Report 3 : Kapasitor Untuk Main Distribution Board (mdb) Pertamina Prabumulih

PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept

Kapasitor untuk Main Distribution Board (MDB) Pertamina Prabumulih Umum Sebuah sumber listrik AC mengeluarkan energi listrik dalam bentuk energi “Aktif” (kW) dan energi “Reaktif” (kVAR). Kedua energi diatas membentuk daya total yang disebut dengan daya nyata (kVA). Daya nyata ini merupakan penjumlahan vector dari daya aktif dan reaktif. Faktor Daya (Cos ϕ) adalah perbandingan antara daya aktif (kW) dengan daya nyata (kVA) . Sebuah instalasi listrik akan semakin optimum, baik dari segi teknis maupun ekonomis, Jika nilai factor dayanya mendekati/mencapai nilai 1. Faktor daya kecil dikarenakan oleh beban induktif (motor, trafo dll) pada instalasi listrik, yang akan mengakibatkan terjadi rugi-rugi listrik. Untuk memperbaiki factor daya sehingga rugi-rugi bisa dikurangi, salah satunya menggunakan aplikasi Kapasitor. Selain itu pemasangan pemasangan kapasitor akan mengurangi rugi-rugi dan memberikan keuntungan sebagai berikut : •

Meningkatkan daya yang tersedia pada Trafo

•

Optimasi Jaringan : * Optimasi biaya : Ukuran kabel diperkecil * Penurunan Drop Voltage * Peningkatan kemampuan Jaringan dalam menyalurkan daya

*

Mengurangi naiknya arus/suhu pada kabel sehingga mengurangi rugi-rugi dll.

Kapasitor yang dipasang

merupakan sumber energi reaktif dan system ini sebagai

Kompensasi energi Reaktif MENGHITUNG DAYA REAKTIF Penghitungan daya reaktif harus dilakukan dengan cermat. Kelebihan kompensasi akan menyebabkan jaringan menjadi kapasitif. Hal ini selain akan meningkatkan suhu pada jaringan, arus dan tegangannyapun meningkat. Berdasarkan data yang kami dapatkan dari Pertamina Prabumulih dan merupakan satu beban (contoh) sebagai berikut ;

1

PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept

☺ Daya Trafo 200 kVA, 6,6kV/380Vac, 50Hz dengan mengasumsikan factor daya (Cos ϕ) di jaringan sekunder trafo tersebut adalah 0,65 factor daya (Cos ϕ)tersebut akan ditingkatkan menjadi : 0.95 ☺ Pada Cos ϕ = 0,65 maka Daya aktif 1

P = S * Cos ϕ

(kW)

= 200 kVA * 0.65 = 130 kW. Bila Cos ϕ = 0.95 Daya aktif 2

P = S * Cos ϕ

(kW)

= 200 kVA * 0.95 = 190 kW. Dengan Power Faktor yang mendekati 1 akan meningkatkan daya yang tersedia pada trafo tersebut. Daya Reaktif yang diperlukan (Q) adalah sebesar : Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 130 (1.169-0.328) = 130kW * 0.84 = 110 kVAR. Setelah daya reaktif total diketahui selanjutnya kita tentukan system kompensasinya. Pada beban yang relatif konstan. Kapasitor bisa dipasang langsung pada pangkal motor/Trafo yang selalu kerja . keadaan lain penggunaan kompensasi tetap ini adalah jika perbandingan daya reaktif yang diperlukan lebih kecil dari 15%. Jika perbandingan daya reaktif yang diperlukan (Q) dengan daya Trafo (S) melebihi 15 % dan perubahan beban agak besar padahal factor daya diinginkan selalu berada pada nilai tertentu, sebaiknya kita memasang kompensasi otomatis. Power Faktor Regulator adalah peralatan yang dapat melakukan kompensasi otomatis tersebut. Untuk kasus di Pertamina Prabumulih kami menyarankan menggunakan Kompensasi Otomatis. INSTALASI KAPASITOR. Dengan diketahui daya reaktif Kapasitor sebesar 110kVAR dibutuhkan 6 step kapasitor 20 kVAR, dilengkapi dengan Power Faktor Controller , Magnetik Contaktor, CT, dan Pemutus daya untuk Proteksi Kapasitor. Semuanya dirangkai dalam satu panel. Dan berdasarkan survey ditempatkan langsung pada pangkal sekundernya trafo.

