249

Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 18, No. 2, Mei - Agustus 2019 DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2019.v18i02.P14

Analisa Kualitas Daya Listrik Instalasi Wing Amerta RSUP Sanglah Denpasar

I Putu Meyyasa1,2, Rukmi Sari Hartati2, I.B. Gede Manuaba2

[Submission: 14-05-2019, Accepted: 15-07-2019]

Abstract — The Wing Amerta installation is part of the Sanglah General Hospital in Denpasar that has outpatient / polyclinic services, inpatient care, delivery rooms, operating rooms, and support services to facilitate the needs of people who want more comfortable services. Electricity consumption comes from 4 equipment groups, namely: air conditioning equipment group which is equal to 76.34% followed by other equipment groups of 17.22%, medical equipment group of 3.23%, the lowest consumption is in the lighting group of 3.21%. Payment of electricity consumption in 2016, 2017 and 2018 is 1,390,145,617 rupiah. From the total cost of energy expenditure as a whole, there is an excess consumption cost of reactive power (KVARH) which must be paid at 199,578,425 rupiah, with an annual average of 66,526,141 rupiahs or an average of 5,543,845 rupiah per month. To improve the quality of electric power, it is necessary to measure the electrical data to be analyzed. The results of the analysis, measurement and calculation showed that the power capacity of 555KVA with cosphi of 0.75 requires the improvement of the power factor to 0.86 or 0.98 with the installation of bank capacitors with a capacity of 162.465 KVAR or 285.575 KVAR. By taking into account the availability of bank capacitors in the market and the addition of power loads in the following year, the required bank capacitor recommendations are 360 KVAR. This investment will return to 1.8 years and after the second year and so on, is the profit or efficiency of hospital expenditure of Rp. 5,543,845, - every month or Rp. 66,526,141, -every year, and is expected to: Maximize power consumption (KVA), avoid overloading the transformer (overload) and avoid increasing current / temperature on the cable.

Keywords: Power Quality, Cosphi, Capacitor Bank, Hospital Efficiency.

Intisari — Instalasi Wing Amerta adalah merupakan bagian dari RSUP Sanglah Denpasar yang memiliki pelayanan rawat jalan / poliklinik, rawat inap, kamar bersalin, kamar operasi, dan layanan penunjang untuk memfasilitasi kebutuhan masyarakat yang menghendaki pelayanan lebih nyaman. Konsumsi energi listrik berasal dari 4 kelompok peralatan yaitu: kelompok peralatan penataan udara (AC) yaitu sebesar 76,34% diikuti oleh kelompok peralatan lain sebesar 17,22%, kelompok peralatan medis sebesar 3,23%, konsumsi terkecil adalah pada kelompok penerangan sebesar 3,21%. Pembayaran konsumsi listrik tahun 2016, 2017 dan 2018 sebesar 1.390.145.617 rupiah.

Dari besarnya biaya belanja energi secara keseluruhan, terdapat biaya konsumsi kelebihan daya reaktif (KVARH) yang harus dibayar sebesar 199.578.425 rupiah, dengan rata-rata pertahun 66.526.141 rupiah atau rata-rata perbulan 5.543.845 rupiah. Untuk meningkatkan kualitas daya listrik perlu dilakukan pengukuran data besaran listrik yang akan dianalisa. Hasil analisa, pengukuran serta perhitungan didapat kapasitas daya 555KVA dengan cosphi sebesar 0,75 memerlukan perbaikan faktor daya menjadi 0,86 atau 0,98 dengan pemasangan kapasitor bank dengan kapasitas 162,465 KVAR atau 285,575 KVAR. Dengan memperhitungkan ketersediaan kapasitor bank di pasaran serta penambahan beban daya di tahun berikutnya, maka rekomendasi kapasitor bank yg dibutuhkan sebesar 360 KVAR. Investasi ini akan kembali pada 1,8 tahun dan setelah tahun ke dua dan seterusnya, merupakan keuntungan atau efisiensi pengeluaran Rumah Sakit sebesar Rp. 5.543.845,- setiap bulannya atau Rp. 66.526.141,- setiap tahunnya, serta diharapkan dapat : Memaksimalkan pemakaian daya (KVA), menghindari kelebihan beban trafo (overload) dan menghindari kenaikan arus / suhu pada kabel.

Kata Kunci: Kualitas Daya, Cosphi, Kapasitor Bank, Efisiensi Rumah Sakit.

  • I.    PENDAHULUAN

Instalasi Wing Amerta adalah merupakan bagian dari RSUP Sanglah Denpasar yang memiliki pelayanan rawat jalan / poliklinik, rawat inap, kamar bersalin, kamar operasi, dan layanan penunjang untuk memfasilitasi kebutuhan masyarakat yang menghendaki pelayanan lebih nyaman, diresmikan dan dibuka pada tanggal 30 Desember 2004 sebagai perwujudan impian masyarakat untuk memiliki sebuah rumah sakit yang bertaraf internasional di Bali.

