Laporan Kompensasi Daya Reaktif

LAPORAN PRAKTIKUM DISTRIBUSI ENERGI DAN PROTEKSI

KOMPENSASI DAYA REAKTIF

Kelompok

:1

Nama Praktikan

: Ainun Nidhar

Nama Anggota Kelompok : 1. Adi Putra Utama 2. Adri Pribagusdri 3. Annisa Anugra Heni 4. Bayu Ardianto 5. Dodo Susanto 6. Elika Velda Agti Kelas

: 6E

Tanggal Praktikum

: 1 Juni 2015

Tanggal Penyerahan Penyerahan

: 3 Juni 2015

Nilai

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA TEKNIK KONVERSI ENERGI JUNI 2015

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Tujuan

Dalam percobaan ini, diharapkan praktikan dapat : 1. Mempelajari karakteristik kompensasi daya reaktif dengan menggunakan kapasitor. 2. Mempelajari penentuan lokasi optimum kapasitor shunt dalam jaringan distribusi. 3. Mempelajari penentuan besar kapasitor dalam jaringan distribusi. 4. Menentukan besar nilai kompensasi agar nilai cos φ s esuai dengan yang diinginkan.

2

BAB II DASAR TEORI

Dalam jaringan distribusi, beban-beban selalu mempunyai faktor daya yang terbelakang (lagging ). Bila dipperoleh kondisi faktor daya yang sangat jelek dalam artian terlalu kecil maka arus dan rugi-rugi pada saluran akan relatif besar, drop voltage  juga besar sehingga  pengaturan tegangan menjadi jelek.

Untuk mengatasi masalah ini, diperlukan sumber saya reaktif tambahan yang melawan daya reaktif beban tersebut. Kapasitor-kapasitor yang dipasang daoat berupa kapasitor statik ataupun kapasitor switch ataupun kombinasi keduanya.

C C

C

Gambar 2.1 Pemasangan kapasior untuk memperbaiki faktor daya

Adapun penentuan besarnya kapasitor statis yang akan dipasng tergantung pada faktor daya beban semula dan faktor daya yang digambarkan.

P = P’ φ‘

φ

S’

Q’

Q S

Gambar 2.2 Segitiga Daya 3

Misalkan, sebelum pemasangan kapasitor :

P = 3 VI cos φ (Watt) Q = 3 VI sin φ (VAR)

Dan setelah pemasangan kapasitor dipenuhi kondisi :

P’ = 3 VI’ cos φ’ (Watt) Q’ = 3 VI’ sin φ’ (VAR)

sedangkan besarnya kapasitor yang perlu ditambahkan diperoleh sebagai berikut :

 ( −   ) C= (Farad)   Dimana C

= kapasitor yang perlu ditambahkan (Farad)

ω

= kecepatan sudut sistem (rad/s)

VR 

= tenaga jala-jala (Volt)

P

= daya 3 fasa (watt)

Kapasitor yang dipasang pada jaringan distribusi yang menyuplai beban dengan faktor daya kebelakang mempunyai beberapa pengaruh : 1. Mempertinggi tegangan pada beban 2. Memperkecil rugi-rugi I2R di saluran 3. Memperkecil rugi-rugi I2X disaluran 4. Memperkecil arus yang lewat disaluran 5. Memperbaiki pengaturan tegangan 6. Menaikkan faktor daya 7. Mengurangi pembebanan kVA pada sumber atau menaikkan realized thermal capacity. 8. Memperluas permintaan kVA 9. Mengurangi invertasi dalam sistem untuk riap kW yang di supply.

4

BAB III PROSEDUR PRAKTIKUM

A. Lokasi dan Waktu

Tanggal : 1 Juni 2015 Lokasi : Laboratorium Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Jakarta

B. Alat yang di butuhkan

 No.

Alat

Jumlah

1.

Ampere meter

1

2.

Voltmeter

1

3.

Mutimeter

1

4.

Kabel jepit

20

5.