2

PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept

Perhitungan secara Economis untuk Panel Kapasitor Dengan asumsi beban yang yang terpasang 150kW (P) , pada Trafo 200kVA (S) , dan Cosφ1 awal (beban) = 0.65 .Untuk daya reaktif biaya denda akan dihitung bila Cosφ nya dibawah = 0.85 (Cosφ2). Daya reaktifnya dari beban diatas sebagai berikut : Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 150 (1.169-0.619744) = 150kW * 0.55 = 82.5 kVAR. Sehingga kVARH adalah 82,5 X 24 = 1980 kVARH. Biaya Per kVARH adalah Rp 250/kVARH (tarif PLN TDL 2000) Biaya Denda Perhari = 1980 X Rp 250 = Rp 495.000 Biaya Perbulan = 30 X Rp 495.000 = Rp 14.850.000 Biaya Pertahun = 12 X Rp 14.850.000 = Rp 178.200.000 Apabila menggunakan kapasitor Bank maka biaya denda kVARH tersebut akan hilang karena Cosφnya lebih besar dari 0.85. Dan untuk beban tersebut diatas maka dibutuhkan Kapasitor sebagai berikut Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 150 (1.169-0.328) = 150kW * 0.84 = 125 kVAR. Jadi jumlah kapasitor 5 X 25 kVAR dengan Power factor Controller 6 step. Dengan data tersebut maka akan didapat harga panel sebagai berikut Panel Capasitor 5 X 25 kVAR, 6step PFR, 380Vac, 50Hz = Rp 60.Juta. Break Event Point dari panel tersebut adalah sebagai berikut Jika denda kVARH per bulan Rp 14.000.000. Maka Rp 60.000.000/Rp 14.000.000 = 4.3 bulan ≈ 5 bulan BEP dari panel kapasitor

3

PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept

Perhitungan tersebut merupakan ilustrasi karena data-data secara detail tidak kami dapatkan . Untuk lebih akuratnya kami membutuhkan data data seperti Cosφ , daya beban dan kVA transformer yang akan dipasang Capasitor, serta THD di beban tersebut. Disamping denda kVARH tersebut akan dihilangkan ada beberapa keuntungan lainnya yang didapat bila Cosφ mendekati 1 akan mengurangi rugi-rugi Adapun Rugi-rugi Lainnya adalah sebagai berikut : •

Drop Voltage adalah rugi jatuh tegangan yang terjadi akibat arus yang mengalir ke jaringan dan berbanding lurus dengan impedansi jaringan. Cosφ merupakan parameter yang mempengaruhi arus dijaringan bila Cosφ jelek maka arus di jaringan akan naik sehinggga Drop Voltage akan naik. Efeknya tegangan di sisi beban akan turun yang ujung-ujungnya akan mempengaruhi kinerja peralatan listrik. Adapun perhitungan terhadap arus akibat Cosφ sebagai berikut : I = 150(kW)/380 V* 1.732* 0.65 = 350A → pada Cosφ = 0.65 I = 150(kW)/380 V* 1.732* 0.85 = 268A → pada Cosφ = 0.85

Terjadi pengurangan arus pada jaringan sebesar (350-268)A = 82A •

Rugi-rugi Daya yang hilang adalah salah satu rugi daya yang terjadi disebabkan oleh arus yang mengalir di jaringan dan berbanding lurus dengan tahanan pada jaringan yang dialiri arus tersebut. Cosφ juga berpengaruh terhadap besarnya arus yang mengalir dari sisi beban. Adapun formula dari rugi-rugi daya adalah W = I2R.

Disamping efek –efek tersebut diatas banyak keuntungan lainnya yang didapat dari Cosφ yang mendekati satu seperti kapasitas daya terpasang akan naik.

4

PT. CITRA INTERLINDO Engineering & Design Dept

Dengan asumsi beban yang yang terpasang 150kW (P) , pada Trafo 200kVA (S) , dan Cosφ1 awal (beban) = 0.65 .Untuk daya reaktif biaya denda akan dihitung bila Cosφ nya dibawah = 0.85 (Cosφ2). Daya reaktifnya dari beban diatas sebagai berikut : Q = P (kW) (tg ϕ1 – tg ϕ2) = 150 (1.169-0.619744) = 150kW * 0.55 = 82.5 kVAR. Sehingga kVARH adalah 82,5 X 24 = 1980 kVARH. Perhitungan kVA yang dapat dihemat juga dapat dilakukan untuk beban diatas adalah sebagai berikut S = P (kW) /Cosϕ = 150/0.65 = 230kVA → pada Cosφ = 0.65 S = P (kW) /Cosϕ = 150/0.85 = 176 kVA → pada Cosφ = 0.85 Selisih daya terpasang adalah 230 – 176 = 54 kVA Jika dihitung pembebanan Trafo daya tersebut Pada Cosφ = 0.65 → 200/230 *100% = 115 % Pada Cosφ = 0.85 → 200/176 *100% = 88 % Jelas dari data tersebut diatas kapasitas terpasang dari trafo tersebut akan meningkat bila Cosφ Mendekati 1

5