Elektrik dan Factor Kuasa

JENIS-JENIS BEBAN

a. Beban Resistive
Beban jenis ini hanya mengandungi rintangan tulin didalamnya. Tiada gelung terdapat didalam alat ini. Selalunya beban resistive akan mengeluarkan haba atau cahaya atau kedua-duanya sekali. Tiada medan magnet dan tiada daya mekanikal terhasil. Contohnya lampu pijar, cerek elektrik, streka elektrik dsb.

b. Beban Induktif
Beban induktif mempunyai gelung. Gelung digunakan untuk menghasilkan medan magnet dan seterusnya menghasilkan daya mekanikal. Kuasa diperlukan untuk menghasilkan medan magnet. Kuasa ini disebut juga sebagai magnetizing power.



JENIS-JENIS KUASA

a. Kuasa Sebenar
Kuasa sebenar kadang-kadang dipanggil juga sebagai real power, useful power atau active power. Unitnya adalah Watt atau Kilowatt (KW). Kuasa ini adalah kuasa yang dapat digunakan sebagai kuasa keluaran (output power).

b. Kuasa Ketara
Kuasa Ketara dipanggil juga sebagai Kuasa Samar atau Apparent Power. Ia adalah hasil dharab voltan bekalan dengan arus talian tanpa mengambil kira apa-apa kehilangan atau ketidakcekapan oleh apa-apa sebab. Unitnya ialah VA atau biasanya dalam KVA (Kilo VA). Kuasa ini biasanya adalah kuasa masukan dan tidak semuanya boleh diperolehi sebagai kuasa keluaran.

c. Kuasa Reaktif
Kuasa Reaktif dipanggil juga sebagai Kuasa Regangan. Ini adalah kuasa yang diperlukan untuk mengujudkan medan magnet atau disebut juga sebagai Magnetizing power dan juga kuasa yang diperlukan untuk mengatasi regangan yang dihasilkan oleh gelung apabila diberikan bekalan arus ulangalik. Unit asasnya ialah VAR atau biasanya dalam KVAR.


CONTOH KESAN FAKTUR KUASA RENDAH KEPADA MOTOR:-

Arus motor 40HP, 415V untuk pelbagai faktur kuasa ditunjukkan seperti dibawah:

Factor Kuasa --------> Arus (A)
1.00 -------------------> 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

Jadual diatas menunjukkan dengan jelas bahawa untuk motor yang sama kuasanya, arusnya akan bertambah jika faktur kuasanya rendah.


KEBURUKAN FAKTUR KUASA RENDAH

1. Dikenakan denda oleh pihak pembekal elektrik (TNB) jika F.K kurang dari 0.85
2. Arus menjadi lebih tinggi.
3. Kehilangan tembaga yang tinggi didalam kabel.
4. Susut voltan yang ketara kepada kabel.
5. Susut nilai kuasa (KVA) yang boleh dipergunakan dari alat ubah.
6. Susut voltan berlebihan dibahagian sekunder alat ubah.
7. Kehilangan tembaga yang banyak didalam alat ubah.
8. Kos permulaan dan kendalian menjadi lebih tinggi.
9. Merugikan pihak berkuasa bekalan.Seperti TNB,SESCO dll.


KEBAIKAN FAKTUR KUASA TINGGI

1. Tiada denda dikenakan oleh pihak pembekal elektrik
2. Arus menjadi rendah
3. Kehilangan tembaga yang kecil didalam kabel
4. Susut voltan yang kurang kepada kabel
5. Beban KVA yang rendah kepada alat ubah
6. Susut voltan dibahagian sekunder alat ubah tidak begitu tinggi
7. Kehilangan tembaga didalam alatubah tidak begitu tinggi
8. Kos permulaan dan kendalian menurun
9. Tidak merugikan pihak berkuasa bekalan


SAIZ KAPASITOR BANK

Untuk menentukan saiz kapasitor yang diperlukan, formula berikut boleh digunakan:

Pr = Pw (tan θ1 – tan θ2)

Dimana,
Pr = Kadar kapasitor dalam KVAr
Pw = Beban pepasangan dalam KW
Kos θ1 = Faktur kuasa asal
Kos θ2 = Faktur kuasa diperbaiki


KOMPONEN-KOMPONEN YANG DIPERLUKAN

a. Alatubah Arus (C.T)
Kadar alatubah arus (current transformer ratio) selalunya sama dengan c.t yang digunakan untuk perlindungan, yang juga berpandukan arus yang direkabentuk (design current). Contohnya jika c.t perlindungan 600/5 maka c.t untuk power factor regulator hendaklah 600/5 juga.
Untuk mengesan arus hanya satu sahaja c.t diperlukan dan boleh diambil dari mana-mana fasa. Manakala voltan talian (415V) dari setiap fasa, perlu disambungkan ke power factor regulator.

b. Peralatan Suis
Kadar peralatan suis yang hendak digunakan hendaklah mengambil kira perkara-perkara berikut:

i. Arus transient semasa pensuisan
ii. Voltan transient apabila kapasitor diputuskan semasa pensuisan dilakukan yang menyebabkan berlakunya arka
iii. Berupaya membawa arus beban penuh
iv. Berupaya membawa peningkatan arus kapasitor dalam keadaan-keadaan tertentu
v. Kehadiran harmonic


PENGUKURAN DI TAPAK

Pengukuran ditapak, jika boleh hendaklah dibuat semasa operasi berada ditahap maksimum. Bacaan faktur kuasa yang kerap adalah perlu. Bacaan faktur kuasa boleh dibaca melalui meter faktur kuasa yang sedia dipasang pada panel papan suis, jika ada, atau menggunakan meter faktur kuasa jenis clip on.