Kabel jack

20

6.

Clamp on meter 

1

7.

Beban RL

2

Tabel 3.1 Alat yang dibutuhkan untuk praktikum

C. Langkah Kerja

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah A

W

R  V L

Gambar 3.1 Rangkaian Praktikum 2. Posisikan saklar pada kondisi ON, catat nilai yang terbaca pada alat ukur. Perhatikan nilai cos φ 3. Cari nilai kapasitor yang dibutuhkan untuk menaikkan nilai cos φ ke angka 0,85 4. OFFkan saklar 5

5. Pasang kapasitor, lalu posisikan sakalr pada kondisi ON, lalu catat nilai yang terbaca  pada alat ukur, perhatikan nilai cos φ.

6

BAB IV PENYAJIAN DATA

A. Sebelum Penambahan Kapasitor

Tabel 4.1 Data praktikum sebelum penambahan kapasitor No.

Tegangan (Volt)

Arus (Ampere)

Daya Nyata (kW)

cos φ

Daya Semu (kVA)

1

225

2,05

0,304

0,687

0,443



Mencari nilai φ φ = cos-1 (0,678) φ = 46,6°



Mencari Daya Reaktif Q = √S 2  P2 Q =  (0,443)2  (0,304)2 Q = 0,322 kVAR

Tabel 4.2 Data praktikum sebelum penambahan kapasitor, dilengkapi daya raktif dan nilai φ

No.

Tegangan (Volt)

Arus (Ampere)

Daya Nyata (kW)

cos φ

φ (°)

Daya Reaktif (kVAR)

Daya Semu (kVA)

1

225

2,05

0,304

0,687

46,6

0,322

0,443

B. Penambahan Kapasitor

Dengan nilai cos φ sebelumnya adalah 0,687 dan nilai φ sebesar 46,6°, nilai cos φ’ akan dinaikan menjadi 0,85 (φ’ = 31,788) , makabesar nilai kapasitor yang dibuutuhkan ialah :

 (tan φ−tan φ  ) C= ωVR  C=

, kW (tan ,° −tan ,7°) 2 x π x  Hz x 22



C = 8,371 μF

7

Dari hasil perhitungan yang dapat, maka dilakukan 2 percobaan dengan menggunakan kapasitor sebesar 8 μF dan 10 μF, sehingga di dapatkan data

Tabel 4.3 Data Praktikum dengan penambahan kapasitor

No.

Nilai Kapasitor (μF)

1

10

225

2

8

225



Tegangan Arus' (Volt) (Ampere)

Daya Nyata' (kW)

cos φ'

Daya Semu' (kVA)

1,6

0,308

0,877

0,351

1,7

0,306

0,844

0,363

Pada kapasitor sebesar 10 μF

-

Mencari nilai φ

- Mencari Daya Reaktif

φ = cos-1 (0,877)

Q=

√S2  P2

φ = 28,717°

Q=

 (0,351)2  (0,308)2

Q = 0,168 kVAR



Pada kapasitor sebesar 8 μF

-

Mencari nilai φ

- Mencari Daya Reaktif

φ = cos-1 (0,844)

Q=

√S2  P2

φ = 32,435°

Q=

 (0,363)2  (0,306)2

Q = 0,195 kVAR

Tabel 4.4 Data praktikum setelah penambahan kapasitor, dilengkapi daya raktif dan nilai φ

No.

Nilai Kapasitor (μF)

Tegangan (Volt)

Arus' (Ampere)

Daya Nyata' (kW)

cos φ’

φ' (°)

Daya Reaktif' (kVAR)

Daya Semu' (kVA)

1

10

225

1,6

0,308

0,877

28,717

0,168

0,351

2

8

225

1,7

0,306

0,844

32,435

0,195

0,363

8

BAB V ANALISA DATA



Gambar 5.1 Grafik Hubungan Daya terhadap Penambahan Nilai Kapasitor  Grafik Hubungan Daya terhadap Nilai Kapasitor 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3

  a   y   a0.25    D

Daya Nyata (kW)

