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.