1. Penelitian ini menganalisis pemanfaatan kapasitor daya untuk menambah kemampuan kapasitas daya terpasang pada instalasi rumah tangga. 2. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan menambahkan kapasitor daya, kapasitas daya terpasang dapat bertambah sebesar 10% pada faktor daya 0,85-0,95. 3. Kesimpulannya, kapasitor daya dapat digunakan untuk meningkatkan kapasitas daya

1. 1
Analisis Pemanfaatan Kapasitor Daya Untuk Menambah Kemampuan
Kapasitas Daya Terpasang Pada Instalasi Rumah Tangga
Simon Patabang1)
1)
Dosen Jurusan Teknik Elektro, Universitas Atma Jaya Makassar
Abstrak
Besarnya daya listrik yang digunakan oleh setiap rumah tangga dibatasi berdasarkan
besarnya kapasitas daya listrik terpasang yang diminta kepada PLN. Ketika kebutuhan daya
listrik makin bertambah hingga melebihi kapasitas daya terpasang, maka aliran daya listrik
akan terputus. Hal ini menimbulkan gangguan dan ketidaknyamanan karena alat-alat listrik
tidak bekerja secara kontinu. Ada sebagian pelanggan PLN masih menunda penambahan
daya dengan alas an ekonomi, dimana tarif beban akan bertambah.
Untuk mengatasi masalah tersebut, maka dilakukan penelitian dengan memanfaatkan
kapasitor daya. Penelitian dilakukan menggunakan metode simulasi beban. Setiap daya
terpasang, disimulasikan hingga mencapai beban maksimum dimana faktor daya kurang dari
0,90. Pada saat beban maksimum tercapai, kemudian ditambahkan kapasitor daya.
Berdasarkan hasil simulasi diperoleh bahwa dengan penggunaan kapasitor daya, maka
kemampuan kapasitas daya listrik terpasang pada instalasi rumah dapat bertambah sebesar
10% dari daya terpasang pada faktor daya 0,85 – 0,95.
Kata kunci : daya listrik,kapasitor, instalasi rumah
Abstract
The amount of electricity used by each household is limited based on the amount of
installed electric power capacity requested to PLN. When the need for electrical power
increases until it exceeds the installed power capacity, the power flow will be cut off. This
causes interference and inconvenience because the electrical appliances do not work
continuously. Some PLN customers are still delaying the addition of power with economic
reasons, where the load rates will increase.
To overcome this problem, the research is done by utilizing power capacitors. The
study was conducted using load simulation method. Every installed power is simulated until
it reaches the maximum load where the power factor is less than 0.90. When the maximum
load is reached, then a power capacitor is added.
Based on the simulation results it was found that with the use of power capacitors, the
capacity of the installed electric power capacity in a home installation could increase by 10%
from the installed power at a power factor of 0.85 - 0.95.
Keywords: electric power, capacitor, home installation
1. PENDAHULUAN
Pada umumnya beban listrik ada 3 macam yaitu beban resistif, induktif, dan kapasitif.
Ketiga jenis beban ini berbentuk peralatan listrik rumah tangga yang digunakan setiap hari.
Dengan bertambahnya kebutuhan rumah tangga, maka akan mempengaruhi bertambahnya
kebutuhan daya listrik. Secara matematik, aliran daya beban dalam sistem jaringan listrik
dinyatakan dengan persamaan :
1
Korespondensi penulis: Simon Patabang, spatabang@gmail.com

2. 2
S = P + jQ (2.1)
dimana :
P = daya aktif (Watt)
Q = daya reaktif (VAr)
S = daya semu (VA)
Peralatan listrik dalam rumah tangga mengkonsumsi energi listrik sesuai dengan
kebutuhannya masing-masing. Pada beban resistif mengkonsumsi daya aktif P dan beban
induktif mengkonsumsi daya induktif Q. Sedangkan kebutuhan daya yang tersedia untuk
mensuplay kebutuhan daya P dan Q adalah daya semu S. Daya semu merupakan
besarnya kemampuan daya terpasang pada tiap rumah pelanggan.
Berdasarkan persamaan 2.1. maka hubungan antara ketiga jenis daya tersebut
merupakan hubungan segitiga Phytagoras yang digambarkan pada Gambar 2.1.
Gambar 1. Segitiga Daya
Berdasarkan Gambar 1., maka diperoleh persamaan sebagai berikut :
2 2
cos
sin
P S
Q S
S P Q




