2.2 Kapasitor Bank 2.2.1 Pengertian Kapasitor Bank
Bank kapasitor (capacitor ( capacitor banks) banks ) adalah peralatan yang digunakan untuk memperbaiki kualitas pasokan energi listrik antara lain memperbaiki mutu tegangan di sisi beban, memperbaiki memperbaiki faktor daya (cos f) dan mengurangi mengurangi rugi-rugi transmisi. transmisi. Kapasitor Bank terdiri terdiri dari beberapa kapasitor yang disambung secara parallel untuk mendapatkan kapasitas kapasitif tertentu. Besaran parameter yang sering dipakai adalah KVAR (Kiloolt ampere reaktif) meskipun pada kapasitor sendiri tercantum besaran kapasitansi yaitu !arad atau microfarad. Kapasit Kapasitor or yang yang akan akan diguna digunakan kan untuk untuk meperb meperbesar esar pf dipasan dipasang g paralel dengan beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. "ada 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 kapasit kapasitor or memban membangki gkitka tkan n daya daya reaktif reaktif.. Bila Bila teganga tegangan n yang yang beruba berubah h itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. "ada saat kapasitor mengeluarkan mengeluarkan elektron elektron (#c) berarti sama $uga kapasitor menyuplai menyuplai daya reaktif ke beban. beban. Karena beban bersifat induktif induktif (%) sedangkan sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku men$adi kecil. !ungsi utama dari kapasitor bank yaitu sebagai penyeimbang beban induktif, &eperti yang kita ketahui beban listrik terdiri dari beban reaktif (R), induktif (') dan capasitif(). imana peralatan listrik yang sering digunakan dan di$ump di$umpai ai memilik memilikii karakt karakteri eristik stik indukt induktif, if, sehing sehingga ga untuk untuk menyei menyeimba mbangk ngkan an
karakteristik beban tersebut perlu digunakan kapasitor yang berperan sebagai beban kapasitif. Berikut ini adalah beberapa kegunaan dari kapasitor bank* + emeperbaiki "oer !actor (faktor daya) ensuply daya reaktif sehingga mamaksimalkan penggunaan daya
/ 0 1 2 4 5 7
komplek (KVA) engurangi $atuh tegangan (Voltage drop) enghindari kelebihan beban transformer emberikan tambahan daya tersedia enghindari kenaikan arus3suhu pada kabel enghemat daya 3 efesiensi engaetkan instalasi 6 "eralatan 'istrik Kapasitor bank $uga mengurangi rugi 8 rugi lainnya pada instalasi listrik
2.2.2
Jenis-jenis Kapasitor Pada Sistem tenaga Listrik a Kapasitor daya yang terdiri dari / (tiga) $enis yaitu kapasitor
+
shunt, seri dan penyadap. Kapasitor shunt digunakan untuk kompensasi beban induktif dan untuk pengaturan tegangan u$ung transmisi. Aplikasi kapasitor shunt akan memperbaiki faktor daya $aringan, mengurangi rugi-rugi (losses) $aringan, menetralkan3meniadakan $atuh tegangan dan memperbaiki stabilitas tegangan sehingga dengan kata lain suatu kapasitor shunt akan menaikkan angka efisiensi pada $aringan dengan memperbaiki faktor
daya. Kapasitor seri digunakan pada transmisi daya yang sangat pan$ang
/
untuk mengkompensasi reaktansi induktif transmisi. Kapasitor penyadap digunakan untuk menyadap daya dari $aringan tegangan tinggi untuk keperluan daya yang tidak begitu besar. b Kapasitor gandeng, yaitu kapasitor yang digunakan untuk pembaa sinyal komunikasi antar gardu induk atau antar pusat pembangkit.
c
Kapasitor pembagi tegangan, yaitu kapasitor yang digunakan
d
untuk pengukuran tegangan transmisi dan rel daya. Kapasitor filter yaitu kapasitor yang digunakan untuk konerter, terutama pada sistem transmisi arus searah. &elain itu $uga dapat digunakan sebagai filter harmonik yang akan mengurangi kandungan harmonik $aringan, memperbaiki faktor daya dan mengurangi rugi-rugi $aringan. !ilter harmonik yang dipasang untuk mengurangi distorsi harmonik pada suatu $aringan memiliki kemampuan
e
sebaik
menyediakan
daya
reaktif
yang
dibutuhkan untuk kompensasi $aringan. Kapasitor perata, yaitu kapasitor yang digunakan untuk meratakan distribusi tegangan pada peralatan tegangan tinggi seperti pada pemutus daya (circuit breaker ).