Konsumsi energi listrik tahun 2016, 2017 dan 2018 sebesar 1.390.145.617 rupiah. Dari besarnya biaya belanja energi secara keseluruhan, terdapat biaya konsumsi kelebihan daya reaktif (KVARH) sebesar 199.578.425 rupiah, dengan rata-rata pertahun 66.526.141 rupiah dan rata-rata perbulan 5.543.845 rupiah.

Berdasarkan latar belakang di atas, dalam penelitian ini akan dilakukan studi terhadap kualitas daya listrik di Instalasi Wing Amerta RSUP Sanglah Denpasar melalui proses pengukuran untuk mengetahui masalah apa saja yang mempengaruhi serta solusi yang akan diberikan. Dengan dasar ini dapat direkomendasikan kepada pihak manajemen RS Sanglah untuk merencanakan dan melaksanakan program. Keterbaruan kegiatan ini dilakukan karena belum ada yang meneliti tentang analisa kualitas daya listrik di RSUP Sanglah Denpasar.

  • II.    PERBAIKAN DAYA REAKTIF

  • A.    Daya Listrik

p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372

Dalam sistem tenaga listrik, daya merupakan jumlah energi yang digunakan untuk melakukan kerja atau usaha. Ada tiga macam daya listrik yang di kenal dengan segitiga daya [1], [2] [3], [4], [5] dapat dilihat pada Gambar 1.

  • 1)    Daya Nyata (P)

Daya nyata ( real power ) disebut juga dengan daya aktif (active power) dengan satuan W (Watt). Daya nyata adalah daya yang diperlukan oleh beban resistif murni. Daya nyata dimanfaatkan untuk mengubah suatu energi listrik menjadi bentuk energi lain.

  • 2)    Daya Reaktif (Q)

Daya reaktif cukup sulit untuk didefinisikan, secara sederhana daya reaktif adalah daya imajiner (khayal) yang menunjukkan adanya pergeseran arus dan tegangan listrik akibat adanya beban reaktif. Satuan daya ini adalah VAR (Volt Ampere Reactive)

  • 3)    Daya Semu (S)

Daya semu atau disebut juga dengan daya total ( apparent power ). Daya total tersebut ada yang dihamburkan atau diserap kembali pada rangkaian arus bolak balik (AC). Daya semu juga merupakan hasil kali dari Tegangan dan Arus dengan satuan VA (Volt Ampere).

Gambar 1. Segitiga Daya

  • B.    Faktor Daya

Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu / daya total (VA) atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu [1]. Faktor daya sering disebut dengan cos phi (cos φ ).

Faktor daya yang rendah atau penurunan faktor daya dapat menimbulkan berbagai kerugian, antara lain :

  • 1.    Memperbesar kebutuhan KVA

  • 2.    Penurunan efisiensi penyaluran daya

  • 3.    Memperbesar rugi – rugi panas kawat dan peralatan

  • 4.    Mutu listrik menjadi rendah karena adanya drop tegangan.

Dari definisi serta hubungan segitiga daya pada Gambar 1. maka didapatkan persamaan [2] sebagai berikut :

P=S cos ^(1)

s = JP2+ Q2(2)

Q = √S2 - P2(3)

di mana P = daya aktif, S = daya semu, Q = daya reaktif, dan cos φ adalah sudut faktor daya.

  • C.    Kompensasi Daya Reaktif

Kompensasi daya reaktif merupakan suatu cara untuk mengurangi daya reaktif, karena daya reaktif daya tidak berguna sehingga tidak dapat diubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi listrik pada beban, jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan yang bersifat induktif, otomatis dengan banyaknya peralatan yang bersifat induktif maka faktor daya yang diperoleh sangat kecil. Salah satu upaya

optimalisasi pemanfaatan energi listrik yang dapat dilakukan adalah dengan perbaikan jaringan distribusi berupa kompensasi daya reaktif dengan peningkatan faktor daya dengan pemasangan kapasitor bank (capasitor bank) [6], [7], [8], [3], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]. Kapasitor yang dipasang paralel pada beban sehingga pengaturan faktor daya dapat dilakukan, sehingga pada kompensasi tersebut mengatur arus pada kapasitor dan akan mendapatan faktor daya yang diinginkan (lebih dari 0,85). Biaya Kelebihan Pemakaian Daya Reaktif dikenakan untuk pemakaian tenaga listrik dengan faktor daya rata-rata setiap bulan kurang dari 0,85 [16], [17]

Kompensasi daya reaktif dapat di lakukan dengan memperbaiki faktor daya, seperti pada Gambar 2. [2], [9]

Gambar 2. Segitiga Perbaikan Faktor Daya [2]

Perbaikan faktor daya dilakukan dengan memperbaiki cos φ1 menjadi cos φ2, dengan demikian dapat dihitung besarnya kapasitas kapasitor bank yang akan dipasang [2]:

Saat keadaan awal (cos φ1), terdapat variable P, S1, Q1 :

Si = Jp2 + Qi2                                  (4)

Qi = JSl2-P2                            (5)

Perbaikan faktor daya target adalah cos φ2, terdapat variable P, S2, Q2 :

S2 = —(6) 2 cos φ2

  • Q2 = jS22 - P2                                  (7)

Besarnya kompensasi daya reaktif atau kapasitas kapasitor bank (KVAR) adalah :

  • ∆Q = Qi- Q2                                 (8)

  • III.    METODE PENELITIAN

  • A.    Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian untuk penulisan ini dilakukan di Instalasi Wing Amerta RSUP Sanglah Denpasar yang beralamat di Jalan Diponegoro No.1 Denpasar, waktu penelitiannya dimulai sejak Oktober 2018 sampai dengan Maret 2019.

