ASC ELEKTRIK CAPACITOR BANK DAN POWER FACTOR

Gambar  : kapasitor bank pada litar utama 

Kapasitor bank 3 fasa mempunyai fungsi utama untuk memperbaiki faktor kuasa (power factor) pada sistem tenaga eletrik, terutamanya pada beban arus ulang alik (AC) yang besar seperti di industri. Selain itu, kapasitor bank juga membantu dalam beberapa aspek lain seperti: 

Meningkatkan efisiensi sistem tenaga listrik:

• Dengan memperbaiki faktor kuasa, kapasitor bank membantu mengurangi kerugian daya reaktif dan meningkatkan efisiensi penggunaan kuasa aktif. 
• Mengurangi tegangan drop:

  Kapasitor bank dapat membantu menjaga kestabilan voltage dalam sistem, terutama saat beban elektrik meningkat, dengan mengkompensasi reaktansi beban. 
• Mencegah beban lebih pada transformator:

  Dengan menyediakan daya reaktif, kapasitor bank dapat mengurangi beban pada transformator, mencegah potensi overload dan kerosakan. 
• Mengurangi kenaikan suhu pada kabel:

  Kapasitor bank membantu mengurangi arus total yang mengalir dalam sistem, sehingga dapat mengurangi kenaikan suhu pada kabel. 
• Menghemat biaya listrik:

  Dengan memperbaiki faktor kuasa, kapasitor bank dapat mengurangi denda yang mungkin dikenakan oleh penyedia elektrik (TNB) karena faktor kuasa yang rendah, serta mengurangi konsumsi daya total, sehingga dapat menghemat biaya elektrik. 
• Memperpanjang umur peralatan:

  Dengan menjaga stabilitas tegangan dan mengurangi beban pada peralatan, kapasitor bank dapat membantu memperpanjang umur peralatan elektrik dan elektronik. 
• Meningkatkan kinerja peralatan:

  Dengan memastikan pasokan daya yang stabil dan efisien, kapasitor bank dapat membantu meningkatkan kinerja peralatan listrik dan elektronik. 

Gambarajah : contoh pendawaian

capacitor bank

Kebanyakan litar atau peralatan elektrik yang biasa digunakan adalah bersifat inductance. Sifat ini ujud apabila satu-satu peralatan itu mempunyai sifat gelungan didalamnya. Sifat alatan mempunyai gelungan menyebabkan Arus (I) akan medahului Voltage (V). Contoh alatan harian bersifat ini adalah kipas angin, air con, pemanas (heater) dan pelbagai lagi yang umumnya mempunyai motor didalamnya. Artinya akan ada perubahan fasa bagi litar bersifat ini. Lihat contoh gambarajah dibawah :-

Gambarajah : gambaran perubahan fasa V dan I pada litar/peralatan bersifat induktance

Dapat dilihat, perjalanan V dan I tidak lagi pada fasa yang sama. Secara mudahnya untuk "menolak" kembali fasa arus kembali ke fasa Voltage, perlu ditambah peralatan yang membolehkan kesan ini berlaku. Salah satu cara mudah ialah dengan menambahkan kapasitor kepada litar tersebut.  Kapasitor ini sifatnya menjadikan arus akan mengekor voltage, berlawanan sifat dengan litar inductif. Dari teorinya amat sukar untuk "menolak" keduanya berada pada fasa yang sama. Apa yang boleh dibuat adalah memastikan fasanya berada pada sudut  cos(Ø)nya adalah kurang dari 0.85.

Gambarajah : litar bersifat kapasitance adalah arus mengekor voltan, berlawanan sifat dengan litar inductance 

Dengan sifat yang berlawanan ini, secara tak langnung dapat menolak fasa arus(I) menghampiri fasa voltage (V)

Denda power factor 

Menyentuh denda power factor, dendanya berbeza mengikut bekalan. Bagi bekalan diatas  atau sama 132KV, minimum power factor adalah 0.90. Sementara untuk bekalan dibawah 132KV adalah 0.85.

Contoh kiraan denda (dibawah 132KV):-

- denda 1.5% dari bil bulanan bagi setiap 0.01 pf yang rendah sehingga 0.75

Contoh kiraan :-

cos(Ø) = 0.75

= ((0.85-0.75)/0.01) x 1.5% 

= 15% (tambahan kepada pada bil semasa)

Bagi pf lebih rendah dari 0.75, tambahan 3% bagi setiap 0.01  pengurangan pf akan ditambah kepada bil semasa.

