar penyambungan pengawatan rangkaian star delta

Cukup itu saja penjelasan dari saya tentang wiring diagram rangkaian star delta ini. Semoga penjelasan ini menjadi gerbang pembuka untuk mempelajari dan membuat wiring diagram rangkaian otomatis lainnya.

Control Direct Online Starter atau DOL Starter

Control Direct Online Starter atau DOL Starter

Direct Online Starter adalah istilah yang berasal dari bahasa Inggris, yang berarti “Langsung Nyala”. Jenis kontrol ini adalah metode pengaturan yang paling dasar sekali dalam dunia kendali-mengendalikan motor. Biasanya digunakan untuk proses yang cuma membutuhkan motor bisa dihidupkan kapanpun dimanapun semua suka dengan arah putaran tertentu, jika ingin bisa dua arah ada kontrol maju-mundur atau yang dinamakan “forward-reverse”.

Penyambungan Rangkaian Motor On Off (interlock)

gambar wiring forward reverse

gambar wiring star delta

Sebenarnya kontrol DOL Starter ini pernah saya bahas sebelumnya, namun saya tidak memakai istilah DOL Starter dalam pemaparannya.

Pengaplikasian Kerja NO dan NC Proteksi Motor Listrik

Pengaplikasian Kerja NO dan NC Proteksi Motor Listrik

Setelah kita mengenal apa itu Thermal Overload,RCP Relay dan Phase Failure Relay, maka dapat diambil kesimpulan bahwa:

Peralatan tersebut akan bekerja pada kondisi tertentuPeralatan tersebut terdapat kontak NO dan NC yang bisa digunakan pada sistembaca disini untuk lebih jelas lagi tentang NO dan NC

Gambar diatas adalah gambar Rangkaian Pengendali hubung Star Delta yang pernah dibahas sebelumnya. Pada wiring diagram tersebut saya belum memasang sistem proteksi untuk motor, maka pada Rangkaian Utamanya saya pasangThermal Overload pada masing-masingKontaktornya K1, K2 dan K3 seperti pada gambar berikut

dan sesuai apa yang telah dibahas sebelumnya bahwa fungsi dasar dari peralatan proteksi ialah 'untuk memutuskan sistem pada rangkaian pengendali melalui fungsi NO da NC nya,' maka sebaiknya NC dari Thermal Overload di pasang pada input koil dari kontaktor masing masing. atau bisa juga pada input utama rangkaiannya. Maka didapat gambar seperti dibawah ini, dalam tegangan kerja rangkaian yang berbeda.

Catatan:
Penempatan NC dan NO dari peralatan peralatan proteksi bisa ditempatkan dimana saja asalkan bisa memutus sistem interlock dari sebuah rangkaian pengendali motor.

Hal yang sama bisa juga dilakukan pada NC dan NOdari RCP Relay, Phase Failure Relay, limit switch,TDR Time Delay Relay / Timer dan berbagai jenis Sensor sesuai dengan sistem kerja motor atau sistem sistem kelistrikan yang lain.

Dan untuk mengetahui foto gambar pengkabelan sistem proteksi kerja motor induksi ini, anda dapat melihatnya disini, terutama pada rangkaian pengendali hubung star deltanya.

RCP rilay

RCP relay dan Phase Failure Relay

RCP relay & Phase Failure Relay

RCP relay dan Phase Failure Relay ini berfungsi untuk memonitoring tegangan listrik jatuh, urutan fasa dan asimetri keteradaan tiga satuan gelombang. RCP relay ini akan beroperasi pada tegangan jatuh dan kebalikan gelombang, yang sangat penting untuk proteksi kerja motor induksi.

RCP relay

Phase Failure Relay

Sebenarnya RCP relay dan Phase Failure Relay ini sama fungsinya seperti thermal overload dan alat alat proteksi motor lainnya, yaitu memutus rangkaian pengendali dari suatu sistem kerja motor listrik.

dalam gambar diatas RCP relay dan Phase Failure Relay mempunyai kontak NO dan NC, sama seperti yang terdapat pada thermal overload.

