Kapasitor Bank

Riverspace.org – Kapasitor bank adalah salah satu perlengkapan listrik yang memiliki sifat kapasitif yang terdiri dari rangkaian kapasitor yang disambung secara paralel agar memperoleh kapasitas yang lebih besar.

Biasanya besaran parameter yang kerap digunakan adalah KVAR (kilovolt ampere reaktif), walaupun di dalam kapasitor tertulis besaran kapasitansinya, yakni Farad atau microFarad.

Rangkaian kapasitor bank yang mudah untuk kalian lihat dan temui adalah di dalam rangkaian power amplifier yang berwatt besar. Biasanya akan terdiri dari rangkaian kapasitor atau elco yang dirangkai paralel maupun seri untuk mendapatkan daya tampung listrik lebih besar.

Rangkaian kapasitor di dalam power amplifier akan diberikan arus listrik dari transformator atau trafo dengan melalui dioda terlebih dulu.

Jika Anda ingin tau lebih dalam tentang perangkat elektronik ini, mari simak penjelasan dibawah ini.

Pengertian Kapasitor Bank

Apa sih kapasitor bank itu? Secara mudahnya, pengertian kapasitor bank merupakan rangkaian dari beberapa kapasitor yang umumnya memiliki spesifikasi atau kapasitas yang sama. Elco atau kapasitor tersebut akan dirangkai secara seri atau paralel, supaya mendapatkan suatu nilai kapasitas tertentu yang lebih besar.

Komponen kapasitor bank ini sering digunakan untuk memperbaiki power factor arus listrik AC. Sedangkan pada arus listrik DC, khususnya untuk power supply sebagai peningkat arus riak catu daya dan meningkatkan jumlah energi yang tersimpan.

Sebab fungsi utama dari komponen kapasitor adalah sebagai penyimpan arus listrik untuk sementara waktu. Sementara satuan untuk kapasitor bank biasanya akan dihitung dalam KVAR (Kilovolt Ampere Reaktif).

Jenis-Jenis Kapasitor Bank

Pada umumnya kapasitor bank memiliki jenis-jenis yang berbeda dalam penggunaannya, antara lain sebagai berikut.

1. Kapasitor Bank Filter Harmonik (Harmonic Filter Capacitor Bank)

Hampir sebagian besar jenis peralatan pada sistem kelistrikan menghasilkan harmonisa, namun tidak hanya ditemukan pada jaringan industri saja. Akan tetapi, bisa juga menyebar ke sistem distribusi dimana menyebabkan masalah untuk para pelanggan.

Jenis kapasitor bank filter harmonik yang terdiri dari kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan reaktor. Dimana berbagai komponen tersebut menghasilkan ruang untuk membuat rangkaian resonansi seri berdasarkan gelombang frekuensi yang dibutuhkan.

Keuntungan dari Bank Kapasitor Filter Harmonik

  1. Dapat meningkatkan faktor daya, stabilitas tegangan.
  2. Bisa mengurangi line loss.
  3. Filter harmonisa di dalam sistem.
  4. Bisa untuk menghindari masalah resonansi dan amplifikasi gangguan listrik.

2. Kapasitor Bank Bilik (Cubicle Capacitor Bank)

Jenis kapasitor bank bilik ini memakai sistem kompensasi reaktif tatap untuk kompensasi motor. Coba perhatikan gambar kapasitor bilik yang saya berikan diatas untuk mempermudah pemahaman Anda.

3. Kapasitor Bank Open-rack

Jenis kapasitor ini banyak digunakan untuk meningkatkan faktor daya di dalam jaringan dengan meningkatkan faktor daya, maka akan berpengaruh juga pada kemampuan transmisi daya dan kontrol aliran daya.

Selain itu, kapasitor ini bisa meningkatkan stabilitas tegangan dan mengurangi kerugian jaringan. Berikut ini adalah manfaat dari kapasitor bank open-rack, antara lain:

  1. Bisa mengurangi kehilangan jaringan (Network losses).
  2. Untuk meningkatkan stabilitas tegangan.
  3. Meningkatkan kualitas daya simpan listrik.
  4. Dapat membatasi atau mengurangi biaya dalam penggunaan daya reaktif yang berlebih.
  5. Bisa meningkatkan kemungkinan muatan (load) di dalam saluran transmisi dan transformator.

4. Kapasitor Bank Pole Mounted (Dipasang di Tiang)

Tidak jauh dari namanya, jenis bank kapasitor ini digunakan pada tiang listrik yang berfungsi dalam memberikan dukungan tegangan. Selain itu, bank kapasitor ini dapat mengurangi terjadinya kehilangan sistem (losses system) dan meningkatkan daya dalam sistem penyaluran.

