Mengenal daya aktif, daya reaktif dan faktor daya

Postingan kali ini akan menjawab pertanyaan Syarif pada postingan terdahulu tentang harmonisa daya. Oke, saya awali dengan penjelasan mengenai daya listrik terlebih dahulu. Seringkali terjadi kebingungan antara daya dan energi. Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi memiliki satuan Joule atau Btu. Sedangkan daya didefinisikan sebagai laju energi yang dibangkitkan atau dikonsumsi. Satuan dari daya adalah Joule/detik atau watt. Maka satuan energi listrik adalah watt-detik atau lebih populer dengan watt-hour.
Daya dengan satuan watt disebut sebagai daya aktif (P). Daya inilah yang dikonsumsi oleh berbagai macam peralatan listrik. Selain daya aktif, kita kenal daya reaktif. daya reaktif ini memiliki satuan VAR atau volt ampere reaktif. Daya reaktif (Q) ini tidak memiliki dampak apapun dalam kerja suatu beban listrik, dengan kata lain daya reaktif ini tidak berguna bagi konsumen listrik. Gabungan antara daya aktif dan reaktif adalah apparent power atau daya nyata (S). Jika digambarkan dalam bentuk segitiga daya, maka daya nyata direpresentasikan oleh sisi miring dan daya aktif maupun reaktid direpresentasikan oleh sisi-sisi segitiga yang saling tegak lurus.

Lalu, apa hubungannya dengan faktor daya? Faktor daya sering disebut sebagai cos phi (cosine phi) dimana phi adalah sudut antara daya nyata (S) dengan daya aktif (P). P sendiri sama dengan (S * cos phi). Sedangkan Q (daya reaktif) sama dengan (S*sin phi) . Ingat, cos phi tidak sama dengan efisiensi. Analogi sederhananya adalah, ada suatu jalan dengan lebar tertentu . Kemudian kita bariskan 10 orang pada jalan tersebut, ternyata baru memakai 10% dari lebar jalan. Kemudian, kita tambahkan menjadi 80 orang ternyata 80% lebar jalan dapat kita pergunakan. Terlihat, dengan semakin banyak orang yang bisa kita masukkan ke jalan tersebut, maka faktor pemanfaatan jalan juga semakin tinggi. Tentu berbeda jika dari 1000 orang , kita suruh berjalan dalam bentuk 10 baris jika dibandingkan dengan bentuk barisan berupa 80 baris.

Menjawab pertanyaan berikutnya, apa yang terjadi jika faktor daya ( cos phi) tinggi dan apa yang terjadi jika rendah. Oke, kita langsung masuk ke perhitungan saja supaya lebih mudah untuk memahami efek dari faktor daya. Misalkan PLN menyuplai daya pada suatu pabrik sebesar 500 kW berupa daya aktif. (ingat satuannya!!!), pada rating tegangan 10kV. Kemudian hitung rugi-rugi pada saluran distribusi daya yang dimiliki PLN jika faktor daya beban konsumen sebesar 0,6 dan 0,9.

Dari persamaan diatas, terlihat bahwa daya aktif (P) = V*I*PF , dimana PF(power factor) adalah faktor daya atau cos phi. Maka untuk faktor daya sebesar 0,6 akan kita dapat arus yang disuplai PLN ke konsumen sebesar I = P/(V*PF) = 83,33 A . Sedangkan untuk faktor daya pada beban konsumen sebesar 0,9 , besar arus yang disuplai PLN sebesar I = 55,55 A. Jika kita bandingkan, untuk daya aktif yang sama, PLN harus menyalurkan arus lebih besar jika faktor daya beban yang dimiliki konsumen lebih rendah. Arus yang tinggi ini akan menyebabkan kenaikan rugi-rugi daya pada saluran yang harus ditanggung oleh PLN. Perlu diingat, rugi-rugi daya didefinisikan sebagai hasil perkalian antara kuadrat arus dengan hambatan pada saluran listrik. Oleh karena itu, untuk konsumen industri PLN mengenakan biaya tambahan berupa biaya beban reaktif. Sedangkan untuk konsumen rumah tangga tidak ada pos biaya beban reaktif.

