Koreksi Faktor Daya Praktis

Ketika kebutuhan muncul untuk mengoreksi faktor daya yang buruk dalam sistem daya AC, Anda mungkin tidak akan memiliki kemewahan untuk mengetahui induktansi beban yang tepat dalam henrys untuk digunakan dalam perhitungan Anda.

Anda mungkin cukup beruntung memiliki alat yang disebut pengukur faktor daya untuk memberi tahu Anda apa faktor daya (angka antara 0 dan 1), dan daya nyata (yang dapat ditentukan dengan mengambil pembacaan voltmeter dalam volt dan mengalikannya dengan pembacaan ammeter dalam ampere).

Dalam keadaan yang kurang menguntungkan, Anda mungkin harus menggunakan osiloskop untuk membandingkan bentuk gelombang tegangan dan arus, mengukur pergeseran fasa dalam derajat dan menghitung faktor daya dengan kosinus dari pergeseran fasa tersebut.

Kemungkinan besar, Anda akan memiliki akses ke wattmeter untuk mengukur daya sebenarnya, yang bacaannya dapat Anda bandingkan dengan perhitungan daya nyata (dari mengalikan tegangan total dan pengukuran arus total). Dari nilai daya nyata dan daya nyata, Anda dapat menentukan daya reaktif dan faktor daya.

Contoh Soal

Mari kita lakukan contoh soal untuk melihat cara kerjanya:(Gambar di bawah)

Wattmeter membaca kekuatan sebenarnya; produk pembacaan voltmeter dan ammeter menghasilkan daya nyata.

Cara Menghitung Daya Semu dalam kVA

Pertama, kita perlu menghitung daya semu dalam kVA. Kita dapat melakukannya dengan mengalikan tegangan beban dengan arus beban:

Seperti yang dapat kita lihat, 2,308 kVA adalah angka yang jauh lebih besar daripada 1,5 kW, yang memberi tahu kita bahwa faktor daya di sirkuit ini agak buruk (secara substansial kurang dari 1). Sekarang, kita menghitung faktor daya beban ini dengan membagi daya sebenarnya dengan daya nyata:

Menggunakan nilai faktor daya ini, kita dapat menggambar segitiga daya, dan dari situ menentukan daya reaktif beban ini:(Gambar di bawah)

Daya reaktif dapat dihitung dari daya sebenarnya dan daya semu.

Cara Menggunakan Teorema Pythagoras untuk Menentukan Besaran Segitiga yang Tidak Diketahui

Untuk menentukan besaran segitiga (daya reaktif) yang tidak diketahui, kita menggunakan Teorema Pythagoras “mundur”, mengingat panjang sisi miring (kekuatan nyata) dan panjang sisi yang berdekatan (kekuatan sebenarnya):

Cara Mengoreksi Faktor Daya dengan Kapasitor

Jika beban ini adalah motor listrik atau sebagian besar beban AC industri lainnya, beban ini akan memiliki faktor daya tertinggal (induktif), yang berarti bahwa kita harus memperbaikinya dengan kapasitor dengan ukuran yang sesuai, disambungkan secara paralel.

Sekarang kita mengetahui jumlah daya reaktif (1.754 kVAR), kita dapat menghitung ukuran kapasitor yang dibutuhkan untuk melawan efeknya:

Membulatkan jawaban ini menjadi 80 F, kita dapat menempatkan ukuran kapasitor tersebut dalam rangkaian dan menghitung hasilnya:(Gambar di bawah)

Kapasitor paralel mengoreksi beban tertinggal (induktif).

Sebuah kapasitor 80 F akan memiliki reaktansi kapasitif sebesar 33,157 , memberikan arus sebesar 7,238 amp, dan daya reaktif yang sesuai sebesar 1,737 kVAR (untuk kapasitor hanya ). Karena arus kapasitor adalah 180 ^o di luar fase dari kontribusi induktif beban ke penarikan arus, daya reaktif kapasitor akan langsung mengurangi daya reaktif beban, menghasilkan:

Koreksi ini, tentu saja, tidak akan mengubah jumlah daya sebenarnya yang dikonsumsi oleh beban, tetapi akan menghasilkan pengurangan substansial daya semu, dan total arus yang diambil dari sumber 240 Volt:(Gambar di bawah)

Segitiga daya sebelum dan sesudah koreksi kapasitor.

Daya semu yang baru dapat ditemukan dari nilai daya reaktif yang sebenarnya dan yang baru, menggunakan bentuk standar Teorema Pythagoras:

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Daya AC