Contohnya kiraan cos(Ø) dibawah 0.75

cos(Ø) = 0.70

Kiraan 

= ((0,85-0.75)/0.01) x 1.5%  + ((0.75-0.70)/0.01)x 3% 

= 15% + 15%

= 30%. (Tambahan kepada bil semasa)

Contoh diatas adalah kiraan penalties sekiranya tiada tindakan diambil untuk mengatasi pf yang rendah tersebut.

Dalam bekalan elektrik, terdapat 3 jenis kuasa dihasilkan iaitu Apparent Power (kuasa ketara) (VA),Reactive Power (VAR) dan Active Power (W)

Kuasa sebenar/ nyata P

Kuasa yang sebenarnya digunakan untuk membuat kerja. Unitnya diukur dalam Watt (W)

Kuasa Reactive Q

Kuasa reaktif ialah bahagian elektrik dalam litar AC yang mengalir bolak-balik, sentiasa bertukar antara punca dan beban, tanpa melakukan apa-apa kerja yang berguna.  Ia dikaitkan dengan medan magnet dan elektrik yang dihasilkan oleh beban induktif dan kapasitif, seperti motor dan kapasitor.  Walaupun ia tidak menyumbang secara langsung kepada kerja yang berguna, ia penting untuk pengendalian banyak peranti elektrik dan untuk mengekalkan kestabilan voltan dalam grid kuasa. unit Volt Ampere Reabctive (VAR)

Kuasa ketara S (apparent power)

Kuasa ketara ialah jumlah kuasa yang mengalir dalam litar AC, yang mewakili hasil darab voltan dan arus tanpa mengambil kira sudut fasa.  Ia adalah magnitud jumlah vektor kuasa aktif dan reaktif dan diukur dalam volt-ampere (VA).  Pada asasnya, ini ialah jumlah kuasa yang dibekalkan kepada litar, sebahagian daripadanya mungkin digunakan untuk kerja sebenar (kuasa aktif) dan sebahagiannya mungkin dikembalikan kepada punca (kuasa reaktif). 

Contoh kiraan pf atau cosӨ dari bacaan meter semasa (01/06/25 ~ 15/06/25) bacaan diambil dari meter sebenar MSB-A berdasarkan bacaan pada tarikh tersebut

Contoh bacaan  

Tarikh             Kwh(P)           Kvar(Q)

01/06/25.    3695199.        653861

15/06/25.    3716631.        663610

Dari bacaan diatas, untuk mendapat cosӨ, perlu mendapatkan nilai sudut Ө dahulu. Sila rujuk gambarajah dibawah

Nilai diketahui hanyalah P dan Q, persamaan yang boleh digunakan adalah

TanӨ = Q/P

 Ө = arctan(Q/P) = arc tan [(663610-653862)/(3716631-3695199)]

= arctan[9749/21532]

= arctan[0.4528)

= 24.36

==>> cos(24.36) = 0.91

Melalui bacaan dan kiraan, pf atau cosӨ dari 01/06/25 sehingga 15/06/25 adalah 0.91.

Semakin besar pf atau cosӨ semakin besar kuasa diperlukan?

P =VIcosӨ (kiraan 1 fasa)

=＞ I  = P/(V x cosӨ)

let P = 1KW V = 240

cosӨ = 0.85 

I = P/(v x cosӨ)

   = 1x1000/(240 x 0.85)

   = 4.9A

cosӨ = 0.75

I = P/(v x cosӨ)

   = 1x1000/(240 x 0.75)

   = 5.5A

cosӨ = 0.70

I = P/(v x cosӨ)

   = 1x1000/(240 x 0.70)

   = 6.A

Dari kiraan diatas,  menunjukkan semakin rendah pf (cosӨ) semakin ringgi arus diperlukan ?atau semakin besar kuasa ketara diperlukan.

Bacaan semasa pf boleh dilihat di jadual rekod seperti dibawah

Rekod bacaan meter semasa

Sila lihat diruangan T ditulis "pf" dan di tanda dengan anak panah merah

Nilai pf yang ditunjukkan adalah melalui kiraan harian berdasarkan bacaan semasa