MERAKIT KAPASITOR BANK UNTUK JARINGAN LISTRIK

MERAKIT KAPASITOR BANK UNTUK JARINGAN LISTRIK

Oleh : Margiono Abdillah

Penerbit :

YAYASAN KEMAJUAN TEKNIK

Merakit Kapasitor Bank Untuk Jaringan Listrik

Ditulis dan disusun oleh

: Margiono Abdillah

Desain cover dan tata letak

: Listron Surya Teknik

Dicetak dan diterbitkan oleh

: Yayasan Kemajuan Teknik Jl. Khatulistiwa (Komp. Teluk Dalam Permai No.B4) Wajok Hulu – Pontianak Telp. +62895 3410 7337 4 Website: www.yktpublisher.net Email1 : admin.cs@yktpublisher.net Email2 : yktpublisher.ptk@yahoo.com

Distributor tunggal

: UD. Listron Surya Teknik Jl. Budiutomo (Komp. Surya Kencana II No. D2) Pontianak – 78243 Telp. +62852 4982 4004 Website: listronsuryateknik.meximas.com Email: listronsuryateknik.ptk@gmail.com

Cetakan I

: Tahun 2014

Cetakan II

: Tahun 2017

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun, termasuk fotocopi, copy paste dan scan tanpa seizin tertulis dari Penulis atau Penerbit.

ISBN : 978-602-72774-8-9 © Yayasan Kemajuan Teknik 2017

KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah s.w.t. yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya, maka buku yang berjudul “Merakit Kapasitor Bank Untuk Jaringan Listrik� ini dapat tersusun. Harapan kami, buku ini dapat membantu dalam memperkaya dan meningkatkan pengetahuan siswa SMK pada khususnya dan para pembaca sekalian pada umumnya dalam bidang teknik listrik sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada saat ini.

Isi buku ini kami susun tidak semata-mata hanya berdasarkan materi pelajaran yang diajarkan pada Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Program Keahlian Teknik Ketenagalistrikan. Tetapi ada beberapa tambahan materi yang kami rasa sangat berguna bagi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) kelompok teknologi dan rekayasa dalam memperkaya dan meningkatkan pengetahuan tentang perakitan dan pemasangan kapasitor bank untuk jaringan tenaga listrik, baik untuk jaringan transmisi, distribusi maupun untuk instalasi pelanggan (perumahan, perkantoran dan industri).

Sekali lagi mudah-mudahan buku ini dapat bermanfaat bagi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) kelompok teknologi dan rekayasa, sekaligus juga bermanfaat bagi para pembaca sekalian yang ingin mengetahui seluk beluk perakitan dan pemasangan kapasitor bank untuk jaringan tenaga listrik. Akhirul kata kami menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna, untuk itu saran dan kritik yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan buku ini sangat kami harapkan.

Pontianak, 2014

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ………………………………………………………………... i DAFTAR ISI ………….…………………………………………………………….

ii

BAB I : RANGKAIAN LISTRIK ARUS BOLAK-BALIK (AC) A. Pengertian Dasar Listrik Arus Bolak-Balik (AC) 1. Tegangan dan Arus Listrik Bolak-Balik …..………...………………………... 1 2. Sudut Fase dan Beda Fase …….…………………....……………………...…. 2 3. Tegangan Efektif dan Arus Efektif …………………………………………… 2 4. Respon Elemen/Komponen ……………………………………………...…… 2 a. Resistor Dalam Arus Bolak-Balik (AC) ……………………………….…. 2 b. Induktor Murni Dalam Arus Bolak-Balik (AC) ………………………….. 4 c. Kapasitor Dalam Arus Bolak-Balik (AC) ………………………………… 5

B. Rangkaian Serie Listrik Arus Bolak-Balik (AC) 1. Beban Resistor dan Induktor (R dan L) ……..………………..……………… 7 a. Daya (P) …………………………………………………………………... 8 b. Faktor Daya (PF) …………………………………………………………. 8

2. Beban Resistor dan Kapasitor (R dan C) …………………..………………..... 9 3. Beban Resistor, Induktor dan Kapasitor (R, L dan C) ……………….....…… 10 4. Resonansi Pada RLC Serie ……………...…..……………………………..... 11 5.

