KAPASITOR BANK FAKTUR KUASA

1. Julai02 ITiDi 1
KAPASITOR BANK FAKTUR
KUASA
Oleh
RAIS BIN MA’AT
Ketua Program Kejuruteraan Elektrik
Institut Latihan dan Pembangunan Infrastruktur
Ikram

2. Julai02 ITiDi 2
TYPES OF LOADS
• Most electrical loads can be placed in one
of three categories:
• Resistive
• Inductive
• Capacitive
• Most common loads are inductive loads
such as motors and flourescent lamps,
followed by resistive loads such as heaters,
filament bulb and electric iron

3. Julai02 ITiDi 3
Cont.
• All inductive loads require two kinds of
power to function properly, there are:
• Active power (kW) – actually perform the
work
• Reactive power (kVAr) – to sustain the
electromagnetic field
• The motor without load still demand
magnetizing current to maintain the
magnetic field

4. Julai02 ITiDi 4
JENIS-JENIS KUASA
• Kuasa Sebenar / Kuasa Berguna / True
Power / Real Power / Aktif Power (kW)
• Kuasa Samar / Apparent Power (kVA)
• Kuasa Reaktif / Useless Power /
Magnetising Power (kVAr)

5. Julai02 ITiDi 5
KUASA SEBENAR
• Kuasa keluaran yang sebenarnya dapat
digunakan untuk membuat kerja atau
menghasilkan apa-apa tenaga
• Unit dalam watt atau kilowatt
• Merupakan kuasa keluaran (output power)
• Arus dan voltan adalah sefasa

6. Julai02 ITiDi 6
KUASA SAMAR
• Kuasa Samar atau Apparent Power adalah
jumlah kuasa yang termasuk didalamnya
kuasa sebenar dan kuasa reaktif
• Ia adalah hasil dharab voltan dengan arus
tanpa mengambil kira apa-apa kehilangan
atau ketidakcekapan oleh apa-apa sebab
• Unit didalam kilovoltampere (kVA)

7. Julai02 ITiDi 7
KUASA REAKTIF
• Kuasa Reaktif / Kuasa Regangan atau
Useless power ialah kuasa yang tidak dapat
digunakan sebagai kuasa keluaran
• Disebut juga sebagai Magnetising Power
sebab ia digunakan untuk mengujudkan dan
mengekalkan medan magnet (gelong)
• Arus mengekori voltan
• Unit dalam kVAr

8. Julai02 ITiDi 8
RAJAH TIGA SEGI KUASA
• Apabila sudut fasa kecil faktur kuasa tinggi
• Apabila faktur kuasa rendah nilai kVA dan
kVAr akan menjadi lebih besar tetapi nilai
kW tetap sama
• Apabila sudut fasa kosong, faktur kuasa
bersamaan satu (kos 0º = 1), oleh itu nilai
kW sama dengan nilai kVA
• Apabila nilai kVAr dikecilkan, faktur kuasa
menjadi tinggi

9. Julai02 ITiDi 9
SEGITIGA KUASA

10. Julai02 ITiDi 10
PERSAMAAN KUASA I
kVA² = kW² + kVAr²

11. Julai02 ITiDi 11
PERSAMAAN KUASA II
PkW = √3 x VL x IL x P.F

12. Julai02 ITiDi 12
RAJAH VEKTOR

13. Julai02 ITiDi 13

14. Julai02 ITiDi 14
RAJAH VEKTOR

15. Julai02 ITiDi 15

16. Julai02 ITiDi 16
RUMUSAN RAJAH VEKTOR
• Apabila sudut fasa kecil f.k adalah tinggi
• Apabila sudut fasa besar (f.k rendah) kVA
dan kVAr menjadi besar tetapi kW tetap
sama
• Apabila sudut fasa kosong, f.k bersamaan 1
dan kW sama dengan kVA
• Apabila nilai kVAr kecil f.k adalah tinggi

