225 energimeter satu fasa dan energimeter tiga fasa. Pengukuran energi listrik menjadi sangat penting
dalam dunia bisnis ketenagalistrikan. Energimeter merupakan domestik yang paling banyak dipakai untuk mengukur konsumsi energi listrik pada suatu instalasi listrik domestik maupun komersial.
Energi listrik diukur dalam satuan kilo watt-jam kWh dengan energimeter. Oleh karena itu energimeter juga lazim disebut sebagai kWh-meter.
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
2.1.1 Driving System
Driving system pada energimeter terdiri dari dua elektromagnetik dari baja silikon berlaminasi, shunt magnet dan series magnet seperti diperlihatkan dalam Gambar 11.
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.
226 Gambar 11 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.
2.1.2 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, maka akan dibangkitkan medan putar seperti halnya yang terjadi motor kutub bayangan shaded pole sehingga piringan berputar.
227 Gambar 12 Phasor Diagram Energimeter
Keterangan: V = Tegangan sumber
I = arus beban tertinggal terhadap tegangan sumber Cos
ⱷ = faktor kerja beban tertinggal Ish = Arus yang diakibatkan oleh
ɸsh dalam piringan Ise = arus yang diakibatkan oleh
ɸse dalam piringan
2.1.3 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.
2.1.4 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. 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:
228 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: � =
8 ��ℎ ��ℎ
��ℎ = ,5 ��ℎ
Keterangan Gambar 1. Bantalan Atas
2. Komutator Dan Sikat 3. Kumparan Statis
4. Kumparan Bantu 5. Kumparan Putar
6. Tahanan Seri 7. anti arresting
magnet 8. mekanik pencatat
9. magnetic screening 10. piringan putar
11. rem magnet 12. bantalan bawah
Gambar 13 Energimeter Tipe Elektrodinamis Satu Fasa
229 Gambar 14. Tipikal KWH meter 1 fasa
Lembar Kerja 1: Kondisi Operasi Pengukuran konsumsi energi Listrik Satu Fasa
Melalui lembar kerja 1 ini kalian harus melakukan pengamatan untuk mengkaji rangkaian pengukuran konsumsi energi listrik satu fasa dengan energimeter yang telah disiapkan oleh guru. Secara
berkelompok, kalian mengumpulkan data melalui kegiatan mengamati penunjukkan energimeter dari eksperimen yang telah disiapkan oleh guru. Eksperimen terdiri dari papan eksperimen meliputi sebuah
energimeter satu fasa, lampu pijar 60 watt220V dan kabel jumper. Diskusikan dengan teman sekelompk hasil pengamatan kalian dan presentasikan di kelas.
230
2.2 Sistem Pengukuran Energi Listrik Tiga Fasa