Macam-Macam Beban Listrik

Pada umumnya, beban listrik terdiri dari 3 macam beban, yakni beban resistif, kapasitif, dan induktif. Ketiga macam beban listrik tersebut adalah mensifati tiga komponen beban, yakni kapasitor, resistor, dan induktor.

Apabila ketiga komponen tersebut dilewati aliran listrik, maka daya yang diserap berupa daya aktif (resistor) dengan satuan daya yakni Watt. Sementara daya reaktif (kapasitor dan induktor) memiliki satuan VAR (Volt Ampere Reaktif).

Meskipun komponen induktor dan kapasitor sama-sama menyerap daya reaktif, namun terdapat beberapa perbedaan dalam arah penyerapan dayanya. Jika komponen induktor ini berarah positif (+), maka dalam komponen kapasitor akan berarah negatif (-).

1. Beban Resistif

Daya yang dapat diserap berupa daya aktif di dalam beban resistif ini merupakan hasil dari rangkaian arus dan tegangan, serta faktor daya (cos phi) yang bernilai satu (1).\

Untuk menghitungnya, Anda dapat menggunakan rumus berikut;

Rumus: P = V . I . Cos Phi

Contoh dari perlengkapan beban resistif:

  1. Rice Cooker.
  2. Dispenser.
  3. Setrika Listrik.
  4. Kompor listrik.
  5. Lampu Pijar dan lainnya.

Biasanya peralatan yang menggunakan beban resistif ini akan ditandai dengan adanya elemen pemanas.

Faktor daya atau Power Factor merupakan seberapa efisien jaringan yang Anda miliki dalam mengeluarkan daya semu VA (Volt Ampere) dari sumber listrik (PLN atau Genset) yang dapat dimanfaatkan.

Faktor daya ini memiliki nilai 0 hingga 1, jadi jika semakin tinggi faktor dayanya (mendekati 1), maka akan semakin banyak daya yang dapat dimanfaatkan.

2. Beban Kapasitif

Contoh komponen yang menggunakan beban listrik berupa kapasitif ini hanyalah kapasitor saja. Jika kebanyakan perlengkapan rumah, kantor dan industri berupa kapasitor juga tidak baik.

Hal ini disebabkan bahwa pada dasarnya daya yang diserap berupa daya reaktif, beban kapasitif juga dapat mengurangi faktor daya namun sifatnya negatif (-).

Namun pada faktanya, beban induktif lah yang lebih banyak Anda temui dan berpengaruh pada buruknya faktor daya. Apabila dibandingkan dengan komponen kapasitif atau resistif yang terdapat di rumah, kantor atau industri.

3. Beban Induktif

Daya yang diserap berupa jenis reaktif di beban induktif pada umumnya mengurangi faktor daya atau faktor daya yang kurang dari 1. Hal ini disebabkan beban tentunya akan menciptakan pergeseran sudut fasa antara arus dan tegangan yang bersifat positif.

Contoh peralatan yang menggunakan beban induktif antara lain:

  1. AC (Pendingin udara).
  2. Kulkas, Kipas angin.
  3. Pompa air.
  4. Mesin cuci.
  5. Komponen motor listrik lainnya baik 1 fasa atau 3 fasa.

Biasanya peralatan yang termasuk jenis ini adalah komponen yang memiliki lilitan atau kumparan.

Prinsip Kerja Kapasitor Bank

Sebutan faktor daya atau yang sering disebut dengan power factor yakni nilai perbandingan antara daya aktif atau daya sederhana dengan daya terlihat atau apparent power, biasanya disebut juga dengan daya semu.

Cara kerja pemakaian kapasitor bank ini, maksudnya adalah untuk memperbaiki faktor daya tersebut.

Daya yang tampak sendiri merupakan energi yang dapat dihasilkan oleh generator listrik dan bisa diukur dengan satuan VA (Volt Ampere).

Sementara daya aktif adalah energi yang benar-benar digunakan oleh peralatan listrik dan dapat disebut dengan satuan Watt. Pada dasarnya daya tampak akan selalu lebih besar dari daya aktif, untuk memudahkannya Anda bisa memperhatikan gambar berikut ini.

Apabila dilihat dari gambar diatas, maka kemana sisa energi listrik daya tampak tersebut? Padahal mesin generator pembangkit listrik sudah bekerja dengan menghasilkan VA yang tepat atau sesuai.

Daya listrik yang tampak sesungguhnya berupa arus balik yang muncul di dalam instalasi listrik ketika diberikan beban alat. Kemudian salah satunya akan menimbulkan elektromagnet atau komponen yang terdiri dari kumparan atau coil.

