|
|
Kehidupan
modern salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang besar. Besarnya
energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R), induktansi
(L) dan capasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan
karena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan.
Sedangkan beban listrik yang digunakan umumnya bersifat induktif dan kapasitif.
Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya reaktif seperti trafo
pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif
(negatif) mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak
berguna sehingga tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan
untuk proses transmisi energi listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan
pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan yang bersifat induktif.
Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak hanya
dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan
kedua daya itu akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai
oleh PLN. Jika nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan
industri maka rugi-rugi daya menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan
yang sampai ke konsumen berkurang. Dengan demikian produksi pada industri
itu akan menurun hal ini tentunya tidak boleh terjadi untuk itu suplai
daya dari PLN harus ditambah berarti penambahan biaya. Karena daya itu
P = V.I, maka dengan bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan
harga V dan naiknya harga I. Dengan demikian daya aktif, daya reaktif dan
daya nyata merupakan suatu kesatuan yang kalau digambarkan seperti segi
tiga siku-siku pada Gambar 1.
Dari Gambar 1 tersebut diperoleh bahwa perbandingan
daya aktif (kW) dengan daya nyata (kVA) dapat didefinisikan sebagai faktor
daya (pf) atau cos r.
cos r = pf = P (kW) / S (kVA)
........(1)
P (kW) = S (kVA) . cos r................(2)
Seperti kita ketahui bahwa harga cos r adalah mulai
dari 0 s/d 1. Berarti kondisi terbaik yaitu pada saat harga P (kW) maksimum
[ P (kW)=S (kVA) ] atau harga cos r = 1 dan ini disebut juga dengan cos
r yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga cos r yang ditentukan oleh
PLN sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga
cos r < 0,8 berarti pf dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah)
maka kapasitas daya aktif (kW) yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang.
Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan semakin menurunnya pf sistem
kelistrikan pelanggan. Akibat menurunnya pf itu maka akan muncul beberapa
persoalan sbb:
a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.
b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.
c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.
Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya
akan menyebabkan arus yang dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal
ini akan menyebabkan rugi-rugi daya (daya reaktif) dan jatuh tegangan menjadi
besar. Dengan demikian denda harus dibayar sebabpemakaian daya reaktif
meningkat menjadi besar. Denda atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan
apabila jumlah pemakaian kVARH yang tercata dalam sebulan lebih tinggi
dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang bersangkutan sehingga pf rata-rata
kurang dari 0,85. Sedangkan perhitungan kelebihan pemakaian kVARH dalam
rupiah menggunakan rumus sbb:
[ B - 0,62 ( A1
+ A2 ) ] Hk
Dimana : B = pemakaian k
VARH
A1 = pemakaian
kWH WPB
A2 = pemakaian
kWH LWBP
Hk = harga kelebihan pemakaian
kVARH
Untuk memperbesar harga cos r (pf) yang rendah hal
yang mudah dilakukan adalah memperkecil sudut r sehingga menjadi r1
berarti r>r1. Sedang untuk memperkecil sudut r itu hal yang
mungkin dilakukan adalah memperkecil komponen daya reaktif (kVAR). Berarti
komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif harus dikurangi dan pengurangan
itu bisa dilakukan dengan menambah suatu sumber daya reaktif yaitu berupa
kapasitor.
Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua
beban (induktor dan kapasitor) arahnya berlawanan akibatnya daya reaktif
menjadi kecil. Bila daya reaktif menjadi kecil sementara daya aktif tetap
maka harga pf menjadi besar akibatnya daya nyata (kVA) menjadi kecil sehingga
rekening listrik menjadi berkurang. Sedangkan keuntungan lain dengan mengecilnya
daya reaktif adalah :
Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem.
Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.
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. Keran beban bersifat
induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya
reaktif yang berlaku menjadi kecil.
Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor :
Rugi daya aktif = I2
R Watt .............(5)
Rugi daya reaktif = I2
x VAR.........(6)
Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :
Rugi daya aktif = (I2
- Ic2) R Watt ...(7)
Rugi daya reaktif = (I2
- Ic2) x VAR (8)
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
Sistem Mikroprosesor
Selain komponen induktor pemborosan pemakaian listrik
bisa juga terjadi karena:
Tegangan tidak stabil
Ketidak stabilan tegangan bisa menyebabkan terjadinya
pemborosan energi listrik. Ketidakstabilan itu dapat diartikan tegangan
pada suatu fase lebih besar, lebih kecil atau berfluktuasi terhadap teganga
standar. Sedangkan akibat pembrosan energi listrik itu maka timbul panas
sehingga bisa menyebabkan pertama kerusakan isolator peralatan yang dipakai.
