Kapasitor Bank (shunt capacitor banks)

Kapasitor bank atau dalam bahasa ingrisnya adalah shut capasitor bank merupakan komponen listrik atau elektronika yang menyimpan listrik untuk memperbaiki kualitas pasokan tenaga listrik dan memperbaikinya.
Salah satu cara untuk memperbaiki kualitas pasokan energi listrik dan mengefisienkan pengoperasian sistem tenaga listrik adalah dengan mengoperasikan bank kapasitor (shunt capacitor banks). Manfaat pemakaian bank kapasitor adalah memperbaiki mutu tegangan di sisi beban, memperbaiki power faktor dan mengurangi rugi-rugi transmisi. Kekurangan dari pemakaian bank kapasitor adalah menimbulkan harmonisa pada proses switching, memerlukan disain khusus PMT atau “swicthing controller”.
KONTRUKSI KAPASITOR
Kapasitor Unit




Perhatikan Gambar-1 menunjukan bahwa kapasitor unit terdiri dari beberapa element kapasitor yang disusun seri dan paralel, rangkaian paralel untuk kapasitas VAR sedangkan rangkaian seri untuk memenuhi rating tegangan. Kapasitor unit dilengkapi dengan resistor yang berfungsi sebagai element pelepasan muatan kapasitor (discharge device). Rating tegangan kapasitor unit bervariasi dari 240 V sampai 25 KV dan rating kapasitas dari 2.5 KVAR sampai 1 MVAR.
Pada IEEE Std 18-1992 and Std 1036-1992 dinyatakan bahwa :

1. Kapasitor unit harus mampu beroperasi kontinu pada rating 110% V rms dan tegangan puncak tidak melebihi 1.2 V2 Vrms serta harus mampu dilalui arus sebasar 135% I nominal.
2. Pada rating tegangan dan frekeunsi, daya reaktif harus berkisar antara 100 % sampai 115% rating daya reaktif.

Kapasitor Bank

Kapasitor bank dikelompokan berdasarkan letak fuse sebagai proteksi unit kapasitor. Letak fuse ini mempengaruhi disain dari rangkaian kapasitor dan juga disain dari proteksi yang diterapkan.
1. Eksternal Fuse
bahwa setiap kapasitor unit diproteksi oleh fuse pasangan luar. Kerusakan pada elemen kapasitor (hubung singkat) menyebabkan elemen-elemen pada group yang sama yang terhubung paralel dengan elemen yang rusak tersebut terhubung singkat. Group kapasitor lainnya yang terhubung seri akan memiliki tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih besar sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada grup kapasitor seri lainnya. Hal ini berlangsung terus sampai eksternal fuse bekerja.
2. Internal Fuse
apabila terjadi kegagalan elemen kapasitor maka elemen tersebut terisolir dari elemen lainnya yang terhubung paralel dalam group tersebut dan elemen lainnya tersebut masih tetap beroperasi tetapi dengan tegangan yang lebih tinggi. Umumnya kapasitor bank dengan internal fuse memiliki lebih sedikit kapasitor unit yang terhubung paralel dan lebih banyak group kapasitor yang terhubung seri dibandingkan dengan kapasitor unit yang memiliki eksternal fuse. Kapasitor unit dengan internal fuse, umumnya memiliki ukuran yang besar karena diharapkan kerusakan seluruh elemen pada kapasitor unit bisa lebih lama.
3. Tanpa Fuse
Kapasitor unit tanpa fuse identik dengan kapasitor unit dengan eksternal fuse yang dijelaskan sebelumnya. Kapasitor bank tanpa fuse dihubungkan secara seri diantara fasa dan netral
Proteksi berdasarkan elemen dari kapasitor, apabila terjadi kerusakan pada elemen maka group elemen tersebut akan terhubung singkat sedangkan kapasitor unit tetap beroperasi dengan distribusi tegangan pada group seri akan meningkat. Misal 6 kapasitor unit dihubung seri dan setiap kapasitor unit memiliki 8 elemen group seri sehingga total elemen group yang terhubung seri menjadi 48 elemen group. Apabila terjadi kerusakan pada satu elemen kapasitor maka satu elemen group seri terhubung singkat, akibatnya distribusi tegangan pada elemen gruop seri menjadi 48/47 atau terjadi kenaikan tegangan sekitar 2 %.
Kapasitor unit tanpa fuse biasanya tidak digunakan untuk tegangan sistem lebih kecil dari 35 kV atau minimal diperlukan 10 elemen seri agar kapasitor bank masih tetap dapat dioperasikan. Hal ini karena tegangan pada kapasitor bank menjadi 10/9 atau terjadi kenaikan tegangan sekitar 11 %. Pada konfigurasi ini, discharge energy kecil karena kapasitor unit tidak ada yang dihubungkan paralel, selain itu proteksi unbalance tidak perlu didelay untuk koordinasi dengan fuse
Selain kapasitor tanpa fuse yang dihubung seri, terdapat pula kapasitor bank tanpa fuse yang disusun seri/paralel umumnya digunakan untuk tegangan di bawah 35 kV atau pada sistem tegangan yang lebih tinggi dengan kebutuhan energy yang lebih besar.