  • B.    Sumber data

Sumber data yang dipakai berupa :

  • 1)    Data primer

Data yang diperoleh dari pengukuran daya listrik beban-beban yang dioperasikan di Instalasi Wing Amerta RSUP Sanglah Denpasar dan studi literatur yang berkaitan dengan tema pembahasan.

  • 2)    Data sekunder

Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 18, No. 2, Mei - Agustus 2019

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2019.v18i02.P14

Data yang diperoleh secara tidak langsung dan bersumber D. Alur Penelitian dari RSUP Sanglah Denpasar, single line diagram sistem kelistrikan, rekening pembayaran listrik pada tahun 2016, 2017, 2018, denah, luas bangunan gedung, inventaris AC, peralatan medis, penerangan dan peralatan lainnya tahun 2018.

  • C.    Jenis data

Jenis data pada penelitian ini adalah :

  • 1)    Data kuantitatif

Adalah data dalam bentuk angka-angka seperti jumlah peralatan listrik, kapasitas daya, jumlah pemakaian listrik.

  • 2)    Data kualitatif

Adalah data dalam bentuk kata-kata (kalimat) seperti penjelasan gambar, objek penelitian.

  • D.    Metode Pengumpulan Data

Bentuk metode penelitian data dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

  • 1)    Metode observasi

Teknik pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan pengambilan hasil pengukuran tegangan, arus, cos φ, daya aktif, daya reaktif dan daya semu pada objek penelitian. Studi literatur, yaitu teknik pengumpulan data dari buku-buku, jurnal, tesis dan hasil penelitian yang terkait kualitas daya listrik.

  • 2)    Dokumentasi

Data yang diperoleh dari arsip atau dokumen milik rumah sakit atau dokumentasi pribadi.

Gambar 3. Alur Penelitian


  • IV.    HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Inventaris Peralatan listrik di Wing Amerta RSUP Sanglah

TABEL I

INVENTARISASI JUMLAH PERALATAN

Klasifikasi

Jumlah Alat

Persentase

AC

116

14%

Peralatan Medis

198

23%

Penerangan

427

50%

Lainnya

110

13%

total

851

100%

I Putu Meyyasa: Analisa Kualitas Daya Listrik …


p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372

Inventarisasi Jumlah Peralatan


■ AC

■ Penerangan


  • ■    Peralatan Medis

  • ■    Lainnya

Gambar 4. Inventarisasi jumlah Peralatan

  • B.    Konsumsi Energi Listrik di Instalasi Wing Amerta

Besarnya konsumsi energi listrik dari keseluruhan pengelompokan peralatan yang ada yaitu berupa kelompok peralatan sistem pencahayaan, penataan udara, peralatan medis, dan peralatan lainnya. Data ini berisi tentang nama gedung, lantai, daya listrik alat, daya kuda (PK / HP [18], jumlah jam operasional/jam kerja, jenis alat, merek, jumlah (kuantitas), serta jumlah konsumsi energi yang diserap perjam dalam sehari pemakaian (KWh/hari). Data data tersebut didapat dari data inventaris milik Instalasi Wing Amerta, asumsi lama pemakaian alat per hari, data dari acuan literatur serta data berdasarkan perhitungan matematis. Hasil perhitungan ini diharapkan dapat menghasilkan nilai konsumsi energi listrik yang mendekati nilai sebenarnya.

TABEL II REKAPITULASI KONSUMSI ENERGI LISTRIK KESELURUHAN

Klasifikasi

Ʃ daya (KW)

Ʃ Energi (KWh / hari)

Ʃ Energi (KWh / bulan)

Ʃ Energi (KWh / tahun)

Persenta se (%)

AC

181,278

2.333,115

34.515,49

414.185,88

76,34%

Peralatan Medis

36,85

98,61

2.242,13

26.905,56

3,23%

Penerangan

9,33

98,155

2.052,70

24.632,40

3,21%

Peralatan lain

26,045

526,28

11.578,05

138.936,60

17,22%

total daya

253,503

3.056,16

50.388,37

604.660,44

100%

sebesar 3,23%, konsumsi terkecil adalah pada kelompok penerangan sebesar 3,21%.

Untuk mengetahui lebih jelas komposisi Daya dan konsumsi energi listrik di Instalasi Wing Amerta RSUP Sanglah Denpasar secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 5. dan Gambar 6.

