Metode peningkatan Faktor Daya dengan Kelebihan &Kekurangannya

Metode Peningkatan Faktor Daya

Perangkat dan peralatan berikut digunakan untuk Peningkatan Faktor Daya.

1. Kapasitor Statis
2. Kondensor Sinkron
3. Peningkat Fase

1. Kapasitor Statis

Kita tahu bahwa sebagian besar industri dan beban sistem tenaga bersifat induktif yang mengambil arus lagging yang menurunkan faktor daya sistem (Lihat Kekurangan faktor Daya Rendah) . Untuk tujuan peningkatan faktor daya, kapasitor Statis dihubungkan secara paralel dengan perangkat yang bekerja pada faktor daya rendah.

Kapasitor statis ini memberikan arus utama yang menetralkan (secara keseluruhan atau kira-kira) komponen induktif yang tertinggal dari arus beban (yaitu komponen utama menetralisir atau menghilangkan komponen yang tertinggal dari arus beban) sehingga faktor daya dari rangkaian beban ditingkatkan.

Kapasitor ini dipasang di sekitar beban induktif besar misalnya motor induksi dan transformator dll, dan meningkatkan faktor daya rangkaian beban untuk meningkatkan sistem atau merancang efisiensi.

Misalkan ada beban induktif satu fasa yang mengambil arus lagging (I) dan faktor daya beban adalah Cosθ seperti terlihat pada gambar-1.

Pada gambar-2, sebuah Kapasitor (C) telah dihubungkan secara paralel dengan beban. Sekarang arus (Ic) mengalir melalui Kapasitor yang mengarah 90° dari tegangan suplai ( Perhatikan bahwa Kapasitor menyediakan Arus terkemuka yaitu, Dalam rangkaian kapasitif murni, Arus mengarah 90°  dari tegangan suplai, dengan kata lain, Tegangan adalah 90° tertinggal dari Arus). Arus beban adalah (I). Kombinasi Vektor dari (I) dan (Ic) adalah (I’) yang tertinggal dari tegangan pada 2 seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.

Dapat dilihat dari gambar 3 bahwa sudut 2 <θ1 yaitu sudut 2 lebih kecil dari sudut 2. Oleh karena itu Cosθ2 lebih kecil dari dari Cosθ1 (Cosθ2> Cosθ1). Oleh karena itu faktor daya beban ditingkatkan oleh kapasitor.

Perhatikan juga bahwa setelah perbaikan faktor daya, arus rangkaian akan lebih kecil daripada arus rangkaian faktor daya rendah. Juga, sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya, komponen aktif arus akan sama di sirkuit itu karena kapasitor hanya menghilangkan komponen reaktif arus. Selain itu, daya Aktif (dalam Watt) akan sama setelah dan sebelum peningkatan faktor daya.

Keuntungan:

• Bank kapasitor menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan metode peningkatan faktor daya lainnya.
• Kerugian rendah pada kapasitor statis
• Tidak ada bagian yang bergerak, sehingga membutuhkan perawatan yang rendah
• Dapat bekerja dalam kondisi normal (yaitu kondisi atmosfer biasa)
• Tidak memerlukan fondasi untuk pemasangan
• Ringan sehingga mudah dipasang

Kekurangan:

• Usia kapasitor bank statis kurang (8 – 10 tahun)
• Dengan perubahan beban, kita harus ON atau OFF kapasitor bank, yang menyebabkan lonjakan switching pada sistem
• Jika tegangan pengenal meningkat, maka menyebabkan kerusakan
• Setelah kapasitor rusak, maka biaya perbaikannya mahal

2. Kondensor Sinkron

Ketika motor Synchronous beroperasi pada No-Load dan over-exited maka itu disebut Kondensor sinkron. Setiap kali motor Synchronous di-over-exit maka motor tersebut memberikan arus utama dan bekerja seperti kapasitor.

Ketika kondensor sinkron dihubungkan melintasi tegangan suplai (secara paralel) maka ia menarik arus utama dan sebagian menghilangkan komponen re-aktif dan dengan cara ini, faktor daya ditingkatkan. Umumnya, kondensor sinkron digunakan untuk meningkatkan faktor daya di industri besar.

Keuntungan:

• Panjang umur (hampir 25 tahun)
• Keandalan Tinggi
• Penyesuaian faktor daya tanpa langkah.
• Tidak ada pembangkitan harmonik pemeliharaan 
• Kesalahan dapat dihilangkan dengan mudah
• Tidak terpengaruh oleh harmonik.
• Memerlukan perawatan yang rendah (hanya pelumas bantalan berkala yang diperlukan)

Kekurangan:

• Mahal (biaya pemeliharaan juga tinggi) dan karena itu banyak digunakan oleh pengguna listrik besar.
• Perangkat bantu harus digunakan untuk operasi ini karena motor sinkron tidak memiliki torsi awal sendiri
• Ini menghasilkan suara

3. Peningkat Fase

Phase advancer adalah exciter AC sederhana yang terhubung pada poros utama motor dan beroperasi dengan rangkaian rotor motor untuk perbaikan faktor daya. Phase advancer digunakan untuk meningkatkan faktor daya motor induksi di industri.

Karena belitan stator motor induksi mengambil arus lagging 90 ° dari fase dengan Tegangan, oleh karena itu faktor daya motor induksi rendah. Jika lilitan ampere eksitasi dieksitasi oleh sumber AC eksternal, maka tidak akan ada pengaruh arus eksitasi pada belitan stator. Oleh karena itu faktor daya motor induksi akan ditingkatkan. Proses ini dilakukan oleh Phase advancer.

Keuntungan:

• KVAR tertinggal (Komponen Daya reaktif atau daya reaktif) yang ditarik oleh motor cukup dikurangi karena putaran ampere yang menarik disuplai pada frekuensi slip (fs).
• Peningkat fase dapat dengan mudah digunakan di mana penggunaan motor sinkron tidak dapat diterima

Kerugian:

• Menggunakan Phase advancer tidak ekonomis untuk motor di bawah 200 H.P. (sekitar 150kW)

Peningkatan Faktor Daya dalam koneksi bintang &delta fase tunggal dan tiga fase

Perbaikan faktor daya pada sistem tiga fasa dengan menghubungkan bank kapasitor pada (1). Koneksi delta (2). Koneksi Bintang)

Peningkatan Faktor Daya dalam koneksi delta bintang fase tunggal dan tiga fase

Anda juga dapat membaca tentang;

• Faktor Daya
• Kekuatan Aktif, Reaktif, Jelas, dan Kompleks. Penjelasan sederhana dengan rumus.
• Penyebab Faktor Daya rendah
• Kekurangan Faktor Daya Rendah
• Keuntungan Peningkatan dan Koreksi Faktor Daya  
• Cara Menghitung Ukuran Kapasitor yang Sesuai dalam Farad &kVAR untuk Peningkatan Faktor Daya (Cara termudah yang pernah ada) 
• Cara Mengonversi Farad Kapasitor menjadi kVAR dan sebaliknya (Untuk peningkatan faktor daya)