Cos phi dan PFC (Power Factor correction)

Kebanyakan beban industri membutuhkan daya aktif dan daya reaktif untuk bekerja maksimal. Dan kedua daya tersebut harus dibayar, bukan hanya daya aktif saja. Tapi juga daya reaktif. Agar bisa berhemat, maka daya reaktif tidak perlu mengambil dari PLN, melainkan cukup daya aktif saja yang perlu dibeli/dibayar. Caranya, dengan menyediakan kapasitor bank.

Mengapa Perlu Menerapkan PFC? Karena PFC bisa menghemat uang, yaitu :

• Mengurangi tagihan listrik 
• Mengurangi losses I2R pada konduktor 
• Mengurangi pembebanan pada trafo 
• Meningkatkan tegangan yang ngedrop (memulihkan drop tegangan).

Kebanyakan beban adalah bersifat induktif, dan pasti membutuhkan medan magnet untuk bisa bekerja. Contoh : motor, trafo, lampu florescent. Medan magnet pasti dibutuhkan, tapi dengan ini saja tanpa adanya daya aktif, maka peralatan juga tidak mungkin bisa bekerja. Oleh karena itu pembangkit harus menyuplai daya untuk menghasilkan medan magnet dan daya untuk memproduksi kerja. Daya untuk menghasilkan medan magnet dinamakan daya reaktif (Q) dan daya untuk memproduksi kerja disebut daya aktif (P). Keduanya sama-sama harus dibayar.

Cos phi adalah rasio antara KW dan KVA, digambarkan oleh beban listrik dimana KW adalah daya beban riil dan KVA adalah daya beban semu. Cos phi digunakan untuk mengukur seberapa efektif arus dikonversi menjadi kerja output dan sebagai indikator yang baik terhadap effisiensi sistem supply akibat efek arus beban.

Apa Pengaruh PF baik dan PF buruk? Suatu beban dengan pf 1 menghasilkan kondisi paling effisien dari supply beban. Dan suatu beban dengan pf <1 akan menghasilkan losses yang lebih besar dalam sistem supply sehingga sistem menjadi tidak effisien. Pf yang rendah dihasilkan oleh perbedaan phase yang signifikan antara tegangan dan arus pada terminal beban atau ini bisa pula disebabkan oleh kandungan harmonisa yang tinggi atau berupa bentuk gelombang arus yang terdistorsi.

Apa Penyebab PF Buruk ? Cos pi yang buruk disebabkan oleh beban induktif antara lain: motor induksi, trafo daya, lampu ballast, las, furnace induksi. Sedangkan bentuk gelombang arus yang terdistorsi seringkali dihasilkan oleh beban-beban seperti rectifier, variable speed drive, switched mode power supply, discharge lighting dan beban elektronic lainnya.

Bagaimana Solusinya ? Pf buruk yang dihasilkan oleh beban induktif bisa dinaikkan dengan menambahkan perangkat kapasitor bank. Adapun pf buruk yang disebabkan oleh gelombang arus terdistorsi tidak bisa diatasi dengan kapasitor bank, melainkan butuh perubahan dalam disain equipment. Yaitu berupa filter harmonisa yang harganya pasti mahal untuk menguatkan appreciable improvement.

Berikut merupakan grafik karakteristik dari Faktor Daya terhadap Arus

Kaitan PF dan Effisiensi

Sebagaimana PF yang ngedrop maka sistem menjadi tidak efisien. Penurunan pf dari 1.0 menjadi 0.9 membutuhkan arus ekstra sebesar 15% dari arus beban yang semestinya. Pada pf 0.7 kebutuhan arus ekstra diluar nilai arus beban yang seharusnya sebesar 43%. Dan pada pf 0.5 kebutuhan arus ekstra sebesar 100%. Dengan kata lain pada pf 0.5 maka arus beban menjadi 2 kali lipat dibanding nilai semestinya. Untuk mengurangi konsumsi daya reaktif, maka perlu dilakukan peningkatan PF. Jika suatu motor AC memiliki effisiensi 100% artinya motor AC tersebut hanya mengkonsumsi daya aktif saja, dan hal itu tidak mungkin. Effisiensi terbaik dari dari motor adalah sebesar antara 75% sampai 80%, tidak lebih dari itu karena motor memang bekerja pada pf rendah. Ini artinya effisiensi energi maupun effisiensi biaya cukup rendah, sebab tanpa usaha penambahan kapasitor bank akan menyebabkan pihak PLN mengenakan denda akibat PF yg rendah.

Rumus yang berkaitan dengan Faktor Daya

Keterangan:

It = arus semu

Ia = arus aktif

Ir = arus reaktif

It = √(Ia² + Ir²)

Ia = It cos ∅

Ir = It sin ∅

Keterangan:

S = daya semu

P = daya aktif

Q = daya reaktif

S = √(P² + Q²)

S = √3.V.It

P = √3.V.It.cos ∅ = √3.V.Ia

Q = √3.V.It.sin ∅ = √3.V.Ir

F = Faktor daya

F = P / S = cos ∅

tg ∅ = Q / P

Share this post