2.2.3 Cara Kerja Kapasitor Bank itin$au dari cara ker$anya, capacitor
bank
dibedakan
men$adi
*
2.2.3.1. Fixed type 9aitu dengan memberikan beban capasitie yang tetap alaupun
terdapat perubahan beban. Biasanya digunakan pada beban langsung seperti pada motor induksi. :ilai yang aman adalah 1; dari kapasitas motor, pertimbangannya adalah kondisi saat tanpa beban. 2.2.3.2. Atomati! type 9aitu dengan memberikan beban capasitie yang berariasi sesuai dengan kondisi beban. hyristor sebagai sitchernya. &edangkan untuk fluktuasi beban yang tidak terlalu cepat digunakan ynamic Var
ompensator dengan menggunakan agnetic ontactor serta "! relay sebagi sitchernya. 2.2."
Conne!tion Kapasitor
apabila satu unit kapasitor terisolasi, tidak akan menyebabkan unbalance tegangan pada unit kapasitor lainnya melebihi ++?; rating tegangan.
singkat) tidak
akan menyebabkan
kapasitor
lain
oeroltage lebih dari ++?;.
kapasitor dengan suatu rating daya yang rendah. "roteksi unbalance diperoleh dengan membandingkan netral bank kapasitor dengan ground.
(am)ar 2.* Koneksi Kapasitor & tngga$ 2.2.".2 #ye do)e$ %&&'
merupakan koneksi yang umum untuk kapasitor fuse internal dan sistem transmisi dengan suatu netral yang terisolasi. "roteksi unbalance dibentuk dengan membandingkan arus netral diantara dua koneksi ye. "roteksi unbalance sehingga tidak dipengaruhi oleh ariasi tegangan pada feeding system.
(am)ar 2.+ Koneksi Kapasitor & ,o)e$ 2.2.".3 Koneksi Bridge %' merupakan suatu koneksi ye dengan sebuah netral yang
terhubung ke ground. "roteksi unbalance secara normal terpasang dalam setiap fasa dengan membandingkan (dua) titik pertengahan dalam fasa. Koneksi ini biasa digunakan untuk sistem tegangan tinggi dengan netral yang terhubung solid ke ground.
(am)ar 2.1 Koneksi Kapasitor Bridge
2.2./
0etode Pemasangan nsta$asi Kapasitor 2.2./.1 0etode pemasangan nsta$asi kapasitor )erdasarkan $etak 2.2./.1.1 Kompensasi menye$r
Kapasitor dipasang pada panel utama >R dan men$amin kompensasi instalasi keseluruhan. engan catatan baha arus reaktif (#r) masih tetap ada pada instalasi antara leel + dan gaai beban, rugi-rugi $aringan sebagai akibat efek
2
I R t ( kWh )
berkurang, +
.
anfaat dari metode ini adalah * enghilangkan denda akibat konsumsi daya
reaktif
yang
berlebihan engubah daya nyata k@ yang dibutuhkan instalasi ke daya kVA / engurangi beban trafo >R (tersedia daya k@) 0 :ilai nominal pemutus daya dikurangi
(am)ar 2.11 Kompensasi 0enye$r 2.2./.1.2 Kompensasi Ka4asan Kapasitor dipasang pada kaasan panel distribusi yang terdiri dari
beberapa kelompok beban per orkshop dengan daya reaktifnya. engan catatn baha arus reaktif (#r) masih ada pada instalasi antara leel dengan gaai beban, rugi-rugi $aringan sebagai akibat efek R (tersedia daya k@)
0. :ilai pemutus tenaga yang dibutuhkan pada sisi kapasitor berkurang
(am)ar 2.12 Kompensasi Ka4asan 2.2./.1.3
Kompensasi ndi5id Kapasitor langsung
dipasang
pada
setiap
beban
induktif
(kebanyakan motor). Kompensasi indiidu dilakukan $ika daya motor tinggi dibandingkan instalasi. engan catatan baha daya kapasitor kira-kira 1; daya motor, sebagai pelengkap didalam papan hubung utama bila dibutuhkan, arus reaktif tidak ada lagi pada instalasi. anfaat pemasangan metode ini adalah * +. enghilangkan denda akibat konsumsi daya reaktif yang berlebihan . engurangi beban trafo >R (tersedia daya k@) /. imungkinkan bisa menggunakan penampang penghantar yang lebih kecil 0. Rugi-rugi $aringan sebagai akibat efek
2
I Rt
2.2./.2 0etode nsta$asi Kapasitor Berdasarkan Fse =nit kapasitor dikelompokkan berdasarkan letak fuse sebagai
proteksi unit kapasitor. 'etak fuse ini mempengaruhi desain dari rangkaian kapasitor dan $uga disain dari proteksi yang diterapkan. 2.2./.2.1 Fse eksterna$
Konstruksi kapasitor dengan eksternal fuse yaitu setiap
unit
kapasitor diproteksi oleh fuse pasangan luar. Kerusakan pada elemen kapasitor menyebabkan elemen-elemen pada group yang sama yang terhubung paralel dengan elemen yang rusak tersebut terhubung singkat. roup kapasitor lainnya yang terhubung seri akan memiliki tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih besar sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada grup kapasitor seri lainnya. al ini berlangsung terus sampai fuse eksternal beker$a.
