Kapasitor Bank: Pengertian dan Fungsinya

Pada artikel kali ini saya akan share tentang pengertian Kapasitor Bank atau Capacitor Bank, fungsi yang sering digunakan baik dalam dunia industri maupun dalam kegunaan sehari hari serta bagaimana rangkaian susunannya.

Tentunya bagi sobat teknisi sudah mengetahui pengertian kapasitor bukan ? sebelum melanjutkan, tentunya wajib untuk mengetahui dasar kapasitor. Pada artikel ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu

  1. Pengertian kapasitor bank
  2. Cara kerja kapasitor bank
  3. Fungsi kapasitor bank
  4. Rangkaian kapasitor bank
  5. Kapasitor bank untuk rumah

Pengertian Kapasitor Bank

Pengertian Kapasitor Bank adalah kumpulan dari beberapa kapasitor yang biasanya memiliki spesifikasi yang sama dan dihubungkan secara rangkaian seri atau paralel supaya didapatkan suatu nilai kapasitas tertentu. Penggunaan paling banyak kapasitor bank adalah untuk memperbaiki power factor pada arus listrik AC, sedangkan pada arus DC khususnya power supply untuk meningkatkan arus riak catu daya serta meningkatkan jumlah energi yang tersimpan karena fungsi utama kapasitor memang sebagai komponen yang dapat menyimpan arus listrik.

kapasitor bank pada panel listrik

Satuan untuk kapasitor bank biasanya dihitung dalam KVAR (Kilovolt ampere reaktif).

Cara Kerja Kapasitor Bank

Dalam ilmu listrik sering kita dengar istilah faktor daya atau sering juga disebut power factor yaitu nilai perbandingan antara daya aktif atau daya sebenarnya dengan daya tampak atau apparent power, kadang disebut juga sebagai daya semu. Penggunaaan kapasitor bank dimaksudkan untuk memperbaiki faktor daya ini.

Pertanyaannya adalah kenapa faktor daya ini perlu diperbaiki ?

Pengertian daya tampak sendiri adalah energi listrik yang dihasilkan oleh generator listrik yang biasa kita ukur dengan satuan VA ( Volt-Ampere) sedangkan pengertian daya aktif yaitu energi listrik yang benar benar digunakan oleh peralatan listrik dan biasa disebut dengan satuan Watt.

Secara teori, daya tampak selalu lebih besar dari daya aktif, untuk memudahkan berikut adalah analoginya dengan segelas bir dimana buih bisa dianalogikan sebagai daya tampak padahal yang bisa kita minum hanya bir nya saja bukan ?

analogi power factor gelas bir

Jika demikian kemanakah sisa energi listrik daya tampak tersebut ? padahal generator pembangkit listrik sudah bekerja dengan menghasilkan VA yang sesuai. Daya listrik yang tampak sebenarnya merupakan arus balik yang timbul pada instalasi listrik pada saat dibebani oleh alat alat yang salah satunya bisa menimbulkan elektromagnet atau dengan kata lain yang komponennya terdiri dari kumparan/ coil.

Seperti yang diketahui terdapat banyak sekali jenis beban peralatan listrik bisa berupa :

  1. Beban indukti (L) misalnya motor listrik, kulkas, freezer, kompressor AC, kipas angin
  2. Resistif (R) misalnya lampu pijar, setrika listrik
  3. Kapasitif (C), yaitu kapasitor itu sendiri

Pada arus AC/ bolak balik semua beban yang terhubung dengan jenis beban indutif akan menyebabkan lagging yaitu arus tertinggal terhadap tegangan dan celakanya kebanyakan beban listrik ini adalah bersifat induktif.

Nah disinilah cara kerja kapasitor bank berperan dalam memperbaiki power factor di jaringan instalasi listrik dengan cara menyeimbangkan antara beban induktif dan beban kapasitif, berikut grafik sederhana karakteristik kedua beban tersebut dimana tegangan dan arus mendahului pada jenis beban masing masing. Penggunaan kapasitor bank dimaksudkan untuk meminimalisir efek atau melawan sifat dari beban induktif dengan cara memasang paralel dengan beban.

grafik power factor

Sehingga secara tidak langsung kapasitor bank adalah beban/ load bagi jaringan listrik itu sendiri.