Konsumsi Daya Listrik (KW)

H AC

H Peralatan Medis

M Penerangan u Peralatan lain

Gambar 5. Konsumsi Daya Listrik keseluruhan

Persentasi Konsumsi Energi Listrik (KWh/hari)

Gambar 6. Persentase Konsumsi Energi Listrik

  • C.    Belanja Energi Listrik

Instalasi Wing Amerta mempunyai sebuah power house yang dilengkapi dengan meteran dari PLN dengan Id Pelanggan : 551002509709 , Tarif / Daya : S3 / 555000 VA. Berikut ini adalah belanja energi listrik dari tahun 2016, 2017, 2018 dijelaskan pada Tabel III.

Tabel II dapat diketahui kebutuhan pemakaian daya listrik terbesar berasal dari kelompok peralatan penataan udara sebesar 181,278 KW diikuti oleh kelompok peralatan medis sebesar 36,85 KW, selanjutnya dari kelompok peralatan lain sebesar 26,045 KW, dan terakhir dari kelompok penerangan sebesar 9,33 KW. Untuk konsumsi energi listrik (KWh/hari) terbesar adalah berasal dari kelompok peralatan penataan udara (AC) yaitu sebesar 76,34% diikuti oleh kelompok peralatan lain sebesar 17,22%, kelompok peralatan medis

TABEL III

BELANJA ENERGI LISTRIK WING AMERTA

Bulan

Tahun

2016

2017

2018

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2019.v18i02.P14

Januari

73.418.220

30.769.140

37.653.880

Februari

61.404.540

30.984.640

37.278.215

Maret

48.318.600

31.819.045

36.695.780

April

65.770.860

35.127.995

41.243.320

Mei

56.311.620

33.612.565

37.034.455

Juni

65.265.180

31.494.675

34.211.770

Juli

52.314.900

25.758.810

37.004.232

Agustus

37.390.235

26.682.260

39.033.080

September

34.224.740

28.803.050

34.252.345

Oktober

30.743.470

26.929.340

32.957.665

Nopember

32.884.020

29.427.540

35.491.035

Desember

31.863.840

33.672.620

32.297.935

Total per tahun

589.910.225

365.081.680

435.153.712

Rata-rata selama sebulan

49.159.185

30.423.473

36.262.809

Biaya Konsumsi Listrik Wing Amerta

Februari

14.962.800

3.133.900

4.649.975

Maret

9.645.900

3.242.125

4.702.700

April

14.711.200

3.184.775

6.130.900

Mei

10.700.400

3.586.225

1.116.475

Juni

13.053.600

1.956.375

1.862.950

Juli

8.658.000

1.727.900

7.733.925

Agustus

4.694.375

895.400

9.053.900

September

2.948.900

1.866.650

6.916.225

Oktober

2.195.950

1.239.500

4.563.025

Nopember

4.890.475

1.125.500

3.725.450

Desember

6.250.500

3.581.600

6.550.750

Total per tahun

110.590.500

27.782.150

61.205.775

Total 3 tahun

199.578.425

Rata-rata setahun

66,526,141.67

Rata-rata sebulan

5,543,845.14

Biaya Kelebihan Konsumsi Daya Reaktif (KVARH)

Rp20.000.000

Rp80.000.000


Rp70.000.000

Rp60.000.000

Rp50.000.000

Rp40.000.000

Rp30.000.000

Rp20.000.000

Rpl0.000.000

Rp-


i⅛∣∣∣


Rpl8.000.000

Rpl6.000.000

Rpl4.000.000

Rpl2.000.000

Rpl0.000.000

Rp8.000.000

Rp6.000.000

Rp4.000.000

Rp2.000.000

Rp-


■ Tahun ■ Tahun ■ Tahun


■ Tahun ■ Tahun ■ Tahun


Gambar 7. Belanja Energi Listrik Wing Amerta

Gambar 8. Biaya Konsumsi Kelebihan kVarh

Besarnya biaya belanja energi pada Tabel III dan Gambar 7, biaya konsumsi terbesar pada tahun 2016 sebesar Rp. 589.910.225, disusul tahun 2018 Rp. 435.153.712 dan tahun 2017 Rp. 365.081.680. Hal ini dipengaruhi oleh tingkat kunjungan rawat jalan dan hunian rawat inap. Dari besarnya biaya belanja energi secara keseluruhan, terdapat biaya konsumsi kelebihan KVARh yang di tampilkan pada Tabel IV dan Gambar 8.

TABEL IV

BIAYA KONSUMSI KELEBIHAN KVARH

Bulan

Tahun

2016

2017

2018

Januari

17.878.400

2.242.200

4.199.500

Pemakaian daya reaktif dapat dilihat pada Tabel IV, sehingga ada denda yang harus dibayar oleh pihak RSUP Sanglah. Selain adanya denda yang harus dibayar munculnya KVARH dapat merugikan kualitas daya listrik yang disebabkan oleh beberapa faktor daya yang kurang dari 0,85 [16]. Daya reaktif dibutuhkan oleh beban agar dapat beroperasi. Beban jenis ini dikenal juga dengan beban induktif, seperti elektromotor pada peralatan medis dan lampu TL. Kompensasi daya reaktif merupakan suatu cara untuk mengurangi daya reaktif. Salah satu cara mengatasi hal di atas adalah dengan pemasangan kapasitor bank. Untuk memperbaiki faktor daya akan dilakukan pengukuran parameter tertentu yang nantinya akan digunakan sebagai penghitungan besarnya kompensasi daya reaktif.

I Putu Meyyasa: Analisa Kualitas Daya Listrik …


p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372

D. Pengamatan dan Analisa Kualitas daya listrik Eksisting

Untuk mengetahui pemakaian daya yang sesungguhnya maka diadakan pengukuran data yang dilakukan di lokasi gardu induk Wing Amerta rentang waktu dari jam 08.00 – 19.00 WITA dengan tujuan mencari data besaran listrik pada saat beban puncak. Pengukuran dilakukan pada keluaran trafo PLN dengan menggunakan alat ukur Clam On Power HiTester 3286-20 merek HIOKI. Alat ukur ini mampu mengukur parameter- parameter yang diperlukan, antara lain: arus, tegangan, faktor daya, pada pengukuran satu fasa dan untuk sistem tiga fasa mampu mengukur daya aktif, daya reaktif dan daya semu. Kegiatan pengukuran dapat dilihat pada Gambar 9.


250

200

150

100

50

0


HASIL PENGUKURAN


08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00



—♦— Daya Semu ( KVA)

■ Daya Aktif ( KWatt)

—⅛- Daya Reaktif ( KVAR )


64,63.26,233,291,865,102,8.29,89,05 5 3 46,151,5552,4

55,95.10,114,158,141,$7,48121 81,6 48,4 42,946,037,2f

31,2560,6 68,6105,242,9 54 45,235,9523,619,822,621,8f


Gambar 10. Grafik hasil pengukuran besaran listrik


TABEL V

DATA HASIL PENGUKURAN


Gambar 9. Kegiatan pengukuran besaran listrik


Jam

Phase

Arus ( I )

Tegangan (V)

Cos φ

Daya Semu ( KVA)

Daya Aktif ( KWatt)

Daya Reaktif (KVAR)

08.00

R

100.30

228.1

0.95

22.5

21.50

7.05

S

90.60

231.3

0.80

21.05

17.00

13.05

T

89.50

230.2

0.85

21.1

17.45

11.15

64.65

55.95

31.25

09.00

R

185.67

228.1

0.92

42.10

38.00

17.00

S

175.70

231.3

0.90

41.05

37.05

17.50

T

186.20

230

0.80

43.00

35.00

26.10

126.15

110.05

60.60

10.00

R

198.47

228.1

0.90

44.95

41.10

19.50

S

189.43

229.5

0.85

44.05

37.15

23.00

T

193.56

227.5

0.82

44.20

36.00

26.10

133.20

114.25

68.60

11.00

R

255.32

228.1

0.90

59.10

51.20

25.10

S

279.00

229.5

0.85

65.15

55.00

34.00

T

301.05

227.5

0.75

67.50

52.05

46.10

191.75

158.25

105.20

12.00

R

200.56

228.1

0.90

45.00

42.10

10.35

S

235.40

229.5

0.88

54.25

46.90

12.50

T

289.45

227.5

0.80

66.00

52.10

20.05

165.25

141.10

42.90

13.00

R

152.32

228.1

0.90

35.00

30.98

15.90

S

134.56

229.5

0.91

30.00

28.00

13.10

T

165.12

227.5

0.75

37.80

28.50

25.00

102.80

87.48

54.00

14.00

R

203.60

228.1

0.98

47.1

45.9

9.75

S

198.60

232.4

0.92

46.5

43.05

18.5

T

155.50

229.6

0.89

36

32

17

129.60

120.95

45.25

15.00

R

125.60

227.8

0.98

29

28.5

7.5

S

130.56

232.7

0.88

31.05

27.05

14.95

T

125.12

230.3

0.89

29

26.05

13.5

89.05

81.60

35.95

16.00

R

98.60

227.7

0.92

22.00

20.50

9.05

S

81.40

232.7

0.91

19.05

17.85

7.50

T

52.14

230.3

0.83

11.95

10.05

7.05

53.00

48.40

23.60

17.00

R

82.20

227.7

0.92

18.05

17.75

7.70

S

75.40

232.7

0.90

18.00

17.00

7.10

T

40.11

230.3

0.86

10.05

8.15

5.00

46.10

42.90

19.80

18.00

R

95.20

227.7

0.92

21.05

20.00

9.05

S

80.30

232.7

0.91

19.00

16.00

7.05

T

51.54

230.3

0.85

11.50

10.05

6.55

51.55

46.05

22.65

19.00

R

91.4

227.7

0.90

21.00

19.75

8.65

S

82.5

232.7

0.90

19.90

18.00

8.05

T

50.54

230.3

0.89

11.50

9.50

5.15

52.40

47.25

21.85


DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2019.v18i02.P14

Dari Gambar 10 dapat diketahui beban puncak berada pukul 11.00 WITA dengan data daya semu 191,75 KVA, daya aktif 158,25 KW dan daya reaktif sebesar 105,2 KVAR dengan faktor daya 0,75. Data ini nantinya dipakai acuan menghitung perbaikan faktor daya.

