Minggu, 03 Juni 2012

Menghitung Kapasitor Pada lampu TL dan Rangkaian induksi


Berikut ini cara menghitung besarnya konpensasi nilai kapasitor untuk lampu TL yang menggunakan ballast induksi.

C = P * tan.arccos-phi * 0.066 uF (microFarad) ---->untuk teg. lampu 220 Vac
keterangan ;
C= Kapasitas kapasitor dalam uF
P= daya lampu dalam watt
cos-phi=faktor daya lampu TL

Contoh:
sebuah lampu TL 10 watt mempunyai cos-phi(faktor daya)sebesar 0.33 tentukan berapa besarnya kompensasi kapasitor yang harus dipasang(pararel)?
jawab:
C= 10 * tan.arccos0.33 * 0.066 =10 * 2.86 * 0.066 = 2 uF
Berapakah untuk lampu TL 20 W dengan cos-phi yang sama (0.33)?
dengan memasukkan pada rumus diatas didapat 3.75 uF. Dan untuk TL 40 W dengan cos-phi 0.63 ? dengan memasukkan pada rumus diatas didapat 3.25 uF Rumus tersebut saya turunkan dari perhitungan segitiga daya listrik ( Fisika SMA kelas III) dan merupakan dasar teori untuk daya listrik , dan sengaja saya buat sesederhan mungkin menjadi rumus baku untuk memudahkan menghitung konpensasi besarnya kapasitor bagi orang awam, karena kalau diturunkan secara mendetail akan memerlukan pengertian yang mendalam tentang teori dasar listrik dan trigonometrik.
Kenapa dalam contoh-contoh diatas saya pergunakan nilai cos-hpi sebesar 0.33 untuk lampu TL 10W dan 20W , serta cos-phi 0.63 bagi lampu TL 40W ?. Karena nilai tersebut merupakan nilai specifik untuk lampu tersebut ( biasanya tertera dalam nameplate pada ballast ), tetapi tidak menutup kemungkinan dengan adanya perkembangan teknologi dan desain ballast dan TL tertentu atau juga untuk lampu mercury didapat besarnya niali cos-phi yang berlainan, karenanya untuk menentukan besarnya cos-phi ini pada prakteknya saya lebih suka / dianjurkan untuk mengukurnya secara langsung. Tapi ini bagi orang awam tentu sukar atau bahkan malah tidak mengerti, karenanya cukup melihat nilainya pada nameplate, atau kalau tidak didapat cukup gunakanlah nilai specifiknya .
Angka 0.066 merupakan konstanta untuk tegangan kerja 220 V, untuk nilai tegangan yang lain didapat nilai konstata yang besarnya lain pula. Itulah gunanya penyederhanaan rumus diatas.Rumus tersebut saya turunkan dari perhitungan segitiga daya listrik ( Fisika SMA kelas III) dan merupakan dasar teori untuk daya listrik , dan sengaja saya buat sesederhan mungkin menjadi rumus baku untuk memudahkan menghitung konpensasi besarnya kapasitor bagi orang awam, karena kalau diturunkan secara mendetail akan memerlukan pengertian yang mendalam tentang teori dasar listrik dan trigonometrik.
Kenapa dalam contoh-contoh diatas saya pergunakan nilai cos-hpi sebesar 0.33 untuk lampu TL 10W dan 20W , serta cos-phi 0.63 bagi lampu TL 40W ?. Karena nilai tersebut merupakan nilai specifik untuk lampu tersebut ( biasanya tertera dalam nameplate pada ballast ), tetapi tidak menutup kemungkinan dengan adanya perkembangan teknologi dan desain ballast dan TL tertentu atau juga untuk lampu mercury didapat besarnya niali cos-phi yang berlainan, karenanya untuk menentukan besarnya cos-phi ini pada prakteknya saya lebih suka / dianjurkan untuk mengukurnya secara langsung. Tapi ini bagi orang awam tentu sukar atau bahkan malah tidak mengerti, karenanya cukup melihat nilainya pada nameplate, atau kalau tidak didapat cukup gunakanlah nilai specifiknya .
Angka 0.066 merupakan konstanta untuk tegangan kerja 220 V, untuk nilai tegangan yang lain didapat nilai konstata yang besarnya lain pula.
Itulah gunanya penyederhanaan rumus diatas.
Peralatan soft-start bekerja hanya pada waktu peralatan di-ON-kan saja, tujuannya ialah untuk menahan laju arus 'INRUSH CURRENT' yang besarnya bisa sampai 25 kali dari dari arus nominalnya, tentulah hal ini bisa membuat (kedip) flicker tegangan pada instalasi rumah/gedung, bahkan yang lebih para akan menjatuhkan pengaman MCB karena MCB menganggapnya itu sebagai gangguan.
Setelah kondisi steadystate maka peralatan ini hanya melewatkan arus yang mengalir sesuai dengan kebutuhan bebannya, mengapa?
Ada dua tipe dari soft-start yaitu yang menggunakan komponen NTC (Negative Thermal Coeffisient), dan yang lainnya menggunakan kontrol elektronik melalui mekanisme pengaturan tegangan AC yang biasanya menggunakan komponen SCR atau TRIAC, atau mekanisne pengaturan DC Chopper.
Cara kerjanya yaitu pada saat awal Start komponen NTC (yang di seri dengan beban ) dalam keadaan dingin mempunyai tahanan yang sangat tinggi sehingga dengan demikian akan menahan arus listruk Inrush; akibatnya tidak terjadi lonjakan arus yang besar, dan arus yang mengalir ke beban(peralatan) akan kecil/normal.
Tetapi pada saat yang sama pula arus kecil yang mengalir melewati NTC tersebut justru memanaskan NTC-nya sendiri, dengan bertambah panas, maka tahanan/resistansi dari NTC akan turun yang justru akan memperbesar arus mengalir masuk pada beban. Dan dalam kondisi steady-state pada kondisi panas tertentu maka arus akan 'sepenuhnya' masuk ke beban.
Demikian pula untuk rangkaian yang menggunakan rangkaian elektronik, prinsip kerjanya adalah sama, tapi dikerjakan secara elektronik, bukan 'panas'.
Daya (watt) dan cos-phi mutlak wajib diketahui untuk menentukan kompensasi kapasitor, tanpa itu kita tidak bisa menentukan besarnya kompensasi, setiap peralatan mempunyai cos-phi yang unik.
Nilai 0.33 (untuk Ballast TL 10 & 20 W) dan 0.63 (untuk Ballast TL 40W ) itu hanya nilai kebetulan saja , bukan nilai general.
Menetukan kompensasi kapasitor ada beberapa cara yaitu:
1.      Jika diketahui daya input dan cos-phi pada nameplate peralatan, maka besarnya kompensasi langsung bisa dihitung dari rumus :