Mungkin anda masih ingat beberapa waktu yang lalu, sempat menjadi tren untuk menggunakan penghemat listrik pada rumah tangga. Memang ada beberapa jenis penghemat listrik, salah satunya memanfaatkan kapasitor untuk meningkatkan faktor daya, sehingga daya reaktif yang dikonsumsi menurun. Sebenarnya hal itu tidak terlampau berguna bagi konsumen rumah tangga, karena tidak ada biaya beban reaktif. Mengenai cara meningkatkan faktor daya , insya ALLAH akan saya bahas di postingan berikutnya

Sebagai referensi untuk detail perhitungan, anda bisa membaca buku Rangkaian Listrik karangan DR.Sudaryatno Sudirham. Mudah dipahami.

About these ads

63 thoughts on “Mengenal daya aktif, daya reaktif dan faktor daya”

  1. Sebuah ralat kecil: peralatan listrik tidak mengkonsumsi Daya, melainkan mengkonsumsi Energi. Menggunakan Daya, tapi tidak mengkonsumsinya. Lampu 100W tetap menggunakan listrik 100W dari hari ke hari, tidak akhirnya turun menjadi 50W. Sedangkan Energi listrik baterai dalam senter, akhirnya akan habis terkonsumsi bila senter tersebut kita nyalakan terus. Jadi yang dikonsumsi itu Joule.

    Nah, kalau kita bisa melihat itu, bisa kita telusuri Joule di listrik datangnya dari kandungan Joule di batubara atau BBM yang dibakar pada stasiun pembangkit listrik untuk menggerakkan turbin. Joule pada bahan bakar fosil tersebut dulu datangnya dari matahari, ketika fosil tersebut hidup sebagai tanaman di permukaan bumi. Cadangan Energi dari Minyak tinggal 8 zettaJoule, sedangkan matahari masih menyirami kita dengan 550.000 zettaJoule tiap 100 tahunnya. Pilih mana sebagai sumber Energi? Minyak kan sayang kalau dibakar. Mendingan jadi plastik atau bahan petrokimia yang masih bisa diaur ulang.

    PLN sebenarnya juga bisa mencari sumber Energi yang lebih berkesinambungan, yaitu misalnya dari panas bumi (cadangannya: 10.000 zettaJoule). Indonesia kaya akan panas bumi. Pasang pembangkit listrik geothermal dekat kawasan industri, jadi nggak perlu rugi dalam pendistribusian listrik. Untuk daerah terpencil yang notabene sangat mahal untuk tarik kabel sampai ke sana, biarkan masyarakat memasang listrik energi surya (boleh harga perangkatnya disubsidi PLN biar murah banget). Jadi PLN nggak perlu merugi.

    Coba deh lihat blog Energi di http://www.kajul.org (masuk ke bagian bahasa Inggris atau Indonesia). Gantian tinggalkan komentar juga, ya?
    Salam,
    Sarjono

  2. How I can directly do the measurement of power factor for the loads in distribution network???what the instrument that I can get?

  3. sebetulya dari faktor daya ini, bisakah untuk menentukan jenis beban apakah bersifat kapasitif atau induktif ?

  4. #sarjono : terima kasih atas masukkannya pak.
    # ade: yes, you can measure the power factor. as far as i know, the device is power factor meter.
    # usman : bisa saja, pak. dari faktor daya tersebut, biasanya bisa diketahui apakah bebannya induktif atau kapasitif..

  5. saya pengen tanya, perbedaan faktor beban dengan faktor daya dan satuan dari faktor beban dan faktor daya

  6. kenapa faktor daya harus di perbaiki, apa pengertian drop tegangan dan rumusnya..penting banget mohon di jawab cepet

  7. ass.apakah energi juga terbagi menjadi energi aktif, reaktif dan nyata? Terus yg setiap bulan kita bayar ke PLN itu konsumsi energi yg mana?mohon informasinya..trims

  8. #randy : kalo faktor beban saya belum tahu tuh. untuk satuan faktor beban sendiri tidak ada..

    #ozik : untuk konsumen rumah tangga / non-industri, memang perbaikan faktor daya tidak terlalu berpengaruh untuk konsumen. Karena perbaikan faktor daya hanya akan mengurangi daya reaktif. Sedangkan rumah tangga tidak ditagih untuk penggunaan daya reaktifnya… Sedangkan untuk pelanggan industri , biasanya PLN selain menagih penggunaan daya aktif, juga akan ditagih penggunaan daya reaktifnya. Biasanya dikonsumsi oleh motor-motor listrik…

    #Edhie ; sampai saat ini saya belum mengetahui adanya pendefinisian energi aktif/reaktif/nyata.. Sebagai konsumen rumah tangga, kita hanya membayar penggunaan daya aktif saja..

  9. saya mau tanya menurut anda…apa benar alat penghemat energi listrik dapat menghemat energi listrik untuk konsumen rumah tangga?klo memang bisa…kenapa tagihan rekening listrik tetap besar?
    yang saya tahu alat penghemat energi itu memakai kapasitor bank yang dapat menaikan nilai cos phi. dimana nilai cos phi maks itu 1… jadi apa bila nilai cos phi naik maka ya misal dari 0,5 menjadi 0.9 maka rugi daya reaktif semakin kecil. tapi kenapa setelah dipasang alat tersebut tagihan tetap besar?apa mungkin nilai cos phi di rumah saya sudah bagus sehingga dengan dipasang alat tersebut hanya akan menambah bebah?
    mohon penerangannya

    1. menurut saya :
      P = VI cos Q
      P adalah daya aktif
      V adalah tegangan
      I adalah arus
      bila cos Q naik, atau tegangan naik atau beban naik maka daya aktif yg dikonsumsi menjadi tinggi, ya berpengaruhlah ke tagihan boss

  10. sebenarnya tidak terlalu berefek besar jika anda mempergunakan alat penghemat listrik.
    Yang perlu anda perhatikan bahwa, konsumen rumah tangga hanya ditagih untuk penggunaan daya aktif ( watt ), sedangkan daya reaktif ( volt ampere ) hanya dibebankan kepada konesumen industri…

  11. makasih udah berbagi pengetahuan.
    buat def, cara paling efektif buat hemat energi ya dg menghemat penggunaan energi. Banyak trik yang ditawarkan, dari lampu hemat energi, kulkas hemat energi, AC hemat energi (kalo pake). Piranti hemat energi kayanya hanya mengalihkan pembicaraan saja, tidak menyelesaikan masalah yg sebenarnya.

  12. #ame : Maaf baru sempat menjawab. Mungkin kawan-kawan ada yang bisa menambahkan. Sepemahaman saya, trafo daya hanya berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan sesuai kebutuhan penyaluran daya. Sedangkan trafo arus atau tegangan dipergunakan untuk keperluan pencuplikan nilai tegangan/arus untuk kebutuhan pengukuran.

    Untuk kebutuhan pengaturan daya reaktif, anda dapat mempergunakan komponen kapasitor dan turunannya.

    1. tolong di posting tentang UPS yg dipakai di industri bukan utk rumahan.semua penjelasannya,gangguan yg biasa terjadi dan solusinya.pokoknya semua entang UPS mas.
      penting banget mas..please ya..maksasih sebelumnya.

  13. sedikit yang saya tau, pada trafo daya atau interbus transformer (IBT) di GI terdapat fasilitas on load tap changer (OLTC) untuk merubah posisi jumlah lilitan sekunder IBT, untuk menaikan atau menurunkan tegangan terutama di sisi sekunder.
    Prinsipnya dengan merubah nilai impedansi kumparan.