I R

0,95

0,92

0,9

0,9

0,9

0,9

0,98

0,9

0,92

0,92

0,92

0,9

• S

0,8

0,9

0,85

0,85

0,88

0,91

0,92

0,88

0,91

0,9

0,91

0,9

• T

0,85

0,8

0,82

0,75

0,8

0,75

0,89

0,89

0,83

0,86

0,85

0,89

Gambar 11. Grafik hasil pengukuran Faktor Daya

Dari Gambar 11 didapat :

  • 1.    Faktor daya dibawah 0,85 : Phase R : tidak ada, Phase S : 1 kali (jam 08.00), Phase T : 6 kali (jam 9, 10, 11, 12, 13, 16)

  • 2.    Faktor daya mempengaruhi daya aktif (P) dan daya reaktif (Q);

  • a.    Semakin kecil faktor daya, maka daya aktif menjadi semakin kecil dan daya reaktif menjadi semakin besar.

  • b.    Semakin besar faktor daya, maka daya aktif menjadi semakin besar dan daya reaktif menjadi semakin kecil. Faktor daya berbanding lurus dengan daya aktif dan berbanding terbalik dengan daya reaktif.

  • 3.    Pada phase T, lebih banyak beban – beban induktif, seperti elektromotor, dan lampu TL. Beban induktif diciptakan oleh lilitan kawat (kumparan) yang terdapat di berbagai alat-alat listrik seperti motor, trafo, dan relay. Kumparan dibutuhkan oleh alat-alat listrik tersebut untuk menciptakan medan magnet sebagai komponen kerjanya. Pembangkitan medan magnet pada kumparan inilah yang menjadi beban induktif pada rangkaian arus listrik AC.

  • E.    Menghitung perbaikan faktor daya dan kapasitas kapasitor bank

Dengan mengetahui besaran listrik sesuai dengan pengukuran diatas, maka dapat dilakukan perbaikan faktor daya sesuai dengan yang diinginkan:

1) Perbaikan faktor daya menjadi 0,86

yaitu perbaikan minimum supaya konsumen tidak menanggung biaya kelebihan KVARH dari PLN, dengan menghitung kapasitas panel kapasitor bank sebagai berikut : Diketahui :

  • b. Faktor daya pada saat beban puncak (cos phi) : 0,75 Maka besarnya Daya Aktif (P) adalah :

P=S cos ^                    (1)

= 555 KVA x 0,75

= 416,250 KW

Saat keadaan awal (cos φ1) = 0,75

Daya Reaktif (Q1) dapat dihitung :

Qi = jS2 - P2                            (5)

= √5552 - 416,2502

= √308.025 - 173.265

= √134.761

= 367,098 KVAR

Perbaikan faktor daya target adalah cos φ2

= 0,86 didapat :

S2 = —p-

(6)

= 416,250 / 0,86

= 484,012 KVA

Q2 = Js22 - P2

(7)

Q2 = √484,0122 - P416,2502 = √234.267- 173.264

= √61.003

= 246,988

Besarnya kapasitas kapasitor bank (KVAR) adalah :

∆Q = Qi- Q2                            (8)

= 367,098 – 246,988

= 162,465 KVAR

2) Perbaikan faktor daya menjadi 0,98

yaitu perbaikan untuk mendapatkan daya aktif maksimal yang disediakan PLN, dapat dihitung sebagai berikut,

Perbaikan faktor daya target adalah cos φ2 = 0,98 didapat :

S2


p

= -------

COS — 2

= 416,250 / 0,98

(6)


= 424,745 KVA

Q2 = Js22 - p2                            (7)

Q2 = √424,7452 - P416,2502

= √180.408- 173.264

= √7.144

= 84,523

Besarnya kapasitas kapasitor bank (KVAR) adalah :

∆Q = Qi- Q2                            (8)

= 367,098 - 84,523

= 282,575 KVAR

Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel VI, Gambar 12 dan Gambar 13.

a. Kapasitas daya maksimum untuk Wing Amerta (S) : 555 KVA


I Putu Meyyasa: Analisa Kualitas Daya Listrik …


p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372



TABEL VI

PERHITUNGAN KAPASITAS KAPASITOR BANK

Diketahui :

S1 (KVA)

P (KW)

Q1 (KVAR)

S2 (KVA)

Q2 (KVAR)

∆Q (KVAR)

PF1 = 0,75

555

416,250

367,098

162,465

PF2 = 0,86

484,012

246,988

PF2 = 0,98

424,745

84,523

282,575

Gambar 12. Perhitungan kapasitas kapasitor bank cos φ2 = 0,86

Gambar 13. Perhitungan kapasitas kapasitor bank cos φ2 = 0,98

  • F.    Rekomendasi serta peluang efisiensi

Dari hasil perhitungan perbaikan faktor daya serta besarnya kapasitas kapasitor bank, dibutuhkan survei harga serta spesifikasi atau technical ceklist panel kapasitor bank yang akan dipasang. Sesuai hasil survei harga, pengalaman, konsultasi beberapa tenaga ahli, serta kapasitas yang ada di pasaran didapatkan spesifikasi kapasitas kapasitor bank sesuai dengan tabel VII.