            C = P * tan.arccos-phi * 0.066 uF (microFarad) ---->untuk teg. 220 Vac

Jika tanpa konstata 0.066 maka rumus diatas dipakai untuk mendapatkan daya reaktif     VAr , kompensasi yaitu :
                                                       Q = P * tan.arccos-phi VAr (

2.      Jika hanya diketahui daya input , Tegangan input dan arus input pada nameplate peralatan, maka besarnya kompensasi langsung bisa dihitung dari rumus diatas dengan terlebih dahulu kita menghitung cos-phi:

Cos-phi = (Daya (watt) Input )/ (Teg. Input x Arus Input)
3.      Jika tidak ada nameplate (tidak ada data), anda mutlak harus punya alat ukur listrik untuk mendapatkan data tersebut diatas, dan peralatan ini banyak dijual pada toko 'instalasi listrik'.

Sebenarnya, PLN mengukur daya di rumah kita bukan berdasarkan daya yang tertera pada peralatan (biasanya satuannya adalah Volt-Ampere atau Watt - disebut daya nyata - ), namun yang diukur adalah daya semu (satuannya adalah Volt-Ampere Reaktif).
Dimana daya semu ini dihasilkan karena faktor - faktor beban semu (daya reaktif). Beban nyata adalah yang bersifat hambatan atau resistansi (resistor). Namun, pada kenyataannya, banyak peralatan rumah yang menggunakan lilitan - lilitan (kumparan - kumparan) yang bersifat induksi (induktansi), seperti dinamo, powerhead, air-pump, lampu, dll.
Sehingga, daya yang terpakai adalah P (daya nyata) = S (daya semu) * cos PHI (daya reaktif).
Atau S = P / cos PHI.
Yang diukur oleh PLN adalah nilai S (daya semu) ini.
Dengan beban yang bersifat induksi adalah bernilai positif dan beban yang bersifat kapasitansi adalah negatif.

Jadi, yang dilakukan oleh pemasangan kapasitor adalah untuk meng-kompensasi daya reaktif dari beban induktif sehingga nilai cos PHI mendekati nol.

Cos (0) = 1.

Namun, beban kapasitif ini juga jgn sampai melebihi nilai beban induktif, karena efeknya akan sama juga dengan kelebihan beban induktif nantinya.
Yang pasti, tujuannya adalah menyamakan antara daya yang digunakan dengan daya yang diukur oleh PLN mendekati sebenarnya. 

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar