Umur Kapasitor, Harmonik dan Detuned Reactor

Beberapa hal dapat mempengaruhi usia dari kapasitor bank, antara lain : temperature, tegangan yang masuk ke kapasitor, frekuensi, juga kualitas power (THD = Total Harmonic Distortion). Dalam gambar dibawah ini Anda bisa melihat visualisasi gelombang harmonik

THD (Total Harmonic Distortion) > 5% bisa membuat kerusakan pada kapasitor. Yang menyebabkan harmonik tinggi adalah beban non linear, seperti rectifier, ups, batetry charge, inverter, lampu hemat energi, arc furnaces, motor DC dsb.

Ada 2 macam THD, yaitu THDv dan THDi.

Pengaruh THD yang tinggi adalah terjadinya over voltage dan over current, yang bisa menyebabkan gangguan gangguan antara lain :

• Bunyi mendengung yang keras pada trafo.
• Putaran motor dapat berbalik arah yang menyebabkan putarannya terkunci, sehingga menimbulkan arus yang sangat besar.
• Putaran kWH meter yang lebih cepat, padahal pemakaiannya tetap.
• Kesalahan operasi pada alat-alat pengatur (regulation device), timbul karena pergeseran phasa dari wave form tegangan disamping nilai puncak (peak value) dari wave form tegangan juga turut meningkat tajam.
• Bertambahnya kehilangan energi baik pada tembaga (kabel-kabel dan kumparan) maupun pada besi (pada inti dari trafo distribusi).
• Overheating pada motor-motor listrik dan pada capacitor.
• Dampak buruk pada audio frekuensi.
• Bertambahnya bunyi (sound level) pada motor-motor dan peralatan listrik lainnya.
• Tripping pada Circuit Breaker dan ledakan pada fuse kapasitor.

Guna mengkonpensasi daya reaktif pada beban-beban induktif digunakan Power Capacitor yang dihubungkan paralel dengan beban pada panel induk, dengan demikian power factor beban keseluruhan akan dapat diperbaiki.

Namun menghubungkan langsung power capacitor pada jaringan distribusi berbeban non linear yang menghasilkan harmonik tinggi akan sangat berbahaya karena kemungkinan terjadinya paralel resonansi antara kapasitor dengan beban induktif tertentu bahkan dengan trafo distribusi, dan apabila frekuensi resonansi berada sangat dekat dengan frekuensi harmonisa ke-5 dan ke-7 maka tegangan harmonik tinggi yang sangat kuat akan muncul pada busbar panel induk dan mengakibatkan arus lebih (over current) pada kapasitor, trafo distribusi dan beban beban lain.

Pemilihan kapasitor

Untuk mengatasi dampak pemasangan PF Correction Capacitor terhadap meningkatnya harmonik tinggi pada jaringan berbeban non linear maka diperlukan kapasitor dengan kriteria sebagai berikut:

Classic solution:
THD (I) < 15% atau THD (U) < 2% maka gunakan ==> kapasitor standar 400VAC/50Hz

Comfort solution:
15% < THD (I) < 25% atau 2% < THD (U) < 3% maka gunakan ==> kapasitor yang dioverrated di 525VAC/50Hz

Harmony solution:
25% < THD (I) < 40% atau 3% < THD (U) < 4% maka gunakan ==> kapasitor yang dioverrated di 525VAC/50Hz + Detuned Reactor (DR) dengan tuning order 190Hz

Instalasi

Jika total harmonik yang ada diatas 25% sampai 40% maka pemilihan kapasitor menggunakan tegangan kerja 525 V, dengan demikian untuk mendapatkan daya reaktif 50 Kvar pada 415 V dibutuhkan kapasitor sebesar 60 % lebih tinggi yaitu kapasitor 80 Kvar / 525 V. 60 % ini berasal dari ( 525/415 ) kwadrat = 1,60 atau 60 % lebih banyak.

Jika total harmonik lebih tinggi dari 40 % , maka kapasitor yang dipakai menggunakan tegangan sebesar 525 V ditambah pemasangan detuned reactor secara seri. Pemasangan detuned reactor ini sebagai filter harmonik yang mana berupa lilitan dengan satuan besaran Henry .




Karena detuned reactor berupa lilitan maka harmonik (gelombang liar) ini akan beresonansi terhadap lilitan induktif dan dengan sendirinya memfilter harmonik yang masuk ke kapasitor bank.
 sumber:http://electric-mechanic.blogspot.com/2012/09/umur-kapasitor-harmonik-dan-detuned.html