TABEL VII

SPESIFIKASI SERTA INVESTASI KAPASITOR BANK

Item

Efisiensi pembayaran KVARH rata-rata/ bulan (Rp)

Efisiensi pembayaran KVARH rata-rata/ tahun (Rp)

Break Even Point (Tahun)

Keterangan

Keuntungan (Efisiensi pembayaran KVARH)

5.543.845

66.526.141

Investasi

200

1,5

Kapasitas

(pembelian kapasitor bank) (Rp)

KVAR

100.000.000

(18 bulan)

minimum tidak membayar kelebihan kvarh

360 KVAR

120.000.000

1,8 (22 bulan)

Dapat memaksimalkan daya aktif yang disediakan PLN dan penambahan beban daya di tahun berikutnya

Setelah mempertimbangkan data dari tabel VII diatas, direkomendasikan pemasangan kapasitor bank dengan kapasitas sebesar 360 KVAR dengan pertimbangan dapat memaksimalkan daya aktif yang disediakan PLN serta kebutuhan penambahan beban daya ditahun berikutnya. Harga panel kapasitor bank 360 KVAR sebesar Rp. 120.000.000,-(seratus dua puluh juta rupiah) dengan rincian pada tabel VIII.

TABEL VIII

TECHNICAL CHECKLIST PANEL KAPASITOR BANK 360 KVAR 12 STEP

No

Nama Barang

Jumlah

Satuan

Merek

Type

1

Box Panel H1600 W1400 D600mm Powder Coating Plat 2,0mm

1

Unit

Local

Indoor / Free Standing

2

Load Break Switch 3P 630A

1

Pcs

Socomec

Sirco

3

MCCB 3P 50A

7,5kA

16

Pcs

Schneider

EZC100B3050

4

MCCB 3P 40A 7,5kA

4

Pcs

Schneider

EZC100B3040

5

Selector Switch A -O - M

1

Pcs

Fort

3 Possion

6

Relay + Socket

3

Pcs

Omron

MY4 220Volt

7

MCB 1P 10A 4,5kA

3

Pcs

Schneider

Domae

8

Power Factor

Regulator 12 Step

1

Pcs

Epcos MH

MSC12N

9

Kapasitor Bank 20kVar 415Volt

16

Pcs

GAE

MKPg

10

Kapasitor Bank 10kVar 415Volt

4

Pcs

GAE

MKP

11

Magnetic Contactor

Capacitor 20kVar

16

Pcs

Schneider

LC1DLK12M7

12

Magnetic Contactor

Capacitor 10kVar

4

Pcs

Schneider

LC1DFK12M7

13

Exhaust Fan 10

Inch

1

Pcs

Panasonic

FV25TGU

14

Busbar CU

1

Lot

Imfort

10mm x 40mm

15

Busbar Holder 5mm

1

Lot

Ewig

5mm

16

Kabel NYAF 10mm

100

Meter

4 besar

NYAF

17

Kabel Control

NYAF 0,75mm

300

Meter

4 besar

NYAF

18

Pilot Lamp

3

Pcs

Fort

LED

19

Push Button On Lamp Green

12

Pcs

Hanyoung

CR254-2

20

Push Button Off

Red

12

Pcs

Hanyoung

CR251-1

21

Accessories,Mur

Baut,Material

Bantu,Scoon,Vynil

1

Lot

SNI

-

Adapun 12 step yang dimaksud adalah 8 step 40 KVAR (320 KVAR) dan 4 step 10 KVAR (40 KVAR), dimana stepstep ini berfungsi untuk perpindahan otomatis apabila ada fluktuasi perubahan besaran KVAR.

Dari data hasil analisis diatas didapatkan bahwa selisih kemahalan investasi yang telah dikeluarkan untuk membeli

DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2019.v18i02.P14

kapasitor bank akan balik modal (Break Even Point [19], [20]) setelah 1,8 tahun atau 22 bulan. Setelah tahun ke dua dan seterusnya, merupakan keuntungan atau efisiensi pengeluaran Rumah Sakit sebesar Rp. 5.543.845,- setiap bulannya atau Rp. 66.526.141,- setiap tahunnya.

Selain keuntungan diatas, dengan di pasangnya kapasitor bank ini diharapkan : Memaksimalkan pemakaian daya (KVA), menghindari kelebihan beban trafo (overload) dan menghindari kenaikan arus / suhu pada kabel.

  • V. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan yaitu:

  • 1.    Perbaikan faktor daya dapat dilakukan dengan pemasangan kapasitor bank dengan kapasitas 360 KVAR yang memerlukan nilai investasi sebesar Rp. 120.000.000,-dengan perkiraan balik modal (Break Even Point) setelah 1,8 tahun atau 22 bulan dan keuntungan atau efisiensi pengeluaran Rumah Sakit sebesar Rp. 5.543.845,- setiap bulannya atau Rp. 66.526.141,- setiap tahunnya.