 
(2.2)
Pada beban rumah tangga, besarnya daya S menyatakan kapasitas maksimum daya
terpasang. Besarnya daya S adalah tetap sedangkan besarnya daya P dan Q dapat
berubah-ubah sesuai dengan penggunaan peralatan listrik. Persamaan di atas
memperlihatkan bahwa daya semu S berbanding lurus dengan daya aktif P dan daya
reaktif Q tetapi berbanding lurus dengan faktor daya yaitu cos ϕ.
Berdasarkan Gambar 2.1., jika daya P dan Q semakin besar, maka kebutuhan daya S
akan semakin bertambah besar dan sudut phasa ϕ juga akan semakin besar. Untuk
mengimbangi pertambahan daya reaktif pada beban, maka diperlukan suatu komponen
kapasitor yang dapat mengkompensasi atau mengurangi kenaikan daya reaktif beban.
Jika daya reaktif beban berkurang, maka konsumsi daya semu dapat berkurang. Jika
terjadi demikian, maka kemampuan daya terpasang akan bertambah karena ada
pengurangan daya S yang dapat digunakan untuk pertambahan beban listrik yang lain.
Keadaan tersebut dapat digambarkan pada Gambar 2.

3. 3
Gambar 2. Pengurangan Daya Semu S1 Menjadi S2
Dari Gambar 2. diperoleh persamaan sebagai berikut :
2 2
1 1
S P Q
  (2.3)
2 2 2 2
2 1 2
( )
S P Q Q P Q
     (2.4)
dimana : 1 2
Q Q Q
 
Keterangan :
P = Daya aktif beban
Q1 = Daya reaktif beban
Q2 = Daya reaktif kapasitor daya
Q = Hasil perbaikan daya reaktif
S1 = Daya semu/ kapasitas daya terpasang
S2 = Hasil perbaikan daya semu/ kapasitas daya terpasang
2.4. Kapasitas Daya Terpasang
Setiap instalasi rumah membutuhkan suplay daya listrik PLN agar dapat berfungsi
dengan baik. Daya listrik yang terpasang pada instalasi rumah, dikelompokkan oleh PLN
berdasarkan besarnya kebutuhan daya tiap pelanggan. Besarnya daya tiap kelompok
menyatakan daya maksimum yang dapat digunakan oleh pelanggan. Kelompok daya
terpasang seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Kapasitas Daya Terpasang Pada Beban Rumah
NO
DAYA
TERPASANG (VA)
KAPASITAS
MCB (A)
1 250 1,2
2 450 2
3 900 4
4 1.300 6
5 2.200 10
6 3.500 16
7 4.400 20
8 5.500 25
9 7.700 35
10 11.000 50