Fungsi Kapasitor Bank

Fungsi utama kapasitor bank utamanya dalam penggunaan listrik arus kuat adalah untuk memperbaiki faktor daya listrik khususnya pada instalasi listrik arus AC dengan daya besar seperti pada penggunaan di industri. Berikut ini adalah beberapa fungsi  selain dari memperbaiki power factor :

  1. Mensupply daya reaktif dengan tujuan untuk memaksimalkan penggunaan daya komplek (KVA)
  2. Mengurangi terjadinya Voltage drop atau turun tegangan
  3. Mencegah overload atau kelebihan beban pada transformer karena kapasitor bisa berfungsi juga sebagai tambahan daya
  4. Mencegah kenaikan temperatur suhu kabel
  5. Menghemat daya / efesiensi yaitu dengan menurunkan kVA total karena pemakaian kVA lebih mendekati kW yang terpakai
  6. Meminimalisir terjadinya rugi – rugi jaringan listrik
  7. Mencegah denda PLN karena adanya daya reaktif.

Fungsi Kapasitor Bank di Industri

Dalam skala rumahan permasalahan faktor daya ini mungkin bisa diabaikan karena kapasitas daya memang kecil, namun pada industri dengan beban motor listrik yang besar maka akan sangat berpengaruh yaitu jika cos φ (baca : phi) lebih rendah dari 0.85 maka daya reaktif dari industri tersebut akan dikenakan biaya tambahan daya reaktif berdasarkan pengukuran oleh kVARh-meter.

motor listrik di industri

Oleh karena itulah harga kapasitor bank untuk industri walaupun sangat mahal bisa dibilang wajib ada untuk memperbaiki faktor daya dan secara langsung memperbaiki kualitas layanan PLN selaku jasa penyedia listrik

Fungsi Kapasitor Bank di Audio Mobil

Sedangkan kegunaan kapasitor bank pada arus lemah lebih sederhana, yang sering diaplikasikan misalnya saja pada rangkaian kapasitor bank untuk audio mobil. Kita tahu bahwa pada perangkat audio mobil biasanya memiliki kapasitas amplifier yang besar sehingga diperlukan juga daya listrik yang besar dan stabil sedangkan daya listrik yang dipasok dari Aki mobil dan alternator tentunya terbatas selain itu instalasi kabel listrik yang berjauhan juga ikut menghambat misalnya saja perangkat audio mobil ada di belakang sedangkan aki di bagian depan mobil.

kapasitor bank untuk audio mobilImbasnya suara yang dihasilkan menjadi tidak maksimal, biasanya akan sangat berpengaruh ke audio frekuensi rendah atau Bass menjadi pecah. Kapasitor bank pada mobil berfungsi untuk menyimpan pasokan energi listrik sementara sehingga daya untuk menghidupkan amplifier pada saat menggunakan kapasitas maksimalnya tidak terganggu.

Rangkaian Kapasitor Bank

Sebenarnya rangkaian kapasitor bank yang sering digunakan biasanya sederhana yaitu terdiri dari beberapa buah kapasitor dengan nilai tertentu yang disusun secara paralel, tetapi wajib diketahui untuk pemasangan nilai kapasitor yang sesuai harus melalui pengukuran dahulu beberapa diantarnya yaitu pengukuran cos φ (baca : phi) meter, untuk memonitor faktor daya dan juga diperlukan pengecekan Total Harmonic Distortion/ THD yang nantinya menentukan pada jenis kapasitor bank yang akan digunakan.

Rangkaian kapasitor bank yang diperlihatkan dibawah ini cukup kompleks karena kapasitasnya memang besar yaitu tegangan 11 kV dan kapasitas daya 30 MVA, 50 Hz dan terdiri dari 3 phase yang setiap phasa nya terhubung dengan kapasitor bank melalui blok switching contactor.