  14. sepertinya trafo daya tidak bisa mengatur daya reaktif.
    Biasanya ada kapasitor bank yg digunakan untuk mengkompensasi beban2 induktif yang ada di suatu industri.
    Mohon diralat bila salah.

    Dhita (Electrical Engineer Student)

  15. #cupid : power factor kalo diterjemahkan ke bahasa indonesia menjadi fakto daya. Dengan kata lain faktor daya == power factor

    Mohon maaf kalo dalam tulisan dan artikelnya tercampur antara istilah dalam bahasa asing dan bahasa indonesia

  16. Pengaturan daya reaktif di trafo daya itu ya itu…
    dengan pengaturan pada oltc. Perubahan posisi tap akan merubah jumlah lilitan primer yang berarti merubah nilai kapasitansi.

    1. kalo menurut ane, oltc hanya untuk menaikan atau menurunkan tegangan output yang diinginkan, yg mempengaruhi nilai kapasitansi ya di sisi hilir, apakah dengan pemakaian kapasitor

  17. apa yang membedakan Trafo arus dan trafo tegangan dari sisi mana CT dapat merasakan arus dan PT dapat merasakan tegangan?

    1. #falen : Yang membedakan tentu saja besaran yang didapat. Trafo arus dipergunakan untuk mendapatkan nilai arus sedangkan trafo tegangan untuk mendapatkan nilai tegangan. Sisi mana ? Kalau yang dimaksud sisi trafo, setahu saya kedua sisi dapat dipergunakan trafo arus atau tegangan.

  18. “Jika digambarkan dalam bentuk segitiga daya, maka daya nyata direpresentasikan oleh sisi miring dan daya aktif maupun reaktid direpresentasikan oleh sisi-sisi segitiga yang saling tegak lurus.” apa maksud daya nyata??bukankah daya nyata adalah daya aktif??atau?? minta dong penjelasannya..thanks

    1. #falen : Setahu saya yang dimaksud daya nyata (VA )adalah daya yang dikonsumsi oleh konsumen. Baik berupa daya aktif (watt) maupun daya rekatif ( VAR). Dengan kata lain, daya nyata merupakan gabungan dari daya aktif dan daya rekatif. Lazimnya , daya nyata sering ditulis dengan daya saja, tanpa embel-embel nyata. mungkin ada yang mau menambahkan ??

      1. mohon maaf ya mas..setau saya.. S itu = daya semu..dimana S = V . I satuannya Volt Ampere (VA)…daya semu inilah yg dijual oleh PLN kepada pelanggannya..salah satu contoh pelanggan PLN 2 Ampere. 2 Ampere ini = 450 VA..sementara disisi kwh meter yg terbaca berdasarkan daya aktif yg terpakai..jadi daya nyata untuk 2 Ampere :
        P = V . I . cos Q
        = 450 x 0.8
        = 360 Watt ( inilah sisi yg bisa digunakan oleh pelanggan. apabila pemakaiannya melebihi dari 360 Watt maka MCB 2 Ampere tersebut trip )…kira2 seperti itu..terimakasih

  19. maksudnya travo arus dan tegangan dengan dasar apa sehingga dia dapat merasakan arus dan tegangan? padahal kedua-duanya memiliki kumparan yang sama..trims

  20. Gimana sih sebenarnya efek dari penggunaan capasitor bank (perbaikan faktor daya) pada konsumen terhadap suply pln sendiri (trafo-trafo) yang terdapat pada jaringan dan pembangkit. saya pernah dengar kalau hal tersebut dapat mengakibatkan meningkatnya panas pada trafo tersebut. tolong penjelasannya.
    Terima kasih.

  21. #muh. nuur : penggunaan kapasitor bank tu jgada untung ruginya. untung : karena dengan dipasangnya kapasitor dapat memperbaiki faktor daya sehingga dapat mengurangi rugi-rugi saluran. namun disisi lain pemasangan kapasitor bank juga akan menimbulkan efek harmonisa (dapat menaikan frekuensi) yang dapat mengakibatkan panas pada trafo. Tolong di ralat kalo ada yg salah.