Faktor Kualitas ………………………….………………………………….. 12

C. Rangkaian Paralel Listrik Arus Bolak-Balik (AC) 1. Metode Vektor …………………………..…………………………...……….. 12 2. Metode Admitansi …………………………………………………………..... 14 3. Resonansi Pada Rangkaian Paralel …………………………………………… 14

D. Rangkaian Listrik Arus Bolak-Balik (AC) 3 Fasa 1. Tegangan dan Arus Pada Sambungan Bintang (Y) ……...………....………… 15 2. Arus dan Tegangan Pada Sambungan Segitiga (Delta) ………………………. 17

BAB II : KAPASITOR BANK UNTUK INSTALASI RUMAH/GEDUNG A. Pengertian Kapasitor Bank 1. Faktor Hambatan Saluran Penghantar (Kabel) ……………….….…………... 19 2. Faktor Beban/Peralatan Listrik/Elektronik ….………………….....…….…… 20

B. Kegunaan dan Manfaat Kapasitor Bank ………………………………………..... 23

C. Cara Kerja Kapasitor Bank …………………...………………………………….. 24 D. Perhitungan Kapasitas Kapasitor Bank ………………………………………...… 24 E. Cara Pemasangan Kapasitor Bank …………...…………..……………………..... 26 F. Legalitas Pemasangan/Penggunaan Kapasitor Bank …………………...………… 29 G. Macam-Macam Kapasitor Bank Untuk Instalasi Rumah/Gedung…………...…… 29 H. Rangkaian Penghemat Daya Listrik …………………………………………...…. 38

BAB III : KAPASITOR BANK UNTUK JARINGAN LISTRIK INDUSTRI A. Fungsi Kapasitor Bank Untuk Listrik Industri ……...………………….……...… 40

B. Pemeriksaan dan Perhitungan Kapasitor Bank untuk Listrik Industri 1. Besarnya Daya Lampu Gabungan ……………………………………….…… 42 2. Besarnya Data Setelah Kompensasi ……………………………………...…… 43

C. Keuntungan Perbaikan Daya dengan Memasang Kapasitor Bank 1. Bagi Konsumen, Khususnya Pabrik dan Industri ……………………………... 43 2. Bagi Perusahaan Pemasok Listrik …………………………………………….. 43

D. Metode Pemasangan Kapasitor Bank untuk Listrik Industri 1. Secara Umum (Global) …………………………………………………....…... 43 2. Secara Sektoral ……………………………………………………..…….…….44 3. Secara Satuan (Individual) …………………………………………….…….….44

E. Perhitungan Kebutuhan Kapasitor Bank untuk Listrik Industri ………………….. 44

F. Komponen Panel Kapasitor Bank untuk Listrik Industri 1. Box Panel/Enclosure ……………………………..…………...……………….. 48 2. Main Breaker Switch ………………………………………………………….. 48 3. Kapasitor Breaker ……………………………………………………………… 48 4. Kapasitor Bank ……………………………………………………………...… 49 5. Magnetic Contactor (MC) …………………………………………………..….. 49 6. Power Factor Controller atau Reactive Power Regulator ……………………… 49 7. Detuned Reactor ……………………………………………………………….. 50

G. Perakitan Panel Kapasitor Bank untuk Listrik Industri 1. Studi Kasus ……………………………………………………………………. 51 2. Peralatan dan Komponen Yang Dibutuhkan …………………….…………….. 51 3. Pembuatan Box Panel …………………………………………………………. 53 4. Wiring Interkoneksi Panel Utama dan Panel Kapasitor Bank ……………...….. 58 5. Wiring Diagram Panel Kontrol ……………………………………………...… 60 6. Setting Power Factor Controller (PFC) RVC ABB ………………………...….. 62 7. Setup C/k Power Factor Controller (PFC) …………………………..………… 66

BAB IV : KAPASITOR BANK MV UNTUK JARINGAN DISTRIBUSI A. Pengertian dan Definisi 1. Daya Reaktif ……………………….……………………………………….. 70 2. Konsumsi dan Produksi Daya Reaktif Oleh Komponen Jaringan ………..... 71 3. Mesin Sinkron ………………..……………...……………………………… 71 4. Mesin Asinkron …………………………………………………...………… 71

5. Saluran Penghantar (Kabel) ………………………………………………… 71 6. Transformator ………………………………………………………………. 72 7. Induktor …………………………………………………………………….. 72 8. Konverter Statis ………………………………………………………...…... 72 9. Kapasitor ……………………………………………………………………. 72 10. Segitiga Daya ………………………………………………………………... 72 11. Definisi ……………………………………………………………………… 74