17. Julai02 ITiDi 17
FAKTUR KUASA
• Ialah nisbah diantara Kuasa Sebenar dengan
Kuasa Samar atau kos  (sudut fasa)
Kuasa Sebenar (kW)
Faktur Kuasa = -------------------------
Kuasa Samar (kVA)

18. Julai02 ITiDi 18
MAKNA F.K RENDAH
• Tidak cekap menggunakan kuasa
• Pembaziran kuasa kepada yang tidak
produktif
• Arus akan menjadi lebih tinggi dari yang
sewajarnya
• Pihak penjanaan (TNB) akan terpaksa
menjana lebih kVA, oleh itu kos menjadi
tinggi

19. Julai02 ITiDi 19
KESAN F.K RENDAH
• Memerlukan saiz kabel yang lebih besar
• Susut voltan berlebihan
• Penggunaan alatubah tidak optimum
• Kehilangan I²R (haba) yang tinggi
• Peralatan elektrik seperti alatubah, motor,
alternator cepat menjadi panas dari yang
sepatutnya

20. Julai02 ITiDi 20
KESAN LAIN F.K RENDAH
• Didenda oleh pihak TNB atau Pemegang
Lesen jika faktur kuasa purata bulanan
kurang dari 0.85
• Alatubah tidak dapat menghasilkan lebih
watt untuk disalurkan kepada beban-beban
atau pengguna-pengguna yang lain

21. Julai02 ITiDi 21
PENYEBAB FAKTUR KUASA
RENDAH
1. Induction Motor
2. Alatubah
3. Cok/Ballast/Magnetic coil
4. Pengimpal (welding set)
5. Induction Furnace

22. Julai02 ITiDi 22
PENGIRAAN ARUS
• Kira arus sebuah motor 40 HP pada:
• a. Faktur kuasa 0.9
• b. Faktur kuasa 0.6
• Apakah perbezaan dari segi nilai arus
tersebut

23. Julai02 ITiDi 23
MOTOR 40 H.P, 415V PADA
PELBAGAI F.KUASA
Faktur Kuasa Arus (A)
1.0 41.51
0.95 43.68
0.90 46.11
0.85 48.82
0.80 51.87
0.75 55.33
0.70 59.28
0.65 63.85
0.60 69.17
0.55 75.45
0.50 83.00

24. Julai02 ITiDi 24
JANAKUASA 500kW, 415V PADA
PELBAGAI F.KUASA
F.K Arus (A) kVA Pertambahan
kVA
Pertambahan
Arus
1.0 696 500 0 0
0.9 773 556 77 56
0.8 870 625 174 125
0.7 994 714 298 214
0.6 1159 833 463 333
0.5 1391 1000 695 500

25. Julai02 ITiDi 25
KADAR DENDA
• 1.5% dari jumlah bil bulanan jika faktur
kuasa dari 0.75 hingga 0.84 bagi setiap 0.01
yang kurang
• 3% dari jumlah bil bulanan jika faktur kuasa
kurang dari 0.75 bagi setiap 0.01 yang
kurang dan dicampur dengan jumlah yang
diatas tadi

26. Julai02 ITiDi 26
CONTOH
• MD = 100kW
• kWh = 65,000 unit
• kVArh = 85,000 unit
• Bil bulanan = RM18,500
Kira denda dikenakan jika faktur kuasa = 0.61
Kiraan
• (0.85 - 0.75) ÷ 0.01 = 10 x 1.5% = 15%
• (0.75 - 0.61) ÷ 0.01 = 14 x 3% = 42%
• Jumlah = (15%+42%) x RM18,500 = RM10,545.00

27. Julai02 ITiDi 27
BACAAN BULANAN
• Meter kilowatt-hour (kWh)
• Meter kVArh
• Meter faktur kuasa yang terdapat pada
papan suis utama adalah memberi bacaan
ketika (instantaneous value) dan bukan
bacaan purata bulanan