Jika dilihat pada output transformator dengan tegangan 0.4kV yang terhubung langsung ke beban dipasang dengan perhitungan kapasitor bank kapasitas 40 kVAR yang seharusnya cukup memadai untuk mencapai power factor 0.857 untuk 100 kVAR beban induktif.

rangkaian kapasitor bank

source : intechopen.com

Kapasitor Bank untuk Rumah

Seperti disampaikan sebelumnya pada industri sangat disarankan untuk menggunakan kapasitor bank ini untuk meminimalisir kelebihan daya reaktif (VAR) yang nantinya akan memperbaiki faktor daya jaringan listrik namun penggunakan kapasitor bank untuk rumah tidak akan terlalu berpengaruh karena biasanya nilai faktor daya di instalasi listrik rumah sudah cukup baik.

Lagi pula di perumahan umumnya hanya terdapat kWh-meter, sedangkan untuk mengukur daya reaktif diperlukan kVARh-meter. Dibandingkan dari segi biaya pemasangan kapasitor bank untuk rumah dan tentunya juga perawatan, tidak terlalu ekonomis karena harga kapasitor bank ini termasuk mahal untuk ukuran jaringan listrik rumahan.

Lalu bagaimana dengan sebuah produk kapasitor penghemat daya yang banyak dijual dan menjadi kontroversi apakah memang bisa menghemat daya ? menurut penulis untuk penggunaan kapasitor tersebut di rumahan tidak akan bisa menghemat daya. Karena fungsi dari kapasitor pada arus AC bukan untuk menghemat daya tetapi untuk mengefektifkan penggunaan daya.

kapasitor penghemat listrik

Kapasitor pada Alat penghemat Listrik

Malah jika pemilik rumah terlalu bersemangat sampai membeli beberapa unit kapasitor penghemat listrik misalnya, yang ada malah biaya listrik menjadi tambah boros, kenapa bisa begitu ? karena seperti disampaikan diatas bahwa kapasitor bank itu sendiri merupakan beban bagi jaringan instalasi listrik yang tentunya ikut menarik arus juga.

Bagaimana jika penjual ternyata bisa membuktikan bahwa penggunaan arus listrik berkurang dengan cara menggunakan Amperemeter yang pembacaannya arusnya berkurang setelah pemasangan kapasitor ?

Sebagai contoh sebuah lampu 200 Watt sebelum pemasangan kapasitor yang diukur dengan Ampere meter menunjukkan 1.19 Ampere, selanjutnya dipasangkan sebuah kapasitor dengan nilai tertentu dan dilakukan pengukuran ulang pada Ampere meter menjadi 0.97 Ampere

Sehingga yang sebelumnya penggunaan arus 1.19 A menjadi 0.97 A bagaimana penjelasan atas hal ini ? jawabannya adalah karena arus yang terukur pada alat ukur Amperemeter adalah hanya daya semu (VA) saja dengan rumus

Psemu = V * I (VA)

Jika dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur Watt meter maka penggunaan daya yang terukur baik sebelum maupun sesudah pemasangan kapasitor sebenarnya akan tetap sama saja terbaca 200 Watt karena adanya faktor cos φ (baca : phi) yang jika dalam bentuk rumus :

Pnyata = V * I * cos φ (Watt)

Dimana
Psemu = Daya semu (Volt Ampere = VA)
Pnyata = Daya nyata Watt)
V = Tegangan (dalam Volt)
I = Arus (dalam Ampere)
cos φ= Faktor daya

Itu juga alasannya kenapa di rumah yang dijadikan sebagai ukuran penggunaan kapasitas daya listrik adalah kWH Meter dan bukan kVA Meter, intinya adalah pada arus bolak balik AC tegangan dan arus yang terukur tidaklah cukup untuk mengetahui daya sebenarnya yang digunakan beban tersebut. Kesimpulannya untuk rumahan tidak diperlukan kapasitor bank karena memperbaiki faktor daya penggunaan listrik rumahan merupakan tugas PLN.

perbedaan kwh meter dan kva meter

Jika memang diinginkan penghematan biaya listrik maka lebih baik dengan cara lain misalnya mengganti kabel instalasi dengan jenis kabel listrik yang memadai seperti misalnya kabel jenis NYA supaya tidak terjadi rugi daya karena kabel panas, atau bisa juga dengan mengganti semua lampu menjadi hemat energi listrik (LED) misalnya.

Demikian artikel kali ini tentang kapasitor bank semoga bisa menambah ilmu pengetahuan rekan teknisi.