B. Keuntungan Dari Kompensasi Meningkatkan Faktor Daya 1. Keuntungan Ekonomis ………………………...…………………………… 76 2. Tagihan Daya Reaktif KVARh …………...………………………..………. 76 3. Keuntungan Teknis …………………………………………………………. 77 a. Pengurangan Drop Tegangan …………..……………………………….. 77 b. Pengurangan Kerugian Daya Aktif Konstan pada Line …...……………. 77 c. Peningkatan Daya Terpasang pada Sekunder Transformator .………...… 78 d. Peningkatan Daya Aktif yang Disalurkan pada Line ……………….…... 78

C. Perhitungan Daya Terpasang ……………………………..…....…………..…… 79 D. Evaluasi Ekonomis untuk Kompensasi 1. Biaya Operasional Pemasangan Kapasitor Bank ……………....………........ 82 2. Faktor Daya yang Baik = Penghematan ………….………....…………….... 82 a. Tanpa Kapasitor Bank ………………………………………………….. 82 b. Dengan Kapasitor Bank ………………………………………………… 84

E. Tempat/Letak Pemasangan Kapasitor Bank 1. Secara Umum (Global) ……………………………………………...……… 85 2. Secara Sektoral ………………………………………………………...…… 86 3. Secara Satuan (Individual) …………………………………………………. 86

F. Kompensasi Kapasitor Bank pada Tegangan Menengah (MV) 1. Kapasitor Bank Tetap (Fixed Bank) …………………………………...…… 87

2. Kapasitor Bank Langkah Dialihkan (Switched Steps Bank) ………………... 88 3. Kompensasi Kapasitor Bank pada Gardu MV/LV ………………………….. 89

G. Kompensasi Kapasitor Bank MV pada Motor Asinkron 1. Resiko Self-Eksitasi untuk Motor Asinkron……………………………….... 89 2. Pemasangan Kapasitor pada Terminal Motor …………………………….... 90 3. Pemasangan Kapasitor Secara Paralel dengan Kontrol Pemisah …...………. 91

H. Kompensasi Kapasitor Bank MV pada Transformator………………………….. 92

I.

Pengontrolan/Pengendalian Kapasitor Bank 1. Fenomena Terkait dengan Operasi Kapasitor Tetap (Fixed) atau Kapasitor Langkah Dialihkan (Switched Steps) ………………………………………. 93 2. Lonjakan Arus Membatasi Reaktor (Kapasitor Bank) …………………...… 94 3. Feomena Terkait dengan Tripping Kapasitor Tetap (Fixed) atau Kapasitor Langkah Dialihkan (Switched Steps) …………………………………...….. 94 4. Mengoperasikan Kapasitor dengan Switchgear MV ………….……………. 95

J.

Proteksi dan Layout Kapasitor Bank MV 1. Proteksi Kapasitor Bank ………………………………………………...….. 97 a. Kapasitor Bank Tanpa Proteksi Internal ……………………...………… 97 b. Kapasitor Bank Dengan Proteksi (Fuse) Internal ……………………….. 97

2. Layout Kapasitor Bank ………………………………………...…………… 98 a. Kapasitor Bank dengan Koneksi Segitiga (Delta) …………………….... 98 b. Kapasitor bank dengan Koneksi Bintang Ganda (Double Star)…………. 99

K. Kapasitas Kapasitor Bank untuk Mengatasi Munculnya Harmonik 1. Pengaruh Harmonik pada Kapasitor Bank ……………….…………………102 2. Pengaruh Harmonik pada Pemutus Tenaga dan Fuse ……………………... 103 3. Pengaruh Harmonik pada Peralatan-Peralatan Lain ……………………….. 103

L. Kapasitor Tegangan Menengah (MV) “Propivar” 1. Tampilan ………………………………………………………………...…. 104 a. Konstruksi ……………………………………………………………… 104 b. Standard Kesesuaian ………………………………………...………… 105

2. Proteksi Oleh Fuse Internal ……………………..………………………… 106

3. Karakteristik ………………………………………………………………. 107 a. Karakteristik Utama …………………………………………………… 107 b. Karakteristik Lainnya …………………………………………………. 109

4. Pemilihan (Seleksi) …………………………………….………………….. 109

M. Kapasitor Bank Tegangan Menengah (MV) “Propivar” 1. Tampilan ………………………………………………………..…………. 111 a. Konstruksi ………………………………………………….………….. 111 b. Perlindungan (Proteksi) ………………………………………….……. 112 c. Kapasitor Bank Tipe Rak Terbuka (Open Rack) ……………………… 113 d. Kapasitor Bank Dalam Panel ……………………………………...…… 114

2. Mode Penyambungan (Koneksi) ………………………………………….. 115 3. Standard Perakitan ………………………………………………………… 116 4. Pemilihan (Seleksi) ………………………………………………...……… 117

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………..….……… 119