Daya Listrik dan Faktor Daya


--> -->
Denni J. Lapod
Mei 2009
Daya Listrik
Daya listrik merupakan salah satu parameter penting dalam menentukan baik atau tidaknya kualitas dari suatu sistem kelistrikan dalam memenuhi kebutuhan konsumen. Dalam suatu sistem tenaga listrik, daya listrik dibedakan menjadi 3 jenis daya yaitu:
Daya Nyata (Real Power)
Daya nyata atau daya aktif merupakan daya listrik yang digunakan secara langsung oleh beban/ peralatan listrik untuk dikonversikan menjadi energi lain sesuai kebutuhan seperti energi panas dan energi cahaya. Daya nyata memiliki satuan Watt (W), kilo Watt (kW) atau mega Watt (MW). Persamaan untuk menentukan daya nyata adalah :
Untuk sistem satu fasa :
P = VL-N. I. Cos φ
Untuk sistem tiga fasa :
P = .VL-L.I. Cos φ
Dengan : P = Daya nyata [W]
VL-N = Tegangan line-netral [V]
VL-L = Tegangan line-line [V]
I = Arus [A]
φ = Sudut fasa
Daya Reaktif (Reactive Power)
Daya reaktif merupakan daya listrik yang diperoleh beban untuk rangkaian magnetisasi (pemagnetan). Walaupun daya reaktif tidak dapat melakukan kerja akan tetapi tetap diperlukan untuk membangkitkan medan magnet pada peralatan listrik yang bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Daya reaktif memiliki satuan Volt Ampere Reaktif (VAR), kilo Volt Ampere Reaktif (kVAR), mega Volt Ampere Reaktif (MVAR). Persamaan untuk menentukan daya reaktif adalah:
Untuk sistem satu fasa :
Q = VL-N.I.Sin φ
Untuk sistem tiga fasa :
Q = .VL-L.I.Sin φ
Dengan : Q = Daya reaktif [VAr]
VL-N = Tegangan line-netral [V]
VL-L = Tegangan line-line [V]
I = Arus [A]
φ = Sudut fasa
Daya Semu (Apparent Power)
Daya semu merupakan daya total yang ditarik oleh beban atau jumlah secara vektor dari daya aktif dan daya reaktif. Daya semu memiliki satuan Volt Ampere (VA), kilo Volt Ampere (kVA), mega Volt Ampere (MVA). Persamaan untuk menentukan daya semu adalah :
Untuk sistem satu fasa :
S = VL-N.I
Untuk sistem tiga fasa :
S = VL-L.I
Dengan : S = Daya semu [VA]
VL-N = Tegangan line-netral [V]
VL-L = Tegangan line-line [V]I = Arus [A]
Hubungan dari ketiga komponen daya listrik dapat dilihat dalam segi tiga daya pada Gambar 1.
Gambar 1. Hubungan Ketiga Komponen Daya Listrik .
Dari Gambar 1. dapat diperoleh hubungan antara ketiga komponen daya yang dinyatakan dalam bentuk persamaan :
-->S = √P2 + S2
Dengan :
S = Daya Semu [VA]
P = Daya Nyata [W]
Q = Daya Reaktif [VAr]
Faktor Daya
Faktor daya (cos φ) merupakan hubungan fasa antara tegangan dan arus yang mengalir dengan bermacam–macam beban pada sistem dengan kondisi fasa arus akan bergeser terhadap tegangan. Pergeseran fasa merupakan faktor daya yang secara langsung mempengaruhi besar daya listrik yang ada pada sistem.
Didalam rangkaian listrik bolak balik (AC), arus dapat dibagi menjadi 2 komponen yaitu:
1. Komponen arus yang dapat menghasilkan kerja (Power Producting Current) yaitu komponen arus yang diubah oleh peralatan listrik menjadi kerja yang berguna seperti untuk memutar motor listrik, mengelas, memompa air dan lain-lain. Komponen arus yang dapat menghasilkan kerja merupakan komponen nyata yang sefasa dengan tegangan.
2. Komponen arus magnetisasi atau arus reaktif adalah komponen arus yang menghasilkan fluks yang diperlukan oleh peralatan listrik yang bersifat induktif. Komponen arus magnetisasi tegak lurus terhadap tegangan.
Arus total adalah arus yang dibaca pada amperemeter didalam rangkaian. Arus total terdiri dari arus magnetisasi dan arus kerja atau arus nyata. Hubungan dari komponen-komponen arus dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Hubungan Komponen Arus Listrik
Faktor daya yang dinotasikan sebagai cos φ didefinisikan sebagai perbandingan antara arus yang dapat menghasilkan kerja didalam suatu rangkaian terhadap arus total yang masuk kedalam rangkaian atau dapat dikatakan sebagai perbandingan daya aktif (kW) dan daya semu (kVA). Nilai faktor daya/ cos φ dapat diperoleh dengan persamaan :
-->Cos φ = P/ S
Dengan :
Cos φ = faktordaya
S= Daya Semu [VA]
P = Daya Nyata [W]
Faktor daya akan mempengaruhi mutu dari sistem tenaga listrik. Faktor daya yang rendah akan mengakibatkan kerja peralatan listrik baik dari dari segi operasional maupun dari segi ekonomis menjadi buruk.
Dalam sistem tenaga listrik dikenal 3 jenis faktor daya yaitu faktor daya unity, faktor daya terbelakang (lagging) dan faktor daya terdahulu (leading) yang ditentukan oleh jenis beban yang ada pada sistem.
Faktor Daya Unity
Faktor daya unity adalah keadaan saat nilai cos φ adalah satu dan tegangan sefasa dengan arus. Faktor daya Unity akan terjadi bila jenis beban adalah resistif murni।

Gambar 3. Arus Sefasa Dengan Tegangan
Pada Gambar 3. terlihat nilai cos φ sama dengan 1, yang menyebabkan jumlah daya nyata yang dikonsumsi beban sama dengan daya semu.
Faktor Daya Terbelakang (Lagging)
Faktor daya terbelakang (lagging) adalah keadaan faktor daya saat memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut :
1. Beban/ peralatan listrik memerlukan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat induktif.
2. Arus (I ) terbelakang dari tegangan (V), V mendahului I dengan sudut φ
Gambar 4. Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ
Dari Gambar 4. terlihat bahwa arus tertinggal dari tegangan maka daya reaktif mendahului daya semu, berarti beban membutuhkan atau menerima daya reaktif dari sistem.
Faktor Daya Mendahului (Leading)
Faktor daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut :
1. Beban/ peralatan listrik memberikan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat kapasitif.
2. Arus mendahului tegangan, V terbelakang dari I dengan sudut φ

Gambar 5. Arus Mendahului Tegangan Sebesar Sudut φ
Dari Gambar 5. terlihat bahwa arus mendahului tegangan maka daya reaktif tertinggal dari daya semu, berarti beban memberikan daya reaktif kepada sistem.
DJ design

0 komentar:

Poskan Komentar