28. Julai02 ITiDi 28
PENGUKURAN DITAPAK
Jika boleh hendaklah dibuat semasa operasi berada ditahap
maksima. Bacaan faktur kuasa yang kerap adalah perlu.
Katalah bacaan faktur kuasa yang diperolehi = 0.5
Purata bacaan voltan = 420V
Purata arus talian = 700A
Kuasa digunakan = 3 x 420V x700A x 0.5
= 256kW
Jika faktur kuasa dibaiki kepada 0.95
kVAr = 256kW (tan 1 – tan 2) = 256 (1.73 – 0.329)
= 359 kVAr

29. Julai02 ITiDi 29
BACAAN BULANAN
Bulan kWh kVArh
Januari 921 546
Februari 1230 742

30. Julai02 ITiDi 30
PENGIRAAN F.KUASA
• kWh digunakan = 1230  921 = 309 kWh
• kVArh  = 742  546 = 196 kVArh
• Tan  = 196 / 309 = 0.63
• Inverse tan 0.63 = 32.3°
• Kos 32.3° = 0.84
• Faktur kuasa = 0.84

31. Julai02 ITiDi 31
CARA LAIN
F.K = kWh = 309 .
 (kWh² + kVArh²)  (309² + 196²)
= 309 .
 (95481 + 38416)
= 0.84

32. Julai02 ITiDi 32
MEMBAIKI FAKTUR KUASA
• Menggunakan kapasitor
• Menggunakan motor segerak (synchronous
motor)

33. Julai02 ITiDi 33
KAPASITOR
• Arus mendulu voltan
• Harga murah
• Senggaraan murah dan mudah (hampir
tanpa senggaraan – maintenance free)
• Terdapat berbagai-bagai saiz dari kecil
hinggalah besar
• Boleh dipercayai

34. Julai02 ITiDi 34
KAPASITOR
BANK

35. Julai02 ITiDi 35
MOTOR SEGERAK
• Harganya mahal & senggaraan juga mahal
• Bersaiz besar
• Kelajuan tetap (bergantung kepada ulangan)
• Stator dibekalkan dengan bekalan AC
• Rotor dibekalkan dengan bekalan DC
• Boleh berfungsi dari lagging power factor ke unity
dan ke leading power factor dengan melaras arus
ujaan ke rotor
• Sesuai digunakan sebagai tugas sampingan

36. Julai02 ITiDi 36
PEMBAIKAN TUNGGAL
• Bermakna pembaikan faktur kuasa pada
sesuatu alat/mesen seperti motor elektrik
• Jika terlalu banyak motor dengan berbagai-
bagai saiz maka cara ini adalah tidak
praktikal sebab kerja senggaraan menjadi
terlalu banyak
• Faktur kuasa berubah-ubah sepanjang hari
oleh itu cara ini kurang sesuai

37. Julai02 ITiDi 37
PERMENENT
CONNECTION

38. Julai02 ITiDi 38
MOTOR
DENGAN
P.F KAPASITOR
SAMBUNGAN
TETAP

39. Julai02 ITiDi 39
PERTIMBANGAN AM
• Ujaan auto iaitu ujaan diri motor oleh cas
kapasitor yang tersimpan semasa ketiadaan
bekalan hendaklah dielakkan
• Pastikan arus kapasitor adalah sama atau
lebih kecil dari arus kemagnetan motor,
biasanya 90% dari arus tanpa beban motor

40. Julai02 ITiDi 40
SAIZ KAPASITOR MOTOR
• kW motor x Beban Penuh x (tan 1– tan 2)
• kVAr = ------------------------------------------------------
• Kecekapan Motor (pada beban penuh)
• 1 - faktur kuasa asal
• 2 - faktur kuasa diperbaiki

41. Julai02 ITiDi 41
PEMBAIKAN CARA PUSAT
• Apabila faktur kuasa berubah-ubah sepanjang hari
dan beban induktif kecil terlalu banyak dimana
cara pembaikan tunggal adalah tidak ekonomik
dan tidak praktikal
• Tidak mempunyai ruang yang mencukupi untuk
menempatkan terlalu banyak kapasitor
• Operasi kapasitor bank dikendalikan secara
otomatik mengikut perubahan beban