  22. daya semu (VA) , merupakan daya yang belum terpengaruhi oleh apapun,
    contoh nya:, seperti daya yg terpasang di rumh kita yg lngsung dari PLN, kn pasti 450 VA, atau 900 VA

    daya nyata (Watt) , merupakan daya yg sudah di pengaruhi oleh cos phi (faktor daya), jd sebenarnya daya inilah yg saat ini di rmg kita.
    seumpama daya yg terpasang di rmh kita 900 Va, tp kenyataan nya bukan 900 watt, melainkan kurang dari 900, karena sudah di pengaruhi dengan faktor daya (biasanya 0,9). jd sebenarnya hanya 810 watt saja. ini bukan akal2an PLN, tp emng hukum nya bgtu n di pengaruhi faktor daya.

    mengenai OLTC ( On Load Tap Changer), dia hanya bisa menaikan/menurunkan tegangan saja di sisi 20 KV nya. bukan merubah lilitan primer, tp hanya merubah tegangan secara otomatis terhadap beban.

    untuk pemasangan kapasitor sendiri, biasanya PLN sudah memikirkan hal tersebut, karena di sini juga PLN yg menanggung rugi nya, tp untuk pelanggan rumah tangga ga usah gusar karena untuk daya reaktif tidak dibebankan .

  23. Perbaikan cos phi tidak akan mengurangi penggunaan KWH-meter. Akan tetapi hanya akan mengurangi pemakaian daya reaktif sehingga kapasitas pemakaian dapat bertambah.

  24. Pak, kalo suatu beban berupa motor listrik, power factornya bisa di ubah gak? misalkan diperkecil.
    trus jika power faktor di ubah lebih kecil maka daya aktif nya(watt) berubah gak?
    mohon penjelasan,
    terima kasih

    1. #den_b: untuk beban yang berupa motor listrik, bersifat induktif, dapat digunakan kapasitor untuk memperbesar power factornya. Jika power factor diperkecil berarti, daya reaktif (var) yang diserap beban semakin kecil, tetapi tidak akan merubah besar daya aktif (watt).
      Power factor yang rendah (semakin besar daya reaktif) akan memperbesar magnitude arus listrik yang mengalir pada saluran, sehingga losses di jaringan akan semakin besar. Sehingga konsumen besar yang mempunyai power factor rendah akan dicharge penggunaan daya reaktif oleh PLN.
      Mohon ditambahkan dan semoga dapat membantu.

  25. Waktu gempa di Tasik tanggal 2 September 2009 kemaren, saya sedang mengikuti training tentang motor protection yang diadakan oleh PT. Schneider Indonesia, diantara ulasan yang dikemukakan oleh Hotel Cluster Manager yaitu Bpk. Bambang Basuki adalah, bahwa Cos Phi tidak sama dengan Faktor Daya. Cos Phi akan sama dengan Faktor daya bila lambda sama dengan 1. Menurut beliau selama ini ada “kesalahan kebiasaan” yang dilakukan oleh para praktisi listrik bahwa kita selalu menjadikan cos phi sebagai acuan kualitas energi listrik yang seharusnya menurut Bpk. Bambang Basuki seharusnya yang diperhatikan oleh para Electrical engineer adalah faktor daya listrik. Ada yang bisa menjelaskan maksud dari pernyataan dari Bpk. Bambang Basuki – Hotel Cluster Manager PT. Schneider Indonesia. Makasih sebelumnya.

    1. Cos φ didefinisikan sebagai sudut yang terbentuk antara simpangan nol antara
      arus dan tegangan pada frekuensi fundamental. Sedangkan untuk Power Factor
      (PF) merupakan sudut yang terbentuk antara simpangan nol antara arus dan
      tegangan pada frekuensi tertentu.

