Kuliah Kapasitor Bank

download Kuliah Kapasitor Bank

of 33

  • date post

    21-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    343
  • download

    80

Embed Size (px)

Transcript of Kuliah Kapasitor Bank

  • KULIAH INSTALASI KAPASITOR BANK Oleh : SULISTYOWATI, ST, MT

    PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIKJURUSAN TEKNIK ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI MALANG MALANG2012

  • Tujuan MetodologiPenjelasanSupply Energi ReaktivePower FactorPenggunaan Energi ReaktiveTg Definisi Energi ReaktifKeuntungan KompensasiPrinsip kompensasi faktor dayaDrop tegangan

    Rugi DayaPerhitungan Daya Kapasitor Bank Teknik Koreksi Faktor DayaLetak Pemasangan KapasitorKompensasi Tegangan MenengahSolusi RectiphaseMV KapasitorTeknologi Kapasitor Aplikasi Penempatan Kapasitor

  • TUJUANDapat menghitung perencanaan kapasitor bank untuk memperbaiki faktor daya di industri.Dapat menganalisa efektifitas pemakaian kapasitor pada tegangan rendah atau menengah serta dampak yang diakibatkan adanya faktor daya yang rendah. Menghitung nilai perbaikan tegangan, rugi-rugi daya setelah penyulang tersebut dipasang kapasitor.Dapat memilih komponen kapasitor bank serta kontrolnya yang tepat untuk perencanaan instalasi kapasitor bank di sisi JTM dan melakukan Perhitungan RAB (Rancangan anggaran belanja) instalasi kapasitor bank di sisi JTM berdasarkan speck yang ada.

  • Pendahuluan PLN membebankan kelebihan pemakaian KVArh pada pelanggan jika rata-rata faktor dayanya kurang dari 0,85. kVARH kena denda = kVARH terpakai (0,62 x kWH total terpakai) Selain itu pemasangan kapasitor dapat menghindari :1. Overload pada trafo, sehingga memberikan tambahan daya yang tersedia.2. voltage drop pada line ends.3. kenaikan suhu pada kabel sehingga mengurangi rugi-rugi. Untuk pemasangan kapasitor bank diperlukan :1. Kapasitor dengan jenis yang cocok dengan kondisi jaringan.2. Regulator untuk pengaturan daya tumpuk kapasitor ( kapasitor bank) otomatis.3. Kontaktor untuk switching kapasitor.4. Pemutus tenaga untuk proteksi tumpuk kapasitor.

  • Perencanaan meliputi : - Penentuan daya terpasang-Penentuan total cos sistem -Penentuan besar kapasitas kapasitor dan step kapasitor bank-Penentuan drop tegangan dan rugi daya sebelum dan setelah perbaikan faktor daya -Analisa hubungan pemasangan kapasitor -perhitungan biaya pemasangan kapasitor bank

  • PENJELASAN Semua mesin listrik yang menggunakan arus AC menggunakan 2 type daya yaitu :

    "active "energy (daya aktif) dalam satuan kWh, daya ini ditransformasikan dalam bentuk energi mekanik dan energi panas

    "reactive" energy (daya rekatif) dalam satuan kVARh, terdapat pada perhitungan daya rangkaian magnetis mesin listrik (transformator, motor...)

  • SUPPLY ENERGI REAKTIVpower supply energi Jaringan bebanMeter listrik

    Energi aktivEnergi reactivkapasitorinstalasi tanpa kapacitorInstalasi dengan kapacitor

  • POWER FACTOREfesiensi dari instalasi listrik diukur oleh faktor daya : Faktor daya (cos j) ini dinyatakan dengan rasio perbandingan antara daya yang digunakan pada aplikasi dan daya yang disupply ke jaringan yaitu untuk pengukuran efesiensi energi listrik :0 cos j 1

  • PENGGUNAAN ENERGI REAKTIFStandar beban motor asinkron pada : 100% cos j @ 0.81 75%cos j @ 0.8 50%cos j @ 0.73 25%cos j @ 0.55Lampu flouresent (tanpa dikompensasi) : cos j @ 0.5Lampu discharge : cos j @ 0.4 to 0.6Oven pemanas induksi (dikompensasi) : cos j @ 0.85Mesin solder tipe resistance : cos j @ 0.8Las listrik : cos j @ 0.5Tanur listrik : cos j @ 0.8Transformator : 5 % sampai 10 % dari daya trafo