42. Julai02 ITiDi 42
PEMBAIKAN KUMPULAN &
PEMBAIKAN PUSAT TETAP
• Satu kapasitor bank untuk sekumpulan
motor atau apa-apa beban lain
• Pembaikan individu secara tetap asasnya
sama dengan pembaikan cara pusat tetapi ia
tidak mempunyai regulator faktur kuasa
iaitu ia tidak dikawal secara otomatik

43. Julai02 ITiDi 43
PEMBAIKAN TERGABUNG
Pembaikan tergabung adalah campuran
pembaikan tetap, otomatik, kumpulan dan
tunggal

44. Julai02 ITiDi 44
SAIZ KAPASITOR BANK
• kVAr = PkW (tan1 – tan 2) = PkW x k
• kVAr - Kadaran kapasitor bank
• PkW - MD pemasangan dalam kW
• tan 1 - Faktur kuasa asal
• tan 2 - Faktur kuasa diperbaiki
• k - tan1 – tan 2

45. Julai02 ITiDi 45
NILAI K
• tan 1 – tan 2
• Gunakan Nomogram
• Gunakan Jadual Faktur K

46. Julai02 ITiDi 46
NOMOGRAM

47. Julai02 ITiDi 47
JADUAL
UNTUK
NILAI
K

48. Julai02 ITiDi 48
CONTOH 1
• Beban MD = 200kW
• Faktur kuasa asal = 0.74
• Faktur kuasa diperbaiki = 0.9
• Faktur k = 0.42 (dari jadual)
• Saiz kapasitor bank = 200 x 0.42
= 84kVAr

49. Julai02 ITiDi 49
CONTOH 2
• Sebuah pemasangan menggunakan 49,470 kWh
tenaga. F.K bulan Jun ialah 0.59. pemasangan
digunakan 9 jam sehari, 25 hari sebulan. Kira saiz
kapasitor bank yang diperlukan untuk
memperbaiki F.K kepada 0.95.
• Jumlah jam kerja = 9 x 25 = 225jam
• Beban permintaan = 49,470/225 = 200 kW
• kVAr diperlukan= kW (tan θ1 – tan θ2)
• = 200 (1.386 – 0.329)
• = 229 kVAr

50. Julai02 ITiDi 50
PENENTUAN BILANGAN STEP
• Tidak ada satu formula khusus untuk
menentukan bilangan step sesuatu kapasitor
bank
• Ia mengikut kesesuaian beban pemasangan
dan hendaklah praktikal, jika satu step
terlalu besar ia akan mengakibatkan over
correction

51. Julai02 ITiDi 51
MENENTUKAN KADARAN kVAr
SETIAP STEP
• Setiap step boleh mempunyai kadaran kVAr
yang sama atau boleh juga tidak sama
• Ia berpandukan saiz-saiz beban induktif
yang terpasang
• Jika semasa minimum load bebannya
tersangat rendah dan terdapat pula motor
bersaiz besar, maka lazimnya kVAr setiap
step tidak sama

52. Julai02 ITiDi 52
POWER FACTOR REGULATOR
• Satu device elektronik untuk mengawal
secara otomatik jumlah kVAr yang perlu
dimasukkan kepada atau dikeluarkan
daripada litar pada satu-satu masa
• Ia mengesan perbedaan sudut fasa diantara
voltan dan arus dan menambah atau
mengurangkan kVAr dalam litar mengikut
setting yang telah ditentukan

53. Julai02 ITiDi 53
P.FACTOR
REGULATOR

54. Julai02 ITiDi 54
C/K SETTING
• Nilai C/K menentukan pada tahap arus
reaktif yang mana regulator mula bertindak
• Tatahan C/K adalah mengikut step kapasitor
yang paling kecil, selalunya yang pertama
• Diperolehi dengan membahagi kVAr
dengan K, dimana K nisbah alatubah arus