    1. @ madi: kalau untuk keperluan industri. minta ke vendor nya aja sekalian untuk presentase biar jelas, mereka akan dengan senang hati datang untuk menjelaskan. ngak diundang aja datang apalagi kalau diundang

  26. Menurut sy. Pasti dlm stiap peralatan rmh tangga trdapat belitan yg bsifat induktif.. Jadi fungsi kapasit0r i2 untk menaikkan nilai c0s phi yg turun akibat beban induktif. Shingga daya yg disalurkn pln bsa maksimal dgunakan oleh k0nsumen. M0h0n dk0reksi bla salah. Trims.

  27. Mas,..Apakah Faktor daya untuk heater listrik (pemanas) itu sama dengan 1 ? terima kasih…soalnya kata dosen saya untuk heater itu faktor dayanya 1…Tq

  28. Mas,..Apakah Faktor daya untuk heater listrik (pemanas) itu sama dengan 1 ? ..soalnya kata dosen saya untuk heater itu faktor dayanya 1…Tq

  29. Mas, Tlg jelasin secara dtail Hubungan antara P, Q dan S karena saya ngak bisa memahami dengan melihat dengan gambar segitiga daya dan rumus sja, jdi tlg d jelasin dengan kata2 yang bisa di mengerti….!!!!! trim’s.

  30. Mau tanya, apakah boleh mendefinisikan cos phi sebagai nilai cosinus dari beda sudut antara V dan I pada grafik Phasor rangkaian listrik?

  31. mas saya mau tanya.
    mas tolong kasih tau rangkaian sensor tegangan dan sensor arus yang digunakan untuk mencuplik ?penting banget ne mas ,tolong ya mas admin….

  32. Saya menemukan fenomena dimana saat motor induksi 3 fasa dengan metode start star-delta di hidupkan pertama kali daya reaktif lebih tinggi dari daya aktifnya kemudian berangsur-angsur turun sehingga daya aktif menjadi lebih besar dari daya reaktif. Begitu pindah ke posisi delta, kembali lagi daya reaktif lebih tinggi dari daya aktif dan saat stabil (putaran normal) daya aktif lebih tinggi dari daya reaktif. Mohon pencerahannya dari rekan2 komunitas elektrik terhadap fenomena ini ! Trims

    1. kalo boleh saya jawab pertanyaan kenapa saat start motor pada saat hubung delta bintang atau sebaliknya power faktornya tinggi. itu disebabkan karena pada saat starting awal motor. motor membutuhkan arus yang besar untuk memutar rotornya. arus besar=pf besar. seperti yang dituliskan pada artikel diats.

  33. mau tanya, apabila kita tidak menggunakan suplai Daya Listrik dari PLN, tetapi kita menggunakan suplai daya dari Pembangkit Tenaga Bayu / Surya / Air yang off-grid , apakah masih ada fakto daya nya ?

  34. terima kasih sebelumnya atas jawaban nya , saya ada pertanyaan lagi ini mohon bantuan nya , apa perbedaan dari faktor daya dengan faktor kebutuhan ? apa yang mempengaruhi keduanya sama bagaimana hitung2 an rumusnya ?

  35. Artikelnya bagus. saya mau tanya di tempat saya step kapasitor sdh habis tapi penunjukan cos phi nya masih rendah 0.6, itu apanya ya apa ct dan kapasitornya yg tdk sesuai. trims atas jwbnya

  36. @falen: bedanya trafo arus ama trafo tegangan. Setahu saya dari pemasangan kalo trafo arus diseri sedangkan trafo tegangan diparalel. Konstruksi belitannya berbeda juga. terimakasih.

  37. ass,,,,
    saya luthfi mas, mau bertanya. bagaimanakah hubngan dari kurfa capability generator (VA,W,VAR) dengan jaringan (misal bban jaringanyainduktif ato kpstif). mohon di jwab ya mas…
    maaf bila kta2nya krang jelas

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s