  • tg j sering kali digunakan dalam perhitungan dari pada cos j, dalam bentuk ini rasio dikalkulasikan dengan Untuk pemberian periode waktu, maka rasio juga berdasarkan konsumsi dalam satu periode waktu yaitu

    tg j reactive poweractive powerQ (kvar)P (kW)tan j ==tg j =WrWareactive energy (kvarh)active energy (kWh)=

  • DEFINISI ENERGI REACTIVEIt = arus nyataIa = arus aktivIr = arus reaktivIt =Ia = It cos jIr = It sin jS = daya nyataP = daya aktivQ = daya reactivP = UIt cos j = UIaQ = UIt sin j = UIrS = UItS = UItS =

  • KEUNTUNGAN :Ekonomi :Penurunan tarif listrik oleh :Penurunan kegunaan harga energi reactiv oleh kegunaan (pemakaian)Penurunan konsumsi energi aktiv dalam pemakaian kWh (losses)Teknik :Perbaikan drop teganganMemperbesar persediaan dayaPenurunan rugi daya Memperbaiki kualitas arus listrik dengan filter pasif harmonik (kapasitor + induktansi)

  • PRINSIP KOMPENSASI SEBELUM KOMPENSASIM2...MnM1daya aktifdaya reaktifdaya aktif (P)dayareaktif(Q)daya nyata(S)jS = P2 + Q2

  • daya reaktifPRINSIP KOMPENSASI SESUDAH KOMPENSASIM2...MnM1daya aktifPersediaan dayadaya aktif (P)dayareaktif(Q)daya nyata(S)dayareaktifyangdisuplaikapasitor(Qc)dengan Q < Q, maka S < SS = P2 + Q2j'

  • Permintaan daya nyata :

    CONTOH : MANFAAT PERHITUNGAN FAKTOR DAYATarget : cos j 2 = 0.95Perhitungan daya reaktiv:Q = P (tan j1 - tan j2) = 789,264 kVarPermintaan daya nyata baru :

    kesimpulan :Daya yang tersedia bertambah dalam kVA Penurunan tarif listrikInstallation dengan kapasitorInstallation tanpa kapasitor10MVA400V 50Hz 3 fasa

  • DROP TEGANGANR = resistansi kabelX = reaktansi kabelP = daya activQ = daya reaktiv

  • PENURUNAN DROP TEGANGANcontoh :Drop tegangan pada hantaran ujungtegangan : 6 kVpanjang : 100 mimpedansi : Z = R + jX = 0,084 + 0,17j Ohmcos = 0,885cos = 0,95

    U = U1 - U2 = = = 115,6 V

    U = U1 - U2 = = = 93,25 V

  • PENURUNAN RUGI DAYArugi tahanan di kabel Aluminium :panjang : 100 mt = 7200 jam/tahunbeban : P = 100 kWcos j = 0.885Wj = 82390804 kWh/ tahuncos j = 0,95Wj = 71441860 kWh/ tahunR : resistansi panjang efectiv per unit (W/km)P : daya activ (kW)L : panjang (km)t : waktu kerja tahunan per tahun (jam)

  • PERHITUNGAN DAYA KAPASITOR BANK

    Dari perhitungan tarif listrik :

    Menurut dari cos asal dan cos yang diinginkan :

    Perhitungan daya motorPerhitungan daya transformator

  • PERHITUNGAN DAYA MOTOR (1)Jika kapasitor bank dikoneksikan pada terminal motor asinkrondisebut self-excitation keterangan :Ic 0.9 IoQc 2 x Pn (1 - cos jn)Pn MQcIo

  • PERHITUNGAN PADA TRANSFORMER

    Example :Sn = 1250 kVA S = 1000 kVAio = 2%Usc = 6%Qo = 25 kvarQch = 48 kvarQc = 73 kvarSn : rating daya transformator S : rating daya berbeban io : arus tanpa beban pada transformatorTanpa bebanberbebantotal kompensasi

