interupsi, sags, dan transien switching dan mengharapkan sistem utilitas listrik untuk meningkatkan kualitas daya yang dikirim.
4. Sistem tenaga listrik sekarang ini sudah banyak yang melakukan interkoneksi antar
jaringan, di mana hal ini memberikan suatu konsekuensi bahwa kegagalan dari setiap komponen akan mengakibatkan kegagalan pada komponen lainnya.
Masalah yang dapat timbul dari sistem tenaga listrik dengan kualitas daya yang buruk dapat berupa masalah lonjakan perubahan tegangan, arus dan frekwensi yang akan
menimbulkan kegagalan misoperasi peralatan. Yang mana kegagalan ini merusak peralatan listrik baik dari sisi pengirim maupun sisi penerima. Untuk itu demi mengantisipasi kerugian
yang dapat terjadi baik dari pihak PLN maupun masyarakat, pihak PLN harus mengupayakan sistem ketenagalistrikan yang baik. Masalah kualitas daya yang akan dibahas pada tulisan ini
adalah mengenai faktor daya dan jatuh tegangan.
2.1.1 Faktor Daya
Faktor daya merupakan salah satu indikator baik buruknya kualitas daya listrik. Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif watt dengan daya
semudaya total VA, atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semudaya total. Peningkatan daya reaktif akan meningkatkan sudut antara daya aktif dan daya semu sehingga
dengan daya aktif yang tetap akan mengakibatkan peningkatan daya semu yang akan dikirimkan. Dengan kata lain akan menurunkan efisiensi dari sistem distribusi
ketenagalistrikan. Nilai faktor daya maksimal adalah satu. Faktor daya juga disimbolkan sebagai cos θ, dimana:
cos θ = pf =
P S
2.1
Seperti terlihat pada persamaan 2.1 , nilai faktor daya tertinggi adalah 1. Sistem dengan faktor daya seperti ini memiliki efisiensi yang sangat baik dimana hal ini berarti daya
total semu VA yang dibangkitkan digunakan secara utuh pada beban resistif W. Dalam hal ini nilai daya total semu VA sama dengan daya aktif W.
Universitas Sumatera Utara
P, kW
S, kVA θ
Q, kVAR
Gambar 2.1 Diagram phasor
P
Q
C
S
2
θ
1
θ
2
Q
2
S
1
Gambar 2.2 Power factor correction Gambar 2.1 menunjukan hubungan antara daya aktif, reaktif dan daya semu. Pada
gambar tersebut terlihat bahwa daya semu total adalah penjumlahan vektor dari daya aktif dan reaktif. Gambar 2.2 adalah gambar perbaikan faktor daya dengan kompensator daya
reaktif kapasitor. Kapasitas kapasitor yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya beban dapat
dihitung sebagai berikut: Daya reaktif pada p.f awal
Q
1
= P x tan θ
1
2.2 Daya reaktif pada p.f yang diperbaiki
Q
2
= P x tan θ
2
2.3 dimana P = konstan
Universitas Sumatera Utara
Sehingga rating kapasitor yang diperlukan untuk memperbaiki faktor daya adalah : Daya reaktif Q
c
= Q
1
- Q
2
2.4 atau
∆Q = P x tan θ
awal
-tan θ
target
2.5
2.1.2 Jatuh Tegangan
Jatuh tegangan dapat didefenisikan sebagai besarnya tegangan yang hilang pada suatu penghantar. Jatuh tegangan berbanding lurus dengan impedansi saluran. Besarnya jatuh
tegangan dinyatakan baik dalam persen atau dalam besaran Volt. Dalam hal ini PLN membatasi tegangan minimun pada batasan -10 dari tegangan nominal dan tegangan
maksimumnya tidak lebih dari +5 dari tegangan nominalnya. Penurunan persamaan jatuh tegangan dapat ditentukan dari gambar diagram phasor
transmisi daya pada gambar berikut :
θ
∆V
p
e ∆V
q
IX IR
b a
Vr Vs
Ip Iq
c d
Gambar 2.3 Diagram phasor transmisi daya ke beban Beban-beban yang terdapat pada sistem tenaga listrik bukanlah bersifat resistif murni
melainkan bersifat resistif-induktif. Beban resistif akan menyerap daya aktif, sedangkan beban induktif akan menyerap daya reaktif yang dihasilkan oleh pembangkit. Penyerapan
daya reaktif oleh beban induktif ini akan menyebabkan jatuh tegangan sehingga terjadi hilangnya tegangan pada saluran selama proses pendistribusian dan mengakibatkan nilai
tegangan disisi penerima akan berbeda dengan nilai tegangan pada sisi pengirim. Persamaan jatuh tegangan dapat dilihat pada persamaan berikut :
Universitas Sumatera Utara
Vs
2
= Vr + ∆V
p 2
+ ∆V
q 2
2.6 Keterangan : Vs = tegangan di sisi pengirim
Vr = tegangan di sisi penerima ∆V
p =
jatuh tegangan Dimana :
∆V
p
= IR cos θ + IX sinθ
2.7 ∆V
q
= IX cos θ – IR sinθ
2.8 Sehingga persamaan tegangan di sisi pengirim Vs menjadi :
Vs
2
= Vr + IR cos θ + IX sinθ
2
+ IX cos θ – IR sinθ
2
2.9 Karena nilai
∆V
q
= IX cos θ – IR sinθ sangat kecil, maka nilai tersebut dapat diabaikan.
Sehingga persamaan Vs
2
menjadi : Vs
2
= Vr + ∆V
p 2
2.10 Sementara itu untuk persamaan jatuh tegangan dapat kita tentukan :
∆V
p
= IR cos θ + IX sinθ
Atau ∆V
p
= R
P Vr
+ X
Q Vr
2.11 Keterangan : R = resistansi saluran
X = reaktansi saluran P = daya aktif yang dikirim ke beban
Q = daya reaktif yang dikirim ke beban
2.2 Kapasitor bank
