Rangkaian Kapasitor Bank, Pengertian, Fungsi dan Jenisnya

Qilat.id – Rangkaian Kapasitor Bank, Pengertian, Fungsi dan Jenisnya. Rangkaian kapasitor bank mungkin terdengar asing bagi sebagian orang. Namun, jika kamu bekerja di industri kelistrikan, kamu pasti sudah tidak asing lagi dengan kata tersebut.
Kapasitor bank adalah komponen penting dalam sistem tenaga listrik yang digunakan untuk meningkatkan faktor daya sistem kelistrikan.

Namun, apa itu rangkaian kapasitor bank? Apa fungsi dan jenis-jenisnya? Artikel ini akan membahas semuanya secara lengkap dan mudah dipahami.

Pengertian Kapasitor Bank

Kapasitor bank adalah perangkat yang digunakan untuk meningkatkan kualitas pasokan energi listrik.

Hal ini dilakukan dengan cara meningkatkan mutu tegangan di sisi beban, meningkatkan faktor daya (cos f), dan mengurangi kerugian transmisi.

Kapasitor bank terdiri dari beberapa kapasitor yang dihubungkan secara paralel untuk mencapai kapasitas tertentu.

Satuan yang biasa digunakan untuk parameter ini adalah KVAR (Kilovolt Ampere Reaktif), meskipun kapasitor sendiri diukur dalam Farad atau Microfarad.

Kapasitor bank memiliki kapasitas antara 5 KVAR hingga 60 KVAR dan dapat bekerja pada tegangan antara 230 V hingga 525 Volt.

Kapasitor ini bersifat kapasitif (leading), sehingga dapat mengurangi atau menghilangkan sifat induktif (leading).

Fungsi Kapasitor Bank

Fungsi utama dari kapasitor bank adalah sebagai penyeimbang muatan induktif. Seperti yang kita tahu, muatan listrik terdiri dari muatan reaktif (R), induktif (L), dan kapasitif (C).

Peralatan listrik yang sering digunakan dan ditemukan biasanya memiliki karakteristik induktif. Oleh karena itu, untuk menyeimbangkan karakteristik muatan listrik seperti ini, diperlukan penggunaan kapasitor sebagai muatan kapasitif.

Selain itu, kapasitor bank juga berfungsi untuk memperbaiki faktor daya jaringan, mengurangi kerugian jaringan, menetralkan atau meniadakan tegangan yang turun, dan meningkatkan stabilitas tegangan.

Ini dia beberapa contoh penggunaan kapasitor bank dalam kehidupan sehari-hari:

• Mengatasi kerugian daya reaktif
• Meningkatkan faktor daya
• Meredam noise atau riak gelombang pada arus DC
• Meningkatkan tegangan
• Menyimpan energi listrik
• Meningkatkan efisiensi daya
• Mengatasi penurunan tegangan
• Mencegah kelebihan tegangan pada trafo
• Menghemat daya listrik

Pengertian Rangkaian Kapasitor Bank

Seperti yang telah dijelaskan pada bagian awal artikel, rangkaian kapasitor bank adalah susunan beberapa kapasitor yang disusun baik secara seri maupun paralel.

Tujuan dari penggabungan beberapa kapasitor ini adalah untuk meningkatkan kapasitansi atau untuk keperluan lain yang sesuai dengan karakteristik dari kapasitor.

Pada instalasi listrik AC, kapasitor bank digunakan untuk mengatasi kerugian faktor daya yang muncul pada aliran arus listrik AC.

Sedangkan pada sirkuit arus DC, penggunaan kapasitor bank biasanya ditujukan untuk meredam gangguan dari riak gelombang AC yang mungkin terjadi pada arus listrik DC.

Riak gelombang pada arus listrik DC sering terjadi pada sistem catu daya yang memperoleh sumber arus DC dari sistem adaptor. Hal ini terjadi ketika arus AC disearahkan menjadi arus DC oleh sirkuit adaptor, yang dapat menghasilkan riak gelombang AC pada tegangan outputnya.

Jenis Kapasitor Bank

Beradasarkan letak dan keberadaan fuse atau sekering yang ada pada rangkaiannya, kapasitor bank dapat dikelompokkan menjadi 3 macam :

1. Jenis fuse eksternal

Pada jenis ini, setiap fuse dihubungkan ke sirkuit kapasitor bank secara eksternal atau di luar rangkaian.

Keuntungan dari jenis ini adalah melindungi kapasitor bank dari kerusakan akibat adanya lonjakan listrik atau suhu yang terjadi pada rangkaian saat beroperasi.

2. Jenis fuse internal

Berbeda dengan jenis eksternal, jenis kapasitor bank internal menempatkan fuse di dalam casing atau pembungkus rangkaian kapasitor. Sehingga bentuk dari jenis kapasitor ini terlihat lebih kompak.