Ke dua memperpendek daya isolasi pada lilitan. Sementara itu dengan ketidakseimbangan
sebesar 3% saja dapat memperbesar suhu motor yang sedang beroperasi sebesar
18% dari keadaan semula. Hal ini tentunya akan menimbulkan suara bising
pada motor dengan kecepatan tinggi.
Harmonik
Harmonik itu bisa menimbulkan panas, hal ini terjadi
karena adanya energi listrik yang berlebihan. Harmonik itu bisa muncul
karena peralatan seperti komputer, kontrol motor dll. Harmonik merupakan
suatu keadaan timbulnya tegangan yang periodenya berbeda dengan periode
tegangan standar. Periode itu bisa 180 Hz (harmonik ke-3), 300 Hz (harmonik
ke-5) dan seterusnya. Harmonik pada transformator lebih berbahaya, hal
ini karena adanya sisrkulasi arus akibat panas yang berlebih. Sehingga
hal ini bisa mengurangi kemampuan peralatan proteksi yang menggunakan power
line carrier sebagai detektor kondisi normal.
Untuk mengoptimalkan pemakaian energi listrik bisa
digunakan beban-beban tiruan berupa LC yang dilengkapi dengan teknologi
mikroprosesor. Sehingga ketepatan dan keandalan dalam mendeteksi kualitas
daya listrik bisa diperoleh. Mikroprosesor itu berfungsi untuk mengolah
komponen-komponen yang menentukan kualitas tenaga listrik. Seperti keseimbangan
beban antar fasa, harmonik dan surja. Apabila terdapat ketidakseimbangan
antara fasa satu dengan fasa yang lainnya, maka mikroprosesor akan memerintahkan
beban-beban LC untuk membuka atau menutup agar arus disuplai ke fasa satu
sehingga selisih arus antara fasa satu dengan fasa yang lainnya tidak ada.
Banyaknya L atau C yang dibuka atau ditutup tergantung dari kondisi ketidakseimbangan
beban yang terdeteksi oleh mikroprosesor. Kondisi harmonik yang terdeteksi
bisa dihilangkan dengan menggunakan filter LC.
Keuntungan alat ini adalah :
Mampu mereduksi daya sampai 30%.
Meningkatkan pf antara 95-100%
Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik.
Dengan demikian pemakaian energi listrik bisa dihemat
yaitu dengan cara mengoptimalkan konsumsi energi masing-masing peralatan
yang digunakan, memperkecil gejala harmonik dan menstabilkan tegangan.
Sehingga energi tersisa bisa dimanfaatkan untuk sektor lain yang lebih
membutuhkan. Sedang dampak negatif dari pemborosan energi listrik itu pertama
menciptakan ketidakseimbangan beban fasa-fasa listrik yang pada gilirannya
akan mempengaruhi over heating pada motor dan penurunan life
isolator. Ke dua bagi PLN sebagai penyuplai energi listrik tentunya
harus menyediakan energi listrik yang lebih besar lagi. | | | |
- Kapasitor elektrolit (Elco)
Kapasitor
elektrolit pada umumnya dibuat dengan kapasitas yang besar dan memiliki
kehandalan yang tinggi serta awet dalam pemakaiannya. Kapasitor jenis
ini banyak dipergunakan dalam rangkaian catu daya (power supply).
Karakteristik utama adalah kapasitor ini memiliki perbedaan polaritas
pada kedua kakinya yaitu kutub positif (+) dan kutub negatif (-),
sehingga dalam pemasangannya juga harus diperhatikan karena bila salah
menempatkan kakinya terbalik antara positif dengan negatif atau
sebaliknya, maka kapasitor ini akan rusak dan bahkan bisa meledak. Untuk
membedakan polaritas kakinya biasanya terdapat garis putus-putus atau
strip pada bodi kapasitor, maka dapat dipastikan bahwa kaki yang berada
dibawah strip itu mempunyai polaritas negatif (-). Besarnya nilai
kapasitansi biasanya dituliskan dengan angka pada bodi transistor
tersebut.
- Kapasitor tantalum
Merupakan
jenis kapasitor elektrolit yang elektrodanya terbuat dari material
tantalum. Komponen ini memiliki polaritas, cara membedakannya dengan
mencari tanda + atau tanda lainya yang ada pada bodi kapasitor, tanda
ini menyatakan bahwa pin dibawahnya memiliki polaritas positif.
Diharapkan berhati – hati di dalam pemasangan komponen karena tidak
boleh terbalik. Karakteristik temperatur dan frekuensi lebih bagus
daripada kapasitor elektrolit yang terbuat dari bahan alumunium dan
kebanyakan digunakan untuk sistem yang menggunakan sinyal analog.