(am)ar 2.13 kapasitor dengan Fse 6ksterna$ 2.2./.2.2 Fse interna$ &etiap elemen kapasitor dilengkapi fuse, apabila ter$adi kegagalan
elemen kapasitor maka fuse yang berfungsi sebagai pembatas arus akan memutuskan secara efektif suatu elemen saat ter$adi gangguan. anya sebagian kecil dari kapasitas total kapasitor yang hilang dan sisanya masih dapat beroperasi sehingga elemen tersebut terisolir dari elemen lainnya yang terhubung paralel dalam group. =mumnya bank kapasitor dengan fuse internal memiliki lebih sedikit unit kapasitor yang terhubung paralel dan lebih banyak group kapasitor yang terhubung seri dibandingkan dengan unit kapasitor yang eksternal.
memiliki fuse
(am)ar 2.1" Kapasitor Fse nerna$ 2.2./.3 7anpa 8se %8se$ess' Bank kapasitor tanpa fuse dihubungkan secara seri diantara fasa
dan netral. Kapasitor unit tanpa fuse biasanya tidak digunakan untuk tegangan sistem lebih kecil dari /1 kV atau minimal diperlukan +? elemen seri agar bank kapasitor masih tetap dapat dioperasikan. al ini karena tegangan pada bank kapasitor men$adi +?37 atau ter$adi kenaikan tegangan sekitar ++;. "ada konfigurasi ini, discharge energi kecil karena unit kapasitor tidak ada yang dihubungkan paralel.
(am)ar 2.1/ Kapasitor 7anpa Fse 2.2." Peme$iaraan dan Pera4atan Kapasitor
Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus diraat secara teratur. alam peraatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. &ebelum melakukan pemeriksaan pastikan baha kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih
mengandung muatan berarti masih ada arus3tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang. 2.2.".1 Pemeriksaan Ke)o!oran Kapasitor
"engukuran nilai kapasitansi pada kapasitor dilakukan baik pada kapasitor dengan $enis yang terisolasi terhadap ground3body maupun pada kapasitor yang tersambung ke ground di salah satu sisi terminalnya. "elaksanaan pengukuran menggunakan R' meter. "engukuran dilakukan per-unit kapasitor. >eknik pengukuran kapasitansi pada kapasitor dapat $uga dilakukan dengan memakai sumber tegangan ? V 1? C, dengan mengukur nilai sudut
phasa
V-#
sehingga
akan
dapat
dihitung
arus
besarnya
dan nilai
kapasitansinya. 2.2.".2 Pemeriksaan so$ator "engukuran tahanan isolasi pada kapasitor hanya khusus dilakukan untuk kapasitor yang terisolasi terhadap ground3body. al yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan pengu$ian ini adalah besarnya tegangan u$i tidak boleh melebihi tegangan nominal kapasitor seperti yang tertera pada name platenya. "eralatan u$i yang digunakan sama seperti peralatan u$i tahanan isolasi standar. "engu$ian dilakukan per bank3rangkaian3phasa, sedangkan $ika terindikasi adanya kelainan, maka identifikasi selan$utnya harus dilakukan pengu$ian pada tiap unitnya. urasi pengu$ian tahanan isolasi kapasitor adalah + menit secara kontinyu tidak terputus. 2.2.".3 Pemeriksaan Ka)e$ dan Penyangga Kapasitor
2.2.4.4