Terdapat banyak sekali jenis beban peralatan listrik, antara lain:

  • Beban Resistif (R), seperti setrika listrik dan lampu pijar.
  • Beban Kapasitif (C), adalah komponen kapasitor itu sendiri.
  • Beban Induktif (L), seperti kulkas, freezer, kipas angin, motor listrik dan kompresor AC.

Di dalam arus listrik AC, seluruh beban yang berhubungan dengan jenis beban induktif akan mengakibatkan langging. Maksudnya adalah arus tertinggal terhadap tegangan dan biasanya masalah beban listrik ini bersifat induktif.

Sistem kerja dari kapasitor bank yang berguna untuk memperbaiki di power factor dalam jaringan instalasi listrik dengan cara menyeimbangkan antara beban induktif dan beban kapasitif.

Berikut ini saya berikan contoh grafik sederhana dari kedua beban, dimana tegangan dan arus mendahului jenis beban masing-masing. Pemakaian kapasitor bank dimaksudkan untuk meminimalkan efek atau melawan sifat dari beban induktif dengan cara memasang paralel dengan beban.

Kesimpulannya, secara tidak langsung kapasitor bank ini adalah beban atau load untuk jaringan listrik itu sendiri.

Fungsi Utama Kapasitor Bank

Pada dasarnya, fungsi utama dari kapasitor bank ini selain digunakan untuk memperbaiki power factor antara lain:

  1. Dapat mengurangi terjadinya Voltage drop atau mengalami turun tegangan.
  2. Mencegah adanya kenaikan temperatur suhu kabel.
  3. Mengecilkan terjadinya kerugian pada suatu jaringan listrik.
  4. Dapat mencegah denda dari PLN, sebab terdapat daya reaktif.
  5. Mampu menyuplai daya reaktif dengan tujuan untuk membuat maksimal pemakaian daya komplek (kVA).
  6. Membantu menghemat daya atau efisiensi yakni dengan menurunkan kVA total, sebab penggunaan kVA lebih mendekati kW yang digunakan.
  7. Dapat mencegah overload atau kelebihan beban pada transformer, sebab kapasitor berguna sebagai tambahan daya.

Namun selain dari fungsi utama diatas, ada juga fungsi lain dari kapasitor bank antara lain:

1. Fungsi Kapasitor Bank di Industri

Dalam cakupan rumahan, masalah faktor daya ini memungkinkan dapat diabaikan sebab kapasitas daya memang kecil. Namun untuk skala industri dengan beban motor listrik yang besar, maka akan sangat mempengaruhi, yakni kalo cos (phi) lebih rendah dari 0.85.

Oleh sebab itu, di dalam daya reaktif dari industri ini akan ada biaya tambahan daya reaktif berdasarkan pengukuran oleh kVARh meter.

Makanya harga kapasitor bank untuk industri meskipun sangat mahal, namun bisa dikatakan wajib ada. Gunanya adalah untuk menambah daya dan secara langsung memperbaiki kualitas layanan PLN sebagai jasa penyedia listrik.

2. Fungsi Kapasitor Bank di Audio Mobil

Sebenarnya fungsi kapasitor bank di dalam arus lemah lebih sederhananya sering diaplikasikan dalam rangkaian kapasitor bank untuk audio mobil.

Sudah tau apa belum, bahwa di dalam perangkat audio mobil ini biasanya memiliki kapasitas amplifier yang besar, jadi membutuhkan juga daya listrik yang besar dan stabil.

Sementara daya listrik yang diperoleh dari aki mobil dan alternator pastinya terbatas. Selain itu, instalasi kabel listrik yang berjauhan juga akan menghambat perambatan arus listrik.

Misalnya saja di dalam perangkat audio mobil yang terdapat dibelakang, namun aki atau baterainya berada di bagian depan.

Oleh sebab itu, suara yang dihasilkan masih belum maksimal, dan biasanya akan berpengaruh terhadap audio frekuensi rendah atau bass menjadi pecah-pecah.

Jenis kapasitor bank pada mobil ini berguna untuk menyimpan suplay energi listrik. Sedangkan daya untuk menghidupkan amplifier ketika menggunakan kapasitas maksimal akan terganggu.

3. Fungsi Kapasitor Bank di Rumah

Penggunaan kapasitor ini pada dasarnya adalah untuk mengecilkan kelebihan daya reaktif (VAR) yang nantinya akan memperbaiki faktor daya jaringan listrik. Namun pemakaian kapasitor bank untuk rumah tidak akan terlalu berpengaruh, sebab pada umumnya nilai faktor di instalasi listrik rumah sudah cukup baik.

