Kerugian akibat Rendahnya Faktor Daya (Power Faktor) - Power Faktor (faktor daya) merupakan hal yang penting dalam sebuah jaringan tenaga listrik AC baik jaringan tiga phasa maupun jaringan satu phasa. Kerugian akibat rendahnya Faktor Daya dapat dijelaskan dengan nilai arus yang mengalir pada jaringan tersebut dengan menggunakan persamaan perhitungan Daya baik yang tiga phasa maupun 1 phasa , sbb :
Untuk 3 phasa :
P = √3 V x I CosФ , sehingga I = P / ( √3 V x CosФ ) , sehingg dapat dikatakan bahwa I ∝ 1/CosФ , yaitu : I (arus) berbanding terbalik terhadap CosФ.
Sedangkan untuk 1 phasa :
P = V x I CosФ , sehingga I = P / ( V x CosФ ) , sehingga dapat dikatakan bahwa I ∝ 1/CosФ , yaitu : I (arus) berbanding terbalik terhadap CosФ.
Dari kedua persamaan diatas, jelas terlihat bahwa arus (I) berbanding terbalik dengan CosФ , yang merupakan faktor daya. Sehingga apabila faktor daya meningkat maka arus menjadi turun, dan sebaliknya apabila faktor daya rendah, arus yang mengalir akan menjadi tinggi.
Dari penjelasan diatas, terlihat bahwa faktor daya rendah mengakibatkan arus (I) yang mengalir pada sistim jaringan tenaga listrik tersebut mengalami kenaikan, dan kenaikan arus mengakibatkan kerugian - kerugian pada jaringan itu sendiri, sbb :
1 ) Kerugian pada jalur penghantar ( Rugi Tembaga )
Pada sebuah penghantar , kerugian yang timbul akibat arus yang mengalir adalah berbanding lurus dengan nilai arus pangkat 2 ( I2) . Sehingga rugi - rugi daya pada penghanar tersebut menjadi :
Rugi daya = I2xR : yaitu , semakin besar arus yang mengalir pada penghantar tersebut , semakin besar kerugian (losses daya) pada jaringan tersebut.
Dengan kata lain,
Power Loss = I2xR ;dari penjelasan diats telah dinyatakan bahwa I = 1/CosФ, sehingga I2 = 1/CosФ2.
Jadi, jika faktor daya = 0,8 , maka kerugian atas faktor daya ini adalah = 1/CosФ2 = 1 / 0,82 = 1,56 , sehingga kerugian yang ditimbulkan adalah 1,56 kali dibanding bila faktor daya jaringan tersebut 1.
2 ) Besarnya rating kVA yang dibutuhkan untuk sebuah peralatan yang akan digunakan
Seperti yang kita tahu bahwa hampir semua peralatan mesin Listrik ( Transformer , Alternator dll ) dihitung dalam satuan kVA . Sedangkan Faktor daya merupakan perbandingan antara daya nyata (aktif - P = kW) dengan daya semu (S =kVA) , yaitu :
CosФ = P / S = kW / kVA
Sehingga , semakin rendah faktor daya , semakin besar rating kVA sebuah peralatan mesin listrik tersebut , dan semakin besar rating kVA sebuah mesin , semakin besar pula ukuran mesin dan semakin besar mesin semakin besar biaya pengadaannya dan perawatannya.
3 ) Ukuran Penghantar
Ketika faktor daya rendah , arus yang mengalir akan meningkat , dengan demikian , untuk mengalirkan arus yang besar dibutuhkan ukuran penghantar konduktor yang lebih besar dan semakin besar penghantar atau konduktor akan semakin besar biaya yang dibutuhkan untuk pengadaannya.
4 ) Voltage Drop (Tegangan Jatuh) dan jeleknya regulasi tegangan (VR)
Pada kondisi Faktor Daya rendah , arus yang mengalir akan meningkat . Sehingga dari persamaan (V = IZ ), Tegangan Jatuh pada penghantar akan mejadi lebih besar.
Pengaruh dari Voltage Drop, akan mengakibatkan buruknya nilai regulasi tegangan (Voltage Regulation = VR) pada sistim, yang dapat dijelaskan dengan persamaan Voltage Drop (VR) sebagai berikut :
Voltage Regulasi (VR) = ( VNL-No Load - VFL-Full Load ) / VFL-Full Load
Ketika faktor daya bernilai rendah , tegangan drop akan menjadi besar , sehingga nilai tegangan diujung penerima menjadi kecil bila dibandingkan dengan Tegangan diujung pengirim. Dan akan semakin besr selisihnya apabila dibandingkan dengan nilai tegangan disii pengirim ketika pada kondisi tanpa beban, dimana arus tidak ada yang mengalir.
Dari persaman Voltage Regulasi diatas, dengan rendahnya faktor daya , maka voltage drop akan semakin besar dan akan menyebabkan Voltage Regulsai menjadi tinggi. Beberapa peralatan listrik, ada yang membutuhkan nilai voltage regulasi yang rendah sehingga, dengan kondisi faktor daya yang rendah, maka operasional alat akan menjadi terganggu. Biasanya, untuk menjaga penurunan tegangan dalam batas tertentu , perlu menginstal peralatan regulasi ekstra yaitu regulator Voltage, yang tentu saja membutuhkan biaya tambahan.
5 ) Efisiensi Rendah
Dalam kasus rendahnya Faktor Daya , akan ada drop tegangan yang cukup besar dan kerugian disepanjang penghantar dan hal ini akan menyebabkan sistem atau peralatan akan memiliki nilai efisiensi yang rendah . Hal ini jelas terlihat pada sistim pembakitan (generator).
6 ) Penalti dari Penyedia Layanan Listrik (PLN)
PLN akan membebankan denda faktor daya di bawah 0,85 tertinggal dalam tagihan tenaga listrik .