55. Julai02 ITiDi 55
CONTOH
• Step terkecil = 150 kVAr
• Nisbah c.t = 1000/5A
• Oleh itu K = 1000  5 = 200
• C/K = 150  200 = 0.75
• Kebiasaannya regulator di set agar
bertindak pada kadar 2/3 daripada arus satu
langkah

56. Julai02 ITiDi 56
TARGET P.F SETTING
• P.F Regulator memerlukan kita menentukan
target P.F setting
• Selalunya kita set pada kedudukan yang
melebehi 0.85, contohnya pada 0.9

57. Julai02 ITiDi 57
AUTO/MANUAL BUTTON
• Dalam keadaan normal P.F Regulator
hendaklah di set pada kedudukan Auto
• Apabila ujian manual diperlukan tukar
kedudukan pada manual dan tekan butang
plus (+) dan butang minus ( – ) untuk
mengurang dan menambah kapasitor
kepada sistem pemasangan tanpa mengira
beban elektrik pada masa tersebut

58. Julai02 ITiDi 58
PENUNJUK LED
• Penunjuk LED akan menyala mengikut
bilangan step yang aktif (energised to the
circuit). Ini adalah penunjuk sahaja, tidak
mesti step tersebut berfungsi sekiranya
fius/MCB, kabel, kontaktor atau kapasitor
mengalami masaalah

59. Julai02 ITiDi 59
C/K SETTING

60. Julai02 ITiDi 60
JADUAL
SUDUT-
SUDUT

61. Julai02 ITiDi 61
PROGRAMME MODE
1:1:1:1:1 10:10:10:10:10 KVAR
1:2:2:2:2 10:20:20:20:20 KVAR
1:2:4:4:4 10:20:40:40:40 KVAR
1:2:2:4:4 10:20:20:40:40 KVAR
1:2:4:4:8 10:20:40:40:80 KVAR
1:2:4:8:8 10:20:40:80:80 KVAR

62. Julai02 ITiDi 62
KOMPONEN-KOMPENEN YANG
DIPERLUKAN
1. Alatubah arus, satu sahaja diperlukan (RED)
2. Fius atau MCB
3. Power factor regulator
4. Bekalan dari dua fasa (Yellow, Blue)
5. Kontaktor
6. Kabel
7. Kapasitor bank

63. Julai02 ITiDi 63
KADARAN KOMPONEN
1. Fius/MCB : 1.5 x Arus kapasitor
2. Kontaktor : 1.6 ke 2.0 x Arus kapasitor
3. Kabel : 1.7 x Arus kapasitor

64. Julai02 ITiDi 64
KRITERIA DIPERLUKAN
1. Arus transient semasa pensuisan
2. Voltan transient apabila kapasitor
diputuskan semasa pensuisan dilakukan
yang menyebabkan berlakunya arka
3. Berupaya membawa beban penuh
4. Berupaya membawa peningkatan arus
kapasitor dalam keadaan tertentu

65. Julai02 ITiDi 65
CONTROL CIRCUIT

66. Julai02 ITiDi 66
SENGGARAAN KAPASITOR BANK
1. Periksa fius/MCB yang melindungi kapasitor
bank
2. Power factor regulator mungkin tidak berfungsi
3. Sambungan-sambungan mungkin longgar
4. Kapasitor boleh rosak, terbakar atau meletup
5. Terlalu banyak habok atau kotoran
menyebabkan flashover
6. Pengudaraan tersekat menyebabkan panas

67. Julai02 ITiDi 67
KESAN HARMONIK
• Harmonik yang tinggi dan banyak
menyebabkan galangan kapasitor menjadi
rendah, oleh itu kapasitor mengalami
keadaan hampir-hampir litar pintas
• Kapasitor akan menjadi terlalu panas dan
kadang-kadang meletup