Kompleks perumahan pada umumnya hanya ada kWh-meter, sementara untuk mengukur daya reaktif ini membutuhkan kVARh-meter.

Apabila dibandingkan dari segi biaya, maka pemasangan kapasitor bank untuk rumah sekaligus perawatannya tidak terlalu ekonomis. Sebab harga dari kapasitor uni sendiri cukup mahal untuk skala jaringan listrik rumahan.

Misalnya kita ingin menghitung dari studi kasus berikut:

Sebuah lampu dengan daya 200 Watt, sebelum dilakukan pemasangan kapasitor yang diukur dengan Amperemeter menunjukan 1.19 Ampere. Kemudian dipasang sebuah kapasitor dengan nilai tertentu dan dilakukan pengukuran ulang dalam Amperemeter menjadi 0.97 Ampere.

Kesimpulannya, yang sebelumnya pemakaian arus adalah 1.19 menjadi 0.97. Lantas bagaimana penjelasannya? Jawaban mudahnya adalah sebab arus yang diukur pada alat ukur Amperemeter hanyalah daya semu (VA) saja dengan menggunakan rumus dibawah ini:

Rumus: Psemu = V / I . (VA)

Atau Pnyata = V / I / cos (watt)

Keterangan:

  • Psemu = Daya Semu (Volt Ampere).
  • Pnyata = Daya nyata (Watt).
  • V = Tegangan (dalam satuan Volt).
  • I = Arus (dalam Ampere).
  • Cos = Faktor daya.

Daya Reaktif Kapasitor Bank (kVAR)

Komponen kapasitor sendiri memiliki sebuah kapasitor berupa kVAR yang beragam untuk memenuhi kebutuhan konsumsinya.

Berikut ini adalah beberapa daftar dari kVAR yang umumnya dijual untuk tegangan 380V yakni:

  • 9,4 kVAR
  • 11,3 kVAR
  • 13,5 kVAR
  • 18,1 kVAR
  • 22,6 kVAR
  • 45,1 kVAR

Alat Pengontrol Kapasitor Bank

Gambar yang saya berikan diatas merupakan bentuk dari alat ukur kapasitor bank jenis VarPlus Logic dari Schneider.

Pada panel suatu kapasitor bank, terdapat sebuah kontroler yang biasanya disebut dengan kontroler step kapasitor bank.

Nah, kontroler ini yang berfungsi sebagai monitoring dan mengatur sebuah kapasitor ON/OFF berdasarkan settingan faktor daya yang Anda inginkan.

Di dalam gambar diatas, menunjukan jika faktor daya (cos phi) sekarang ini secara real-time. VarPlus Logic ini sangat memerlukan sebuah inputan.

  • Arus (Ampere) dari CT (Current Transformer)
  • Tegangan 380 VAC.

Dari data inputan yang saya berikan diatas, maka VarPlus Logic series ini sudah bisa menentukan sebuah faktor daya dan mengontrol faktor daya seperti pengaturan yang Anda inginkan.

Baca Juga Pengertian Amplifer

Keuntungan Menggunakan Kapasitor Bank

Terdapat beberapa keuntungan yang dapat Anda peroleh dari sebuah kapasitor bank, antara lain:

  1. Mengurangi beban tagihan listrik
  • Dapat menghapuskan denda energi reaktif serta mengurangi permintaan kVA.
  • Bisa mengurangi kerugian daya yang diakibatkan oleh transformator dan konduktor instalasi.

Misalnya:

Adanya pengurangan kerugian pada jenis transformator 630 kVA PW = 6.500 W, dengan faktor daya awal kisaran 0,7.

Dari koreksi faktor daya, akan mendapatkan faktor daya akhir yakni 0,98. maka , kerugiannya hanya sekitar 3.316 W dengan adanya pengurangan 49%.

  1. Dapat menaikkan power atau beban maksimal dari pembangkit

Maka kesimpulan yang dapat diambil dari gambar tersebut adalah, jika semakin bagus faktor daya (cos phi), maka power akan meningkat mendekati power real dari suatu pembangkit atau generator.

  1. Dapat Mengurangi Drop Voltage dalam suatu kabel instalasi

Penggunaan kapasitor bank juga bisa mencegah atau meminimalisir terjadinya tegangan rendah atau Drop Voltage.

Akhir Kata

Mungkin hanya itu saja penjelasan yang dapat saya berikan tentang apa itu kapasitor bank. Semoga dengan adanya artikel ini dapat membantu dan menambah pengetahuan Anda dalam bidang elektronika.

Tinggalkan komentar