Faktor Daya yang Rendah – Dalam bidang listrik, terdapat istilah faktor daya atau power factor (PF) atau cos phi. Pemberi layanan listrik biasanya mengimbau konsumennya untuk menjaga faktor daya agar tetap baik sehingga tidak perlu membayar listrik mahal.
Namun, apa yang terjadi jika faktor daya menjadi rendah? Dan apa yang menyebabkan rendahnya faktor daya?
Pada artikel ini, kita akan membahas penyebab rendahnya faktor daya dan apa saja dampak-dampak yang dihasilkan dari rendahnya faktor daya.
Pada rangkaian induktif murni, arus listrik akan tertinggal sebesar 90° dari tegangan. Jika terdapat perbedaan besar antara sudut fasa antara arus dan tegangan, maka akan menyebabkan faktor daya mendekati nilai nol.
Rendahnya faktor daya dihasilkan dari beban-beban rendah dan unit-unit ballast dari lampu pelepas (discharge lighting) yang membutuhkan arus magnet yang reaktif untuk bergerak.
Selain itu, alat las busur listrik juga memiliki faktor daya yang rendah karena peralatan-peralatan tersebut memiliki medan magnet yang hanya membutuhkan arus untuk membangkitkan medan magnet itu saja.
Sehingga, jika medan tiba-tiba turun dan menyebabkan arus harus dikembalikan ke sumbernya, dibutuhkan tambahan penampang kabel dan instalasi untuk menampung arus tersebut.
Berikut adalah penyebab-penyebab rendahnya faktor daya pada sistem jaringan listrik:
- Motor induksi satu phasa atau tiga phasa yang memiliki faktor daya rendah pada kisaran 0,8–0,85 pada kondisi beban penuh dan kisaran 0.2–0,3 pada kondisi tanpa beban.
- Terdapat variasi besar kecil beban pada jaringan sistem tenaga listrik. Dalam kondisi beban rendah, tegangan suplai meningkat sehingga arus magnet ikut meningkat dan menyebabkan faktor daya menurun.
- Terdapat tungku pembakaran atau pemanas pada industri.
- Menggunakan lampu neon sebagai sumber penerangan.
- Transformator.
- Arus harmonik, yaitu adanya gangguan distribusi listrik pada sebuah instalasi listrik.
Baca Juga : Metode Pemrosesan Pemurnian Minyak Transformator
Rendahnya faktor daya tentu akan mengakibatkan kerugian pada jaringan, antara lain:
- Kerugian pada jalur penghantar (rugi tembaga)
Pada jalur penghantar listrik, kerugian yang terjadi akibat arus yang mengalir berbanding lurus dengan nilai arus pangkat dua (I2), sehingga rumus untuk menghitung rugi-rugi daya pada penghantar adalah sebagai berikut:
Rugi daya = I2 x R
Semakin besar arus yang mengalir pada penghantar tersebut, berarti kerugian pada jaringan tersebut semakin membesar. Dengan demikian, rendahnya faktor daya membuat ukuran mesin yang dibutuhkan lebih besar sehingga akan membutuhkan biaya yang cukup besar untuk pengadaan dan perawatannya.
- Rating kVA yang dibutuhkan akan membesar
Satuan kVA dibutuhkan untuk hampir seluruh peralatan mesin listrik seperti transformator. Sementara faktor daya sendiri adalah perbandingan antara daya nyata (aktif – P = kW) dengan daya semu (S = kVA), sehingga rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
CosФ = P / S = kW / kVA
Jika faktor daya rendah, maka rating kVA akan semakin besar. Sehingga mesin yang dibutuhkan harus yang berukuran besar, belum lagi biaya pengadaan dan perawatannya yang membutuhkan biaya lebih.
- Ukuran penghantar yang dibutuhkan menjadi lebih besar
Karena faktor dayanya rendah, arus yang mengalir akan meningkat sehingga untuk mengalirkan arus besar tersebut dibutuhkan ukuran penghantar yang lebih besar. Tentu saja untuk mengadakan penghantar dengan ukuran yang lebih besar tersebut harus mengeluarkan biaya yang cukup mahal.
- Terjadinya Voltage Drop dan regulasi tegangan menjadi jelek
Dalam kondisi faktor daya yang rendah, arus yang mengalir akan meningkat sehingga untuk menghitung Voltage Drop atau tegangan jatuh, kita bisa menggunakan persamaan V = IZ. Dari persamaan itu lah, Voltage Drop pada penghantar menjadi lebih besar.
Akibat Voltage Drop, nilai regulasi tegangan (Voltage Regulation) akan menjadi buruk. Untuk mengeceknya, kita bisa menggunakan persamaan Voltage Regulation di bawah ini.
Dari persamaan di atas, dapat diketahui Voltage Regulation ikut meningkat. Jika terdapat peralatan listrik yang membutuhkan Voltage Regulation yang rendah, maka operasional alat tersebut akan terganggu apabila faktor dayanya rendah.
Sehingga mau tidak mau, perlu dipasang regulator tegangan untuk menjaga penurunan tegangan dalam batas tertentu. Tentu lagi-lagi harus mengeluarkan biaya tambahan lagi.
- Nilai efisiensi menjadi rendah
Jika terjadi kondisi di mana faktor daya menjadi rendah, tegangan akan drop cukup besar dan menimbulkan kerugian pada penghantar. Alhasil, sistem atau peralatan listrik (umumnya pada sistem pembangkit listrik atau generator) akan mempunyai nilai efisiensi rendah.
- Mendapat denda dari penyedia layanan listrik
Karena faktor daya yang rendah, penyedia layanan listrik akan membebankan denda faktor daya di bawah 0,85 yang tertinggal dalam tagihan tenaga listrik.