- Kapasitor Keramik
Pada
umumnya kapasitor keramik memiliki bentuk bermacam-macam seperti bentuk
tabung, pelat, segi empat, dan lain-lain. Dalam pemakaiannya, kapasitor
keramik cukup stabil dan sangat cocok dipakai untuk rangkaian
frekiuensi tinggi yaitu untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi ke
ground. Kapasitor jenis ini tidak memiliki polaritas, sehingga dalam
pemasangannya dapat dibolak-balik, dan umumnya hanya tersedia dengan
nilai kapasitansi yang sangat kecil. Namun yang perlu diingat bahwa
kapasitor ini mampu bekerja pada rate tegangan dari mulai yang paling
kecil sampai dengan batas 100 Volt. Nilai kapasitansinya biasanya
dituliskan dengan kode warna, namun ada kalanya menggunakan angga-angka
yang terdapat pada bodinya.
- Multilayer Ceramic Capacitor
Bahan
material untuk kapasitor ini sama dengan jenis kapasitor keramik,
bedanya terdapat pada jumlah lapisan yang menyusun dielektriknya. Pada
jenis ini dielektriknya disusun dengan banyak lapisan atau biasanya
disebut dengan layer dengan ketebalan 10 s/d 20 μm dan pelat
elektrodanya dibuat dari logam yang murni. Selain itu ukurannya kecil
dan memiliki karakteristik suhu yang lebih bagus daripada kapasitor
keramik. Biasanya jenis ini baik digunakan untuk melewatkan frekuensi
tinggi ke tanah.
- Polyester Film Capacitor
Dielektrik
dari kapasitor ini terbuat dari polyester film. Mempunyai arakteristik
suhu yang lebih bagus dari semua jenis kapasitor diatas. Dapat digunakan
untuk frekuensi tinggi. Biasanya jenis ini digunakan untuk rangkaian
yang menggunakan frekuensi tinggi, dan rangkaian analog. Kapasitor ini
biasanya disebut mylar dan mempunyai toleransi sebesar ±5% sampai ±10%.
- Polypropylene Capacitor
Kapasitor
ini memiliki nilai toleransi yang lebih tinggi dari polyester film
capacitor. Pada umumnya nilai kapasitansi dari komponen ini tidak akan
berubah apabila dirancang disuatu sistem dimana frekuensi yang
melaluinya lebih kecil atau sama dengan 100KHz. Pada gambar disamping
ditunjukkan kapasitor polypropylenedengan toleransi ±1%.
- Kapasitor Mika
Jenis
ini menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor mika
mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur koefisiennya
rendah. Karena frekuensi karakteristiknya sangat bagus, biasanya
kapasitor ini digunakan untuk rangkaian resonansi, filter untuk
frekuensi tinggi dan rangkaian yang menggunakan tegangan tinggi
misalnya: radio pemancar yang menggunakan tabung transistor. Kapasitor
mika tidak mempunyai nilai kapasitansi yang tinggi.
- Polystyrene Film Capacitor
Tipe
ini tidak bisa digunakan untuk aplikasi yang menggunakan frekuensi
tinggi, karena konstruksinya yang sama seperti kapasitor elektrolit
yaitu seperti koil. Kapasitor ini baik untuk aplikasi pewaktu dan filter
yang menggunakan frekuensi beberapa ratus KHz. Komponen ini mempunyai 2
warna untuk elektrodanya, yaitu: merah dan abu – abu. Untuk yang merah
elektrodanya terbuat dari tembaga sedangkan warna abu – abu terbuat dari
kertas alumunium.
- Electric Double Capacitor (Super Capacitor)
Jenis
kapasitor ini bahan dielektriknya sama dengan kapasitor elektrolit.
Tetapi bedanya adalah ukuran kapasitornya lebih besar dibandingkan
kapasitor elektrolit yang telah dijelaskan di atas. Biasanya mempunyai
satuan F. Gambar bentuk fisiknya dapat dilihat di samping, pada gambar
tersebut kapasitornya memiliki ukuran 0.47F. Kapasitor ini biasanya
digunakan untuk rangkaian power supply.
- Trimmer Kapasitor
Kapasitor
jenis ini menggunakan keramik atau plastik sebagai bahan dielektriknya.
Nilai dari kapasitor dapat diubah – ubah dengan cara memutar sekrup
yang berada diatasnya. Didalam pemutaran diharapkan menggunakan obeng
yang khusus, agar tidak menimbulkan efek kapasitansi antara obeng dengan
tangan.
- Tuning Capacitor
Kapasitor
ini dinegara Jepang disebut sebagai “Varicons”, biasanya banyak sekali
digunakan sebagai pemilih gelombang pada radio. Jenis dielektriknya
menggunakan udara. Nilai kapasitansinya dapat dirubah dengan cara
memutar gagang yang terdapat pada badan kapasitor kekanan atau kekiri.
| 
0 Response to "Pengertian dan Fungsi dari Kapasitor"
Posting Komentar