Cara menghitung kebutuhan kapasitor bank

Cara Menghitung Kebutuhan Kapasitor Bank untuk Memperbaiki Faktor Daya Berdasarkan Rekening Listrik PLN

PLN membagi daya pemakaian konsumennya menjadi dua bagian yaitu, untuk pemakaian rumah tangga dan industri. Khusus pada pemakaian listrik industri (umumnya 3 phasa), PLN menerapkan penambahan penghitungan pemakaian daya listriknya dengan kVarh meter (kilo Volt ampere reactive per Hours)selain kWh meter (kilo Watt per Hours). Hal ini bisa dilihat pada gambar dibawah ini:

sebaliknya untuk pelanggan rumah tangga, sosial dan bisnis yang kapasitas terpasang lebih kecil dari industri, biaya /meter kVarh ini tidak ada dan tidak dikenakan denda kVar. Secara praktis penggunaan kapasitor tidak merupakan kebutuhan mendesak untuk dipakai pada pelanggan rumah tangga.

Jadi untuk pelanggan tertentu seperti Industri dan pabrik, akan dikenakan dua biaya, yaitu biaya pemakaian kWh dan kVarh. Untuk penghematan biaya, kita dapat menghilangkan biaya kVarh ini dengan penggunaan kapasitor Bank. Sehingga tagihan yang akan muncul hanyalah kWh saja. Dengan penggunaan kapasitor bank kita dapat mengharapkan biaya kVarh yang tertera ditagihan tersebut akan menjadi nol / hilang.

Bagaimana mendesain / menghitung besar kapasitas dari kapasitor bank yang dibutuhkan untuk menghilangkan biaya kVarh ? Marilah kita mulai menghitung hitung tagihan listrik seperti contoh dibawah ini :

Pada gambar tagihan  listrik diatas, pelanggan industri tersebut belum memasang panel kapasitor bank pada instalasi listrik pabriknya. Sehingga tagihan biaya kVarh~nya membengkak, bahkan lebih besar dari biaya kWh yang terpakai.

Disini saya tidak secara khusus membahas tentang  Segitiga Daya yang tentunya berhubungan langsung dengan kasus ini. Dimana seperti yang sudah kita ketahui bahwa pengertian umum dari Segitiga Daya adalah suatu hubungan antara daya nyata P(Watt), daya semu S(VA) dan daya reaktif Q(Var). Sehingga pada pelanggan industri, PLN menerapkan biaya daya nyata (Watt) dan biaya daya reaktif (Var) dikarenakan penggunaan daya listriknya banyak menggunakan arus induksi (Volt ampere reaktif).

Kembali kepembahasan semula.. Dari gambar diatas terlihat, pelanggan menggunakan kVarh sebesar 6701 kVarh. Bila pelanggan dalam pemakaian kVarh~nya perhari adalah 8 jam kerja, maka digunakan rumus

kVarh : 8 : 30 = kVar
6701 : 8 : 30 = 27.92 kVar

Angka 27.92 kVar bisa dibulatkan menjadi 30 untuk menetapkan jumlah pembagian step dipanel kapasitor bank agar sesuai dengan kebutuhan maksimal penggunaannya.

misalnya: bila panel kapasitor menggunakan Power Factor Controller 6 step maka kita hanya tinggal membagi angka 30 dengan 6, dan hasil kVar dari kapasitor yang akan digunakan adalah sebesar 5 kVar dari setiap stepnya. Begitupun bila menggunakan Power Factor Controller 12 step, maka angka 30 dibagi dengan 12, dan didapatkan hasil 2,5 kVar dari setiap stepnya.

Catatan:

Apabila rekening PLN tidak tersedia, dan hanya diketahui daya trafo saja misalnya 100 kVA. Maka umumnya dapat dihitung besar kapasitor bank maksimal sebesar 60% dari kapasitas trafo yang digunakan.

maka: daya 100 kVA dikalikan dengan 0.6 dan didapatkan hasilnya sebesar 60 kVar. Dan bila bila panel kapasitor menggunakan Power Factor Controller 6 step maka kita hanya tinggal membagi angka 60 dengan 6, dan hasil kVar dari kapasitor yang akan digunakan adalah sebesar 10 kVar dari setiap stepnya. Begitupun bila menggunakan Power Factor Controller 12 step, maka angka 60 dibagi dengan 12, dan didapatkan hasil 5 kVar dari setiap stepnya.

Demikian saja pembahasan saya tentang cara menghitung kebutuhan kapasitor bank untuk memperbaiki faktor daya ini.. semoga bermanfaat..