Namun, kekurangannya adalah kurang baik dalam memberikan perlindungan terhadap bahaya lonjakan arus listrik pada kapasitor.

Oleh karena itu, umumnya jenis kapasitor bank ini digunakan pada instalasi yang lebih kecil, seperti pada perumahan, perkantoran, atau lingkungan kampus.

3. Jenis tanpa fuse

Karena tidak memiliki sirkuit fuse atau pengaman, jenis ini tidak cocok digunakan untuk instalasi yang menangani arus listrik besar.

Biasanya digunakan untuk pemakaian dengan arus yang kecil, seperti pada skala rumah tangga.

Kelebihan dari kapasitor bank tanpa fuse adalah kemudahan dalam perawatan saat melakukan pergantian unit kapasitor.

Contoh Rangkaian Kapasitor Bank 3 Phase

Bentuk rangkaian kapasitor bank yang paling sederhana dapat ditemukan pada blok rangkaian power supply pada perangkat audio amplifier. Pada jenis rangkaian ini, umumnya terdapat beberapa kapasitor yang dihubungkan secara paralel.

Namun, pada instalasi yang lebih besar, diperlukan perhitungan yang lebih rumit untuk memastikan efisiensi daya yang diinginkan. Dengan perhitungan yang tepat, dapat diprediksi nilai dan jumlah kapasitor yang dibutuhkan untuk membangun rangkaian kapasitor bank.

Contoh dari bentuk sirkuit kapasitor bank yang memiliki daya besar, sekitar 30MW dengan arus sebesar 11KV, dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Rangkaian ini dapat menangani arus listrik AC 3 phase.

Perhitungan Kapasitor Bank

Perhitungan untuk menentukan ukuran dan spesifikasi kapasitor bank sangat penting saat hendak membangun kapasitor bank untuk keperluan perumahan maupun industri.

Terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan agar bisa mendapatkan konfigurasi kapasitor bank yang efisien.

Sebelum melakukan perhitungan, kita harus mengetahui data faktor daya dari instalasi listrik. Untuk mengetahui faktor daya instalasi listrik, kita dapat menggunakan alat ukur faktor daya yang bekerja berdasarkan beban dan konsumsi daya aktif.

Berdasarkan konsumsi daya reaktif dan aktif, faktor daya rangkaian dapat dihitung menggunakan rumus cos, sebagai berikut:

Nilai Epi dan Eqi mewakili besaran daya aktif dan reaktif masing-masing pada awal satu siklus, di mana siklus mengacu pada periode waktu tertentu, bisa beberapa jam atau satu hari penuh.

Sementara itu, nilai Epf dan Eqf adalah nilai daya aktif dan reaktif pada akhir siklus. Dengan demikian, kita dapat memperoleh data nilai keempat faktor perhitungan tersebut.

Nilai-nilai tersebut digunakan untuk menghitung faktor daya rangkaian kapasitor bank.

Jika nilai awal adalah cos 1 dan nilai akhir yang diinginkan adalah cos 2, maka kita dapat menghitung faktor daya aktif P seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Cara Kerja Kapasitor Bank

Tujuan utama dari penggunaan kapasitor bank adalah untuk memperbaiki nilai faktor daya atau power factor pada suatu instalasi listrik.

Faktor daya sendiri adalah nilai yang menunjukkan perbandingan antara daya aktif atau daya yang sebenarnya dengan daya tampak atau apparent power.

Daya tampak atau yang juga dikenal sebagai daya semua adalah besarnya daya yang dihasilkan oleh generator listrik atau sumber listrik.

Sementara itu, daya aktif adalah daya listrik yang dikonsumsi oleh perangkat listrik. Satuan yang digunakan untuk mengukur daya ini adalah Watt atau VA.

Saat sumber arus listrik AC digunakan untuk menjalankan perangkat listrik, biasanya akan terjadi lagging atau ketidakseimbangan antara arus listrik dan tegangan, di mana arus listrik tertinggal oleh tegangan.

Hal ini banyak terjadi pada perangkat listrik induktif, seperti kompresor freezer, AC, pengering rambut, dan semua peralatan listrik yang melibatkan kumparan kawat sebagai komponen utamanya.

Kapasitor bank digunakan untuk mengatasi kekurangan akibat lagging tersebut, sehingga dapat menghasilkan perbaikan faktor daya yang efektif.

Penutup

Dalam dunia industri, penggunaan Rangkaian Kapasitor Bank sangat penting untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas daya listrik yang digunakan.

Rangkaian Kapasitor Bank berfungsi untuk mengurangi tegangan jatuh pada saluran distribusi listrik, sehingga daya yang terdistribusi menjadi lebih stabil dan terjaga.

Dengan begitu, penting bagi kita untuk terus meningkatkan pemahaman tentang Rangkaian Kapasitor Bank dan manfaatnya bagi industri dan lingkungan. Semoga artikel dari empatpilar.com ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas dan bermanfaat bagi pembaca.