Kapasitor Bank: Pengertian, Fungsi, Contoh Skema Rangkaian

Penjelasan apa itu Kapasitor bank dan Cara kerjanya☑️ Fungsi kapasitor bank pada rangkaian listrik, mobil dan contoh skema rangkaian☑️

Dahulu kapasitor bank diturunkan ke pembangkit listrik publik yang terisolasi, berteknologi rendah, dan berpagar tinggi. Namun kini, telah diperkecil ke perangkat MEMS berukuran nano dan ditempatkan di gardu luas.

Terlepas dari bagaimana model penggunaannya, kapasitor bank dirancang untuk menyimpan dan menghaluskan energi listrik. Untuk lebih mudah dalam memahaminya, simak detail ulasannya dibawah ini.

Pengertian Kapasitor Bank

Dunia elektronika modern kita membutuhkan banyak energi. Untuk memenuhi permintaan ini, energi harus disimpan secara elektrik agar mudah diakses.

Salah satu komponen elektronika yang sesuai dengan kebutuhan ini adalah kapasitor bank. Kapasitor ini sangat ideal untuk menyimpan muatan energi listrik yang besar serta mengkondisikan aliran energi sesuai kebutuhan.

Kapasitor bank adalah sekelompok kapasitor dengan peringkat yang sama dan dihubungkan secara seri atau pralel (tergantung pada peringkat yang diinginkan) untuk membentuk bank kapasitor yang menyimpan energi listrik..

Kapasitor bank yang terbentuk kemudian digunakan untuk memperbaiki kelambatan faktor daya atau pergeseran fasa dalam catu daya AC (arus alternatif).

Seperti halnya kapasitor individu, peralatan ini digunakan untuk menyimpan energi listrik dan mengatur aliran energi tersebut. Peningkatan jumlah kapasitor di bank akan meningkatkan kapasitas energi yang dapat disimpan pada satu perangkat.

Pada dasarnya, tujuan pemasangan kapasitor bank adalah untuk mengurangi perbedaan fasa antara tegangan dan arus. Pada penambahan power bank, arus mendahului tegangan, sehingga sudut faktor daya berkurang.

Penurunan sudut faktor daya listrik menunjukkan perbaikan faktor daya. Kapasitor bank ini digunakan untuk kompensasi daya reaktif dan koreksi faktor daya di gardu listrik.

Daya Reaktif Kapasitor Bank (kVAR)

Daya yang mengalir bolak-balik atau bergerak dua arah, tetapi tidak melakukan kerja apa pun dalam rangkaian listrik disebut daya reaktif. Satuan pengukurannya adalah VAR, termasuk produk dari tegangan, arus, dan sin .

Hampir semua perangkat listrik bersifat induktif. Daya Reaktif (kVAR) menopang medan elektro-magnetik. Meskipun sebenarnya keberadaannya diperlukan agar peralatan mampu beroperasi dengan benar, tetapi di sisi lain dapat dipahami sebagai beban yang tidak diinginkan pada suplai.

Apalagi, daya reaktif bersama dengan daya aktual yang meningkatkan arus dalam kabel (arus daya nyata + arus daya reaktif) juga mengurangi faktor daya (pf). Situasi ini bisa diatasi dengan memasang kapasitor dalam jumlah banyak atau disebut juga kapasitor bank, di mana manfaatnya bisa membantu meningkatkan faktor daya (pf).

Fungsi Kapasitor Bank

Fungsi kapasitor bank yang utama adalah untuk kompensasi daya reaktif dan koreksi faktor daya di gardu listrik. Kapasitor bank akan menyimpan energi listrik dan mengkondisikan energi tersebut sesuai dengan kebutuhan.

Kapasitor sesungguhnya mengkonsumsi daya aktif dan melepaskan daya reaktif. Ini juga menghadirkan impedansi rendah untuk harmonik. Karena itu, beberapa fungsi lainnya pemasangan kapasitor bank adalah untuk:

• Meminimalkan penurunan tegangan pada ujung beban, dengan menyuntikkan volt-amp reaktif alias VAR.
• Meminimalkan fluktuasi tegangan, biasanya ditempatkan di dekat fasilitas industri, menggunakan bank filter harmonik, yang pada akhirnya akan meningkatkan kualitas daya.
• Berperan sebagai bagian integral dari perangkat Flexible AC Transmission (FACT).

Karena sebagian besar beban industri di Indonesia bersifat induktif, beban tersebut memerlukan proporsi daya reaktif tertentu agar dapat berfungsi dengan maksimal.

Daya reaktif ini disediakan oleh kapasitor bank yang dipasang sejajar dengan beban. Kapasitor bank bertindak sebagai sumber daya reaktif lokal dan dengan demikian daya kurang reaktif mengalir melalui saluran yang ada.

Dengan menggunakan kapasitor bank, faktor daya dapat dipertahankan mendekati satu. Meningkatkan faktor daya adalah proses mengurangi perbedaan fasa antara tegangan dan arus.

Cara Kerja Kapasitor Bank

Kapasitor Bank bekerja pada teori yang sama seperti kapasitor tunggal. Ini dirancang untuk menyimpan energi listrik, hanya pada kapasitas yang lebih besar dari satu perangkat. Sebuah kapasitor tunggal terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrik atau bahan isolasi.

Ketika arus dikirim melalui konduktor, medan listrik bersifat statis kemudian berkembang dalam dielektrik yang bertindak sebagai energi tersimpan. Dielektrik dirancang untuk memungkinkan menekan jumlah kebocoran energi yang tersimpan dalam perangkat.

Pemasangan kapasitor bank juga merupakan salah satu metode termurah untuk memperbaiki masalah jeda daya dan memelihara bank kapasitor faktor daya sederhana dan hemat biaya.

Satu hal yang harus selalu diingat terkait prinsip kerja kapasitor bank ini adalah kenyataan bahwa energi yang tersimpan, jika salah dibuang, dapat menyebabkan luka bakar serius atau sengatan listrik.

Penanganan atau pembuangan kapasitor yang salah juga dapat menyebabkan ledakan, jadi harus selalu berhati-hati saat menangani kapasitor dalam bentuk apa pun.

Ada dua cara merangkai kapasitor bank, yaitu terpusat dan terbatas. Antara keduanya punya perbedaan sebagai berikut:

• Terpusat

Di sini, kapasitor diletakkan pada sisi primer serta sekunder transformator, persisnya di bus pusat pengontrol.

• Terbatas

Kapasitor memiliki feeder kecil, diletakkan pada rangkaian cabang, dan langsung mengenai beban.

Sebagai contoh ukuran rangkaian kapasitor bank pada kendaraan mobil dan motor. Motor dan mobil adalah dua di antara perangkat yang cocok untuk mengaplikasikan kapasitor bank.

Adapun kapasitor bak ideal untuk keduanya yakni 70.000  hingga 0,5 F. Lalu untuk tegangannya, dijaga pada 50 volt dan suhu paling tinggi .

Rangkaian Kapasitor Bank 3 Phase

Kapasitor bank 3 phase dapat dihubungkan melalui dua cara, yaitu star dan delta. Berikut perbedaan di antara keduanya.

• Delta

Ketika kapasitor menghasilkan Kilovolt-Ampere Reactive (kVAR) maka itu sebanding dengan kuadrat tegangan yang diberikan. Jadi, jika tegangan lebih tinggi, kVAR juga lebih banyak.

Kapasitor pada koneksi ini akan memberikan kVAR lebih tinggi dibandingkan dengan bank yang terhubung melalui koneksi star karena pada koneksi tipe star, tegangan yang diberikan lebih rendah dibandingkan dengan koneksi delta.

Bank kapasitor dalam hubungan ini dapat mengalirkan arus harmonik, sehingga itu sekaligus berpotensi mengurangi efek harmonik dalam suatu sistem kelistrikan. Ketika bank terhubung dalam koneksi delta, maka bisa memberikan kapasitansi yang seimbang untuk setiap tahap sistem kelistrikan & menjaga tegangan seimbang.

• Star

Dalam jenis koneksi ini, titik tidak bias dari kapasitor bank dibumikan secara stabil, yang berarti netral tidak boleh diisolasi ke tingkat BIL dari sistem yang lengkap. Dengan demikian, beberapa pengurangan harga dapat direalisasikan dengan koneksi ini.

Selain itu, TRV (tegangan pemulihan sementara) mungkin kurang keras dalam koneksi ini. Kesalahan pada 1-phase bank tidak akan mempengaruhi kenaikan tegangan di kaki bank yang tersisa. Jadi gangguan pada salah satu phase kapasitor tidak akan mempengaruhi phase lainnya.

Manfaat Penggunaan Kapasitor Bank

Kapasitor bank memiliki beberapa keunggulan, terutama dalam hal mengatur daya reaktif. Lebih jauh, berikut keuntungan pemasangan perangkat ini.

• Mampu meningkatkan efisiensi operasi sistem tenaga listrik dan membantu stabilitas tegangan sistem transmisi dan distribusi selama gangguan dan kondisi beban tinggi.
• Dapat menghilangkan efek arus tertinggal dari motor dan transformator.
• Mampu mengurangi kerugian sistem dan membantu memberikan dukungan tegangan listrik.
• Dapat mengurangi arus total yang mengalir melalui kawat sehingga meninggalkan kapasitas di konduktor untuk beban tambahan.

Kapasitor bank telah memberikan berbagai macam kemudahan dalam hidup manusia. Terutama untuk memenuhi kebutuhan energi berjumlah besar. Temuan mengenai perangkat ini merupakan fondasi penting di era modern.