236
2.1. Pengukuran Konsumsi Energi Listrik Satu Fasa
Konstruksi sebuah energimeter untuk mengukur konsumsi energi pada instalasi listrik sistem satu fasa terdiri dari:
Driving system Moving system
Braking system, dan Registering system
Driving System Driving system pada energimeter terdiri dari dua elektromagnetik dari baja silikon
berlaminasi, shunt magnet dan series magnet seperti diperlihatkan dalam Gambar 7.12. Elektromagnetik M1 disebut series magnet dan elektromagnetik M2 disebut
sebagai shnut magnet. Series magnet M1 mempunyai koil magnet yang terdiri dari beberapa lilitan kawat penghantar berdiameter lebih besar. Koil ini disebut sebagai
koil arus atau current coil CC dan koil ini terhubung seri dalam rangkaian. Arus beban load mengalir melalui koil ini. Shunt magnet M2 mempunyai koil magnet
yang terdiri dari banyak lilitan kawat penghantar berdiameter kecil. Koil ini disebut sebagai koil tegangan atau voltage coil VC dan koil tegangan ini terhubung paralel
dengan sumber tegangan supply voltage.
237
Gambar 7.12 Konstruksi Energimeter Satu Fasa Jadi kWh-meter juga mempunyai 4 terminal dan cara penyambungannya sama
seperti watt meter. Tetapi hanya berbeda di dalam konstanta ukurnya.
Pada bagian bawah inti shunt magnet dipasang kawat penghantar yang terhubung singkat cooper band yang disebut sebagai power factor compensator
PFC. Dengan mengatur posisi PFC maka flusi shunt magnet dapat dibuat tertinggal terhadap tegangan sumber sebesar 90
o
. Kemudian pada shunt magnet dilengkapi juga dengan cooper shading yang terpasang di kedua kaki luar sunt magnet FC1 dan
FC2 yang berfungsi sebagai frictional compensation.
Moving System Moving system adalah sistem mekanisasi pada energimeter yang terdiri dari piringan
atau cakram tipis terbuat dari alumunium terpasang pada spindle dan diletakkan pada celah udara antara series magnet dan shunt magnet, sehingga akan diinduksikan eddy
current pada piringan alumunium tersebut. Karena medan magnet yang dibangkitkan pada series magnet dan pada shunt magnet berbeda fasa 90 derajat,
238
maka akan dibangkitkan medan putar seperti halnya yang terjadi motor kutub bayangan shaded pole sehingga piringan berputar.
Gambar 7.13 Phasor Diagram Energimeter Keterangan:
V = Tegangan sumber I = arus beban tertinggal terhadap tegangan sumber
Cos = faktor kerja beban tertinggal Ish = Arus yang diakibatkan oleh sh dalam piringan
Ise = arus yang diakibatkan oleh se dalam piringan .
Braking System Braking system terdiri dari magnet permanen yang disebut sebagai rem magnet.
Magnet permanen tersebut diletakkan di ujung piringan. Jika piringan berputar dalam medan magnet permanen akan diinduksikan eddy current. Eddy cuurent yang bangkit
akan bereaksi dengan fluksi dan menghasilkan torsi yang melawan gerakan piringan. Torsi pengereman ini proporsional dengan kecepatan putar piringan.
Registering System Spindle pada piringan terhubung pada mekanisasi pencacah mekanik. Mekanisasi
pencacah counter mencatat nomor yang proporsional dengan jumlah putaran piringan. Pencacah dikalibrasi untuk menampilkan jumlah konsumsi energi listrik
dalam satuan kili watt-hour kWh.
239
Jumlah putaran piringan akan tercacat pada piranti pencacah mekanik. Kemudian jumlah putaran yang tercatat pada piranti pencacah mekanik dikalibrasi sebagai
jumlah konsumsi energi yang telah terpakai. Konstanta ukur dalam kWh-meter adalah jumlah putaran piringan meter untuk menentukan nilai kWh-nya yang diberi
simbol C. Misalnya C = 1250 rkWh. Contoh:
Sebuah kWh-meter yang terpasang pada instalasi listrik satu fasa untuk mencatat konsumsi energi yang telah terpakai selama enam menunjukkan piringan meter telah
berputar sebanyak 1800 putaran. Jika konstanta energimeter tersebut 1250 rphkWh, tentukan nilai energi listrik yang sudah terpakai selama enam jam.
Penyelesaian: Jadi jumlah konsumsi energi selama enam jam adalah:
kWh kWh
rph rph
W 5
, 1
1200 1800
240
Gambar 7.14 Energimeter Tipe Elektrodinamis Satu Fasa
241
Gambar 7.15 Tipikal kWh-meter 1 Fasa
242
Lembar Kerja 2: Kondisi Operasi Pengukuran energi Listrik Tiga Fasa
Melalui lembar kerja 2 ini kalian harus melakukan pengamatan untuk mengkaji rangkaian pengukuran energi listrik satu fasa dengan energimeter yang
telah disiapkan oleh guru. Secara berkelompok, kalian harus mengumpulkan data melalui kegiatan mengamati penunjukkan energimeter dari eksperimen yang telah
disiapkan oleh guru. Eksperimen tersebut terdiri dari papan eksperimen meliputi sebuah energimeter tiga fasa, tiga lampu lampu pijar 60 watt220V dan kabel
jumper. Diskusikan dengan teman sekelompk hasil pengamatan kalian dan presentasikan di kelas.
2.2. Sistem Pengukuran Energi Listrik Tiga Fasa