4. 4
Jika komsumsi daya beban melebihi daya terpasang, maka aliran daya akan terputus
secara otomatis oleh MCB. Hal ini terjadi karena arus beban yang mengalir pada MCB
lebih besar dari arus nominalnya. Kenaikan arus beban disebabkan oleh jumlah daya
beban yang semakin besar hingga besarnya lebih besar dari daya terpasang. Besarnya
arus nominal dihitung dengan rumus :
n
S
I
V
 (2.11)
Dimana S adalah besarnya kapasitas daya terpasang dan V adalah besarnya tegangan
nominal yaitu 220 Volt AC. Berdasarkan persamaan 2.11, maka besarnya kapasitas
MCB untuk tiap daya terpasang ditunjukkan dalam Tabel 1.
2. METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan dengan metode simulasi beban dimana pada setiap kapasitas
daya terpasang diberi beban hingga mencapai daya maksimum. Dengan simulasi beban,
dimana beban P dan Q selalu berubah-ubah sedangkan daya terpasang (S) selalu tetap.
Ketika sudah mencapai daya maksimum, kemudian ditambahkan kapasitor daya yang
berfungsi mengkompensasi daya reaktif beban sehingga daya semu menjadi turun.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan metode simulasi beban maka diperoleh hasil dalam bentuk grafik
sebagai berikut :
Gambar 3. Grafik Beban Dengan Kapasitor Q2 Untuk 900VA
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 5 10 15
Daya
Jumlah Data
Grafik BebanDaya Terpasang 900 VA
P
Q1
#REF!
Q2
S2

5. 5
Gambar 4. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 1300VA
Gambar 5. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 2200 VA
Gambar 6. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 3500VA
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15
Daya
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 1300 VA
P
Q1
S1
Q2
S2
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15
Daya
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 2200 VA
P
Q1
S1
Q2
S2
0
1000
2000
3000
4000
0 5 10 15
Daya
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 3500 VA
P
Q1
S1
Q2
S2

6. 6
Gambar 7. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 4400VA
Gambar 8. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 5500VA
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 5 10 15
Daya
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 4400 VA
P
Q1
S1
Q2
S2
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 5 10 15 20
Daya
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 5500 VA
P
Q1
S1
Q2
S2

7. 7
Gambar 9. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 7700VA
Gambar 10. Grafik Beban Dengan Kapasitor Untuk 11000VA
Dari analisis tersebut di atas dapat diketahui bahwa kemampuan daya terpasang pada
rumah tinggal dapat bertambah dengan menggunakan kapasitor daya. Ketika Q2
ditambahkan, maka daya S1 tunrun menjadi S2. Penambahan kapasitor dapat dilakukan
ketika faktor daya kurang dari 0,90. Karena jenis dan karakteristik beban setiap rumah
berbeda-beda, maka besarnya kapasitas kapasitor yang digunakan tentu tidak akan sama
untuk setiap rumah tinggal. Oleh sebab itu nilai optimal dari kapasitas kapasitor yang boleh
ditambahkan akan berbeda pula untuk setiap daya terpasang. Grafik menggambarkan bahwa
ketika daya maksimum tercapai, maka ditambahkan kapasitor daya dengan penambahan
kapasitas daya terpasang sebesar 10%.
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa dan pembahasan kapasitas daya terpasang pada rumah
tinggal, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
0
2000
4000
6000
8000
10000
0 10 20 30
Daya
S
(VA)
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 7700
VA
P
Q1
S1
Q2
S2
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 10 20 30 40
Daya
S
(VA)
Jumlah Data
Grafik Beban Daya Terpasang 11000 VA
P
Q1
S1
Q2
S2

8. 8
1. Kemampuan kapasitas daya terpasang pada rumah tinggal dapat ditambah dengan
menggunakan kapasitor daya.
2. Setiap rumah tinggal memiliki jenis dan karakteristik beban yang berbeda-beda,
sehingga membutuhkan kapasitas kapasitor yang bebeda-beda pula.
3. Berdasarkan hasil simulasi diperoleh bahwa dengan penggunaan kapasitor daya, maka
kemampuan kapasitas daya listrik terpasang pada instalasi rumah dapat bertambah
sebesar 10% dari daya terpasang pada faktor daya 0,85 – 0,95.
DAFTAR PUSTAKA
Ernest Hornemann cs, Electrical Power Engineering proficiency Course, GTZ GmbH,
Braunschweigh, 1983
Brian Scaddan, Instalasi Listrik Rumah Tangga, Penerbit Erlangga, 2003
F. Suyatmo, Teknik Listrik Instalasi Penerangan, Rineka Cipta, 2004
Yayasan PUIL, Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000, Jakarta, 2000