  • TEKNIK KOREKSI FAKTOR DAYAJika rating kapasitor bank (kVAr) kurang atau sama dengan 15% dari rating supply transformatorr (kVA)

    Jika rating kapasitor bank (kvar) di atas 15% dari rating supply transformator (kVA) (digunakan regulasi daya reactive step by step)kompensasi tetap (fixed)kapasitor bank step kontrol-otomatis

  • LETAK PEMASANGAN KAPASITOR1. HV kapasitor bank pada HV jaringan transmisi2. MV kapasitor bank pada MV jaringan distribusi 3. MV kapasitor bank untuk MV pelanggan4. regulasi atau fixed LV kapasitor bank untuk LV pelanggan5. LV kapasitor bank untuk MV pelanggan6. LV/MV kapasitor bank untuk kompensasi individu

  • KOMPENSASI TEGANGAN MENENGAHGlobal compensationIdeal untuk beban stabil, kontinuPengaturan kedalam grup bank dalam JTM/JTR jaringanKapasitor bank diswitch pada busbar JTMDipisah kedalam stepKapasitor satu fasa parktis diinstalasikan dalam hubungan double starKompensasi di sektorKompensasi individu

  • PERHITUNGAN DAYA MOTOR (2)Jika kapasitor bank dihubungkan paralel dengan perangkat switchgearBukan merupakan self-excitation Daya dapat dihitung pada beban nominal dan cos j nominal:Perhatian :Waktu pengosongan kapasitor (50 det)jika pemutusan kapasitor bank pada jaringan digunakan surge reactors sebagai batas lonjakan arusIo Pn QcPn

  • SOLUSI RECTIPHASE : RINGKASANSeleksi perhitungan peralatan untuk tingkat arus harmonic dalam instalasi listrik ukuran berlebih pada peralatan jika perluSn>2MVAGhScc/120Scc/120
  • MV KAPASITOR : PROPIVAR kapasitor dengan JarylecMemiliki temperatur rendah biodegradable dielectrik liquid hanya unutk perlindungan lingkungankapasitor dengan epoxy cycloaliphatic resin diisolasi pada bushingMempunyai daya mechanical Lebih baiksambung pada tangki dengan penataan tetapdigunakan dibawah pemisah iklim kondisi dan polusi lingkungan

  • MV KAPASITOR : PROPIVAR Semua lapisan kapasitorKepadatan mampu sampai kenaikan daya 720 kvarKerugian rendahmemperpanjang lama hidupkapasitor dengan internal fuseproteksi internal kapasitormemperpanjang durasi umur (life time)Penurunan setelah kurva

  • TEKNOLOGI KAPASITOR MVUnit kapasitor dihasilkan dari penyusunan serie/parallel pada elemen kapasitorcapacitor element1 serie group of 4 parallel elementsinsulation between package of capacitor elements and metallic canaluminium foil 1pp1+pp2pp3+pp4aluminium foil 2

  • TEKNOLOGI SEMUA LAPISANUeeppdielectric liquidfolded edgepp4Al1pp1pp2

    Al2pp3pp4Al1pp1gradien =Ueepp(V/m)batasan : Ue max gradien max

  • KEAMANAN KOMPONENSelf-healing polypropyleneProteksi perlawanan arus gangguan tinggi dengan HRC fuseProtesi perlawanan arus gangguan rendah oleh kombinasi pada :Tekanan lebih tidak berhubungan penataan HRC fuse

  • PENEMPATAN KAPASITOR MVMV kapasitorsMV kapasitors bankHV filterPemasangan Produk dari beberapa instalasi

  • APLIKASI DISTRIBUSI PUBLIKPanel MV kapasitor bank tipe step

    *Electrical machines (motors, transformers) consuming AC current, use two types of power : - active power converted into mechanical power and heat (losses)- reactive power which is used to magnetise the circuits.It is necessary but it is consumed by the motor.

    *In an installation with capacitor, the addition of a bank reduces the electrical bill (penalties due to a cos phi lower to this imposed by the power supply company)Penalties represent the total of the amount of the bill due to r