Katalah bacaan faktur kuasa yang diperolehi ialah Kos θ = 0.5

Purata bacaan voltan = 420V
Purata arus talian = 700A

Kuasa yang digunakan = √ 3 x 420 x 700 x 0.5

= 256KW

Jika faktur kuasa dibaiki kepada 0.95

KVAR = 256 (tan θ1 – tan θ2)

= 256 (1.73 – 0.329)

= 359 KVAr


PANDUAN AM

Panduan dibawah boleh digunakan untuk pemasangan kapasitor bank faktur kuasa:

• Jika faktur kuasa pada sesuatu bulan adalah rendah, bacaan untuk beberapa bulan hendaklah diambil kira.
• Anggapan yang boleh dibuat ialah keperluan kapasitor bank untuk motor-motor adalah tetap dan tidak berubah-ubah
• Pasang satu kapasitor khas jika terdapat motor yang paling besar
• Pasang satu kapasitor bank pusat otomatik untuk beban kecil yang banyak.
• Pemilihan bilangan langkah hendaklah berdasarkan saiz kapasitor yang terdapat dipasaran
• Had maksima langkah yang terdapat pada sesebuah regulator faktur kuasa hendaklah diambil kira untuk menentukan bilangan langkah
• Harga yang perlu dibayar
• Senggaraan yang perlu dibuat
• Ruang yang diperlukan oleh kapasitor bank
• Elakkan over corrected


POWER FACTOR REGULATOR

Power factor regulator ialah satu alat elektronik yang berfungsi untuk menentukan bilangan langkah kapasitor yang perlu disambungkan kepada pemasangan pada satu-satu masa. Beban induktif sentiasa berubah-ubah, oleh itu faktur kuasa juga berubah-ubah.

Alat ini memerlukan maklumat dari pemasangan agar ianya boleh mengetahui faktur kuasa semasa. Maklumat yang diperlukan ialah arus dan voltan pemasangan. Maklumat arus adalah melalui alatubah arus. Satu sahaja alatubah arus diperlukan dan selalunya alatubah arus ini dipasang pada fasa merah. Ini adalah dengan anggapan beban adalah seimbang, oleh itu arus setiap fasa adalah sama. Nisbah alatubah arus selalunya sama dengan nisbah alatubah arus-alatubah arus untuk meter ampiar.

Maklumat voltan adalah melalui sambungan terus dari palang bas. Voltan yang diperlukan ialah voltan talian 415V dari dua fasa. Lazimnya fasa yang diambil adalah fasa yang tidak menempatkan alatubah arus tadi, iaitu biru dan kuning.

1. C/K setting
Oleh sebab power factor regulator hanya menerima arus sekunder (secondary current), maka nisbah alatubah arus perlu diketahui berbanding saiz kapasitor bank yang perlu disambungkan kepada system. Sila rujuk jadual pemilihan C/K.

2. Target Power Factor Setting
Alat ini memerlukan kita menentukan target power factor. Selalunya kita set pada kedudukan melebihi 0.85. Setting ini perlu supaya faktur kuasa berada pada target tersebut sepanjang masa walaupun beban berubah-ubah.

3. Auto and Manual Button
Dalam keadaan normal power factor regulator hendaklah di set pada kedudukan Auto. Apabila kita perlu membuat ujian untuk mempastikan ianya berfungsi dengan sempurna, ujian secara manual boleh dibuat dengan menekan butang manual. Kapasitor bank akan dimasukkan kedalam sistem atau dikeluarkan daripada system satu persatu langkah jika butang plus (+) atau minus (-) terus ditekan.

4. Penunjuk LED
Penunjuk LED akan menyala mengikut bilangan langkah (step) yang aktif (energise). Ia hanyalah satu penunjuk sahaja, tidak mesti langkah tersebut berfungsi sekiranya fius, kabel, kontaktor atau kapasitor bank mengalami masalah.


BEBAN YANG MENYEBABKAN FAKTUR KUASA RENDAH
1. MOTOR - Terlebih saiz
Beban rendah
Putaran perlahan (4, 6 atau 8 kutub)
Motor lama dengan ruang udara yang besar
2. MESIN PENGIMPAL
3. RECTIFIERS
4. THYRISTOR DRIVES
5. DISCHARGE LAMPS
6. CHOKE - seperti pada lampu kalimantang dll.
7. BALLAST

9. TRANSFORMER

10.GELONG