0.2

Daya Reaktif (kVAR)

0.15

Daya Semu (kVA)

0.1 0.05 0 0

2

4

6

8

10

12

Niali Kapasitor (μF)



Gambar 5.2 Grafik Hubungan cos φ terhadap Penambahan Nilai Kapasitor; serta Arus terhadap Penambahan Nilai Kapasitor  Grafik Hubungan f (cos φ) = Penambahan Kapasitor; f (Arus) = Penambahan Nilai Kapasitor 3 0.9

   )   e   r 2   e   p   m    A    (   s 1   u   r    A

0.6

     φ

  s   o   c

0.3 0

0 0

2

4

6

8

10

Niali Kapasitor (μF)

9

12

cos φ Arus (Ampere)



Nilai Pengurangan Konsumsi Daya dan Arus

-

Daya Reaktif (pada penambahan kapasitor sebesar 8 μF)

 Nilai pengurangan konsumsi daya reaktif

= Q – Q’ = 0,322 kVAR –  0,195 kVAR = 0,127 kVAR 

Dalam presentase

-

=

Q′  x 100% Q

=

,9  x 100%  60,559 % ,22

Daya Reaktif (pada penambahan kapasitor sebesar 10 μF)

 Nilai pengurangan konsumsi daya reaktif

= Q – Q’ = 0,322 kVAR –  0,168 kVAR = 0,154 kVAR 

Dalam presentase

-

Q′  x 100% Q , =  x 100%  52,174 % ,22 =

Daya Semu (pada penambahan kapasitor sebesar 8 μF)

 Nilai pengurangan konsumsi daya reaktif

= S – S’ = 0,443 kVA –  0,363 kVA = 0,08 kVA

Dalam presentase

-

′  x 100%  , =  x 100%  81,941 % , =

Daya Semu (pada penambahan kapasitor sebesar 10 μF)

 Nilai pengurangan konsumsi daya reaktif

= S – S’ = 0,443 kVA –  0,351 kVA = 0,092 kVA

Dalam presentase

′  x 100%  , =  x 100%  79,233 % , =

10

-

Arus (pada penambahan kapasitor sebesar 8 μF)

 Nilai pengurangan konsumsi daya reaktif

= I – I’ = 2,05 A –  1,7 A = 0,35 A

Dalam presentase

-

I′ I ,7 =  x 100%  82,927 % 2, =  x 100%

Arus (pada penambahan kapasitor sebesar 10 μF)

 Nilai pengurangan konsumsi daya reaktif

= I – I’ = 2,05 A –  1,6 A = 0,45 A

Dalam presentase

I′ I , =  x 100%  78,049 % 2, =  x 100%

11

BAB VI KESIMPULAN

Dari data dan analisa yang dilakukan setelah prakti kum, dapat di ambil kesimpulan bahwa : 1. Beban yang berbeda pada tiap fasa akan menyebabkan rendahnya nilai cos φ (faktor daya). 2.  Nilai faktor daya dapat diperbaiki atau ditingkatkan dengan menambahkan kapasitor, yang sesuai dengan beban yang akan diberikan daya. 3. Penambahan kapasitor tidak hanya memperbaiki nilai faktor daya, tetapi juga memperkecil nilai arus yang melewati saluran, sehingga rugi-rugi pada saluran dapat diminimalisir. Hal ini bisa dilihat dari presentase perubahan arus sebelum dan sesudah  pemasangan kapasitor. Sebelum penambahan kapasitor, nilai arus sebesar 2,05 A, setelah penambahan kapasitor sebesar 8 μF arus menjadi 1,7 A. Untuk penambahan kapasitor sebesar 10 μF, arus menjadi 1,6 A. 4. Penambahan kapasitor pun akan memudahkan pengaturan tegangan. 5. Penambahan kapasitor meningkatkan daya nyata pada saluran, serta menurunkan daya rekatif dan daya semu.

12