Menghitung Tegangan Maksimum pada Kapasitor

Menghitung Tegangan Maksimum pada Kapasitor - Postingan ini adalah kelanjutan dari postingan sebelumnya, yaitu : Perhitungan Arus Harmonisa Pada Kapasitor. Dari perhitungan sebelumnya telah didapat bahwa impedansi reaktor detuned 6% adalah 0,205 ohm sehingga nilai induktansi adalah :

• X_L = 2 x p x f x L
• L = X_L / (2 x p x f )
• L = 0.205 / ( 2 x 3.14 x 50 )
• L = 0,653 mH dan dapat menahan arus sekitar 88,75 A.

Sedangkan untuk unit kapasitor, dapat menahan arus max. sektiar 84,53 A.

Langkah berikutnya, kita akan memilih tingkat tegangan yang cocok untuk reactor 6%. 

Seperti yang telah dijelaskan diawal, nilai kapasitor awal adalah 50 kVAR 400V dengan X_C = 3.2 ohm tapi setelah dipasangkan reaktor reaktor, rating tegangan yang dibutuhkan kapasitor menjadi 425.5 V dengan nilai kVAR yang disesuaikan terhadap tegangan 425.5 V, yaitu :  menjadi 53 kVAR. 

Oleh karena itu, impedansi kapasitor naik menjadi 3.42 ohm. Yang didapat dari rumus :

• X_C = V² / Q 
• X_C = 426² / (53 x 1000) = 3.42 Ohm 

Untuk menghitung tegangan pada kapasitor untuk setiap tingkat harmonisa, kita akan menggunakan nilai arus untuk setiap tingkatan harmonisa yang didapat dari hasil perhitungan sebelumnya. 

Formula yang digunakan untuk menghitung tegangan pda kapasitor tersebut adalah : 

• U_h = 1.732 x I_h x  X_C / h 

Dimana : 

• Uh = Tegangan pada kapasitor pada tingkatan harmonisa h 
• Ih = Arus harmonisa pada tingkatan harmonisa h 
• X_C = Impdedansi kapasitor 
• h = Tingkatan Harmonisa 

Sehingga dari rumus diatas didapat hasil perhitungan sebagai berikut : 

• Harmonisa tingkat 1 : U₁=6%; I₁ = 76.5 A ; maka U₁ = 1.732 x 76.5 x 3.42 = 453.2 V 
• Harmonisa tingkat 3 : U₃=0.5%; I₃ = 2.2 A; maka U₃ = 1.732 x 2.2 x 3.42 / 3 = 4.35 V 
• Harmonisa tingkat 5 : U₅=5%; I₅ = 33.76 A; maka U₅ = 1.732 x 33.76 x 3.42 / 5 = 40.0 V
• Harmonisa tingkat 7 : U₇=5%; I₇ = 12.18 A; maka U₇ = 1.732 x 12.18 x 3.42 / 7 = 10.3 V

Sehingga Tegangan maksimum kapasitor adalah : 

• = U₁ + U₃ + U₅ + U₇ 
• = 453,2 + 4,35 + 40 + 10,3 
• = 508 V 

Untuk perbaikan faktor daya dengan kapasitor yagn terpasang seri dengan reactor, maka tegangan kapasitor yang dipakai adalah 508 V. 

Apabila nilai kapasitor dengan tegangan 508 V tidak ada dipasaran, maka dipilih nilai tegangan kapasitor yang lebih besar dan mendekati nilai 508 V tersebut. 

Seandainya tegangan kapasitor yang mendekari adalah 525 V , maka nilai kVAr yang sebelumnya adalah 53 kVAR harus disesuaikan kembali dengan nilai tegangan kapasitor 525 V tersebut. 

Untuk mendapatkan nilai kVAR dengan tegangan kapasitor 525 V, dilakukan perhitungan sebagai berikut : 

• Q₂ = Q₁ x (V2² / V1²) 
• Q₂ = 53 kVAR x ( 525² / 425.5² ) 
• Q₂ = 80.5 kVAR 

Kesimpulan : 

Seperti dijelaskan di atas, apabila menggunakan kapasitor dengan satuan 50 kVAR /step pada tegangan 400V, dan reaktor% 6 terpasang seri dengan nilai impedansi reaktor 0,205 ohm atau 0,653 mH maka arus max. yang akan mengalir adalah 88,75 A. Perlu dilakukan penyesuaian terhadap tegangan dan arus harmonisa sehingga untuk kapasitor tersebut, dikarenakan terhubung seri dengan reaktor, diperlukan rating kapasitor sebesar 525 volt dengan daya reaktif sebesar 80.5kVAR.

Untuk memudahkan penelusuran, urutan postingan ini dari awal hingga akhir adalah sebagai berikut :

1. Hubungan Daya Reaktif kVAR dengan Faktor Daya 
2. Batasan Nilai kVARH Agar Tidak Kena Denda PLN 
3. Penempatan Pemasangan Kapasitor 
4. Penggunaan Detuned Rector Filter Pada Peralatan Perbaikan Faktor Daya 
5. Pengaruh Harmonisa pada Kapasitor 
6. Efek Pemasangan Detuned Reactor Filter Pada Kapasitor 
7. Perhitungan Arus Harmonisa Pada Kapasitor 
8. Menghitung Tegangan Maksimum pada Kapasitor

Demikian penjelasan terkait kapsitor dan reaktor filter, semoga bermanfaat.