  • 2.    Adakan pendekatan kepada pihak manajemen agar segera merealisasikan pengadaan kapasitor bank guna mendapatkan efisiensi terhadap pengeluaran anggaran rutin serta perbaikan kualitas daya listrik di Instalasi Wing Amerta.

FAKTOR DAYA LISTRIK DI POLITEKNIK KOTA MALANG,” Jurnal ELTEK, vol. Vol 12 Nomor 01, pp. 105-118, 2014.

  • [13]    M. H. Rizal, ”Kualitas Daya Listrik Industri,” Research Gate, 24 November 2015.

  • [14]    D. R. Nur Yulianti Hidayah, ”ANALISIS PERBAIKAN POWER QUALITY UNTUK PENCAPAIAN EFISIENSI ENERGI DI RS. X,” Jurnal Sistem Industri, vol. Volume 7 nomor 1 , pp. 46-57, 2013.

  • [15]    N. S. Syamsudin Noor, ”Efisiensi Pemakaian Daya Listrik Menggunakan Kapasitor Bank,” Jurnal POROS TEKNIK, vol. volume 6, pp. 55 - 102, 2014.

  • [16]    Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral , ”Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral NO 07 tahun 2010,” i Tarif Tenaga Listrik Yang Disediakan Oleh Perusahaan Perseroan PT. PLN, jakarta, 2010.

  • [17]    Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral, ”Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral No.28 Tahun 2016,” i Tarif Tenaga Listrik yang disediakan oleh PT. PLN, Jakarta, 2016.

  • [18]    S. C. ISKANDAR, Mesin Pendingin, Yogyakarta: CV Budi Utama, 2017.

  • [19]    M. Fuad...[et.al], Pengantar Bisnis, Bogor: Gramedia Pustaka Utama, 2000.

  • [20]    C. Y. Rachmat, ”Studi Manajemen Energi Di Rumah Sakit Prima Medika Denpasar,” Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. %1 av %2 Vol. 18, No.1, p. 04, 2019.

Referensi

  • [1]    I. W. Rinas, Kualitas Daya Listrik & Beberapa Solusinya, Denpasar: Udayana University Press, 2017.

  • [2]    C. Sankaran, Power Quality, Washington DC: CRC Press, 2002.

  • [3]    E. W. Rinaldo Jaya Sitorus, ”Studi Kualitas Listrik Dan Perbaikan Faktor Daya Pada Beban Listrik Rumah Tangga Menggunakan Kapasitor,” DTE FT USU, Medan, 2013.

  • [4]    F. I. P. Maharani Putri, ”Analisis Kualitas Daya Akibat Beban Reaktansi Induktif (XL) di Industri,” Journal of Electrical Technology, Vol. %1 av %2Vol. 3, No. 2, pp. 81-85, 2018.

  • [5]    A. I. A. Ardhin Najadiya Setya, ”Efisiensi Energi Listrik Dalam Upaya Meningkatkan Power Quality dan Penghematan Energi Listrik di Gedung Universitas Ciputra (UC) Apartment Surabaya,” Jurusan Teknik Elektro, vol. Volume 06 Nomor 03 , pp. 193 - 202 , 2017.

  • [6]    W. H. W. Dinda Ayu Kusumadewi, ” Rancang Bangun Panel Capacitor Bank Untuk Perbaikan Faktor Daya Pada Pabrik Triplex Plywood Industry Desa Wonosobo Kec. Srono Kab. Banyuwangi,” UNEJ, Banyuwangi, 2014.

  • [7]    U. A. LUY USMAN, ”Analisis Kebutuhan Kapasitor Pada Panel Capasitor Bank Untuk Beban 500 KWatt,” Jurnal elektronika dan komputer, vol. Vol. 8, nr Elkom, p. 1, 2015.

  • [8]    Z. A. S. Ahmad Bukhari, ”Perbaikan Power Faktor Pada Konsumen Rumah Tangga Menggunakan Kapasitor Bank,” Jurnal ilmiah mahasiswa, pp. 69-75, 2012.

  • [9]    M. H. d. J. Setiawan, ”Pemasangan Kapasitor Bank Untuk Perbaikan Faktor Daya Pada Panel Utama Listrik Gedung Fakultas Teknik Universitas IBN Khaldun Bogor,” Universitas Ibn Khaldun, Bogor, 2016.

  • [10]    W. Handajadi, ”Peningkatan Kualitas Daya Listrik dalam Pemakaian Luminer Menggunakan Lampu Hemat Energi (LHE),” Jurnal Teknologi, vol. Volume 7 Nomor 2, pp. 134-140, 2014.

  • [11]    A. Yani, ”Pemasangan Kapasitor Bank untuk,” Journal of Electrical Technology, vol. Vol.2, p. 3, 2017.

  • [12]    M. F. Hakim, ”ANALISIS KEBUTUHAN CAPACITOR BANK BESERTA IMPLEMENTASINYA UNTUK MEMPERBAIKI

I Putu Meyyasa: Analisa Kualitas Daya Listrik …

p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372