Transcript KWH METER - amrangambut

KWH METER
Energi meter adalah alat untuk mengukur
besarnya
daya listrik selama waktu tertentu.
Tipe Kwh meter:
a. Tipe electrolytic meter.
Kerjanya tergantung pada proses elektrolisa.
Alat ini utk mengukur rangkaian DC sbg Amper
jam meter dan Watt jam meter (krg baik krn tdk
cocok digunakan pada tegangan yang bervariasi).
Kerja elektrolisa: air raksa dimuaikan atau gas/
uap logam dibebaskan shg jumlah arus yang
lewat ditandai dengan ketinggian air raksa pada
suatu pipa kapiler. Arus kerja dilewatkan melalui
elektrolit pada bagian voltmeter
b. Tipe Motor meter.
Instrumen ini adalah motor listrik dgn daya
kecil. Jenisnya antara lain : Mercury motor
meter (DC), Commutator Motor meter (AC /
DC), dan Induction Motor meter (AC).
Sistem penggerak berputar secara kontinu.
banyaknya putaran dicatat secara mekanis
melelui roda gigi.
c. Clock meter.
Fungsinya seperti mekanis jam
KWh meter :
•
•
mengukur besarnya energi listrik.
mengukur hasil kali tegangan, arus, faktor
daya, dan waktu
Kwh =
V. I . cos φ . t
---------------------1000.
Komponen utama :
1. Sistem penggerak :
– Untuk menghasilkan kopel kerja
– Untuk mengoperasikan sistem rotasi
berputar secara kontinu
– Torsi kerja berbanding lurus dg arus atau daya
kec. putar ∞ arus => sebagai amper jam meter
Kec. putar ∞ daya => sebagai watt jam meter
2. Sistem pengereman / peredam
– Untuk mengendalikan keceptan putaran
– Dilakukan dengan magnet (breaking magnet)
– Torsi pengereman ∞ kecepatan rotasi
rotasi => steady bila :
torsi pengereman = torsi kerja.
3. Pencatat mekanis
– Untuk mencatat jumlah rotasi melalui roda gigi
dan piringan (disk).
Sebuah amper-jam meter dikalibrasi sebagai KWh
dengan tegangan suplai 220 V. Salah satu bagian
roda gigi pada rotor terdapat 75 buah gerigi.
Bila meter digunakan pada tegngan suplai 250 V,
berapa seharusnya jumlah gigi pada roda yg baru ?
Penyelesaian:
Amper-jam meter yg dikalibrasi pd tegangan suplai
220 V akan berputar terlalu cepat pada tegangan
250 V, dengan perbandingan 250 / 220. Untuk
menetralkan kelebihan tegangan maka roda gigi
harus dikurangi dengan perbandingan yang sama.
Jadi jumlah gigi pada roda yang baru adalah :
250/220 x 75 = 66 gerigi.
Spesifikasi KWh meter.
•
•
•
•
•
Merek: nama perusahaan yang membuat meter
Type, jenis, model : identitas meter oleh pabrik
Tahun : tahun pembuatan KWh meter
Nomor : nomor seri dari pabrik
Tegangan nominal kumparan tegangan:
misal 127 / 220 volt (double voltage)
• Arus nominal kumparan magnet (arus),
misal: 10 (30) A
– arus nominal = 10 A dengan batas kesalahan terkecil
– Kumparan sanggup dilalui arus 30 A, dengan kesalahan
masih dalam batas yang diizinkan.
Spesifikasi (lanjutan)
• Class : angka / kategori yang menentukan
ketelitian KWh meter (limit error).
• Frekuensi: frekuensi nominal dari kumparan
arus dan tegangan (Hz).
• Tanda panah: arah putaran piringan KWh
meter yang benar.
• Constanta meter : besaran pada KWh meter
yang menyatakan hubungan antara hasil
putaran dengan energi yang terpakai disimbol
dengan ( C ) dalam satuan revulsi / KWh
Contoh
Sebuah meter dengan konstanta 600 rev / Kwh,
dihubungkan pada beban sehingga membuat
5 putaran (revulsi) selama 20 detik.
Hitunglah daya pada beban dalam kW.
Penyelesaian:
Waktu yg diperlukan utk membuat 600 put:
= 600 put/KWh x 20 dt / 5 put = 2400 dt/KWh.
Ini berarti selama 2400 dt memerlukan energi 1
Kwh, dimana 1 Kwh = 36 x 105 Joule.
Jika P adalah daya beban, maka :
P x 2400 dt = 36 x 105 Joule.
Jadi
P = 36 x 105 Joule / 2400 dt
P = 1,5 kW
Soal:
Sebuah KWh meter mempunyai data sbb: 220V, 20 A, 50
Hz, 720 rev/KWh. Bila meter dihubungkan pada beban dgn
arus 5 A, cos φ = 0,8 pada tegangan normal, maka
instrumen memerlukan waktu 5 menit untuk 50 putaran
piringan (disk).
Hitunglah % error dari instrumen ini.
Penyelesaian:
Energi terpakai untuk waktu 5 menit :
5/60 jam x 5 A x 220 V x 0,8 x 10-3 = 0,073 KWh
Konstanta meter 720 rev/Kwh, berarti putaran piringan
seharusnya adalah:720 rev/KWh x 0,073 KWh = 52,56 rev.
Karena putaran yang ada 50 rev, maka
Error = 52,56 rev – 50 rev = 2,56 rev.
Jadi % error = 2,56 / 52,56 x 100%= 4,87 %
Sebuah meter single fase 220 V mempunyai
beban konstan dengan arus sebesar 5 A,
mengalir selama 4 jam pd power faktor unity.
Jika piringan meter membuat 1056 putaran
selama waktu tersebut, hitunglah konstanta
meter dalam putaran/Kwh.
Jika power faktor adalah 0,8 berapakah
jumlah putaran yang di buat selama jangka
waktu tersebut.
Penyelesaian:
Energi yang disuplai = (220x5x4x1) / 1000 = 4,4 Kwh
Jadi constanta meter = 1056 / 4,4 = 240 rev / Kwh
Jumlah putaran pada power faktor 0,8 adalah:
1059 x 0,8 = 844,8 putaran selama selama 4 jam.
Suatu meter dengan spesifikasi 25 A, 220 V,
mempunyai konstanta 500 putaran / Kwh.
Selama menguji beban 4400 watt, piringan
membuat 50 putaran dalam waktu 83 detik.
Hitunglah error meter !
Jawab:
Dalam 1 jam, pada beban penuh meter harus
mem buat 4400 x 500/1000 = 2200 putaran.
Ini berarti 2200/60 rpm = 36,7 rpm.
Waktu yang diperlukan untuk 50 putaran
= (50 x 60) / 36,7 = 81,7 detik.
Ini berarti meter terlambat 83 - 81,7 = 1,3 dtk.
% error = (1,3 / 81,7) = 1,39 %
Hubungan C dgn energi, daya P, dan waktu t.
Energi = V x I x Cos φ x t …… (watt jam / wh)
Energi = (P x t)/1000
..…. (kilo watt jam / Kwh)
Bila C dan dlm rev/Kwh :
Energi = n / C
…… (Kwh)
P = V x I x Cos φ
…… (Watt)
Energi = (P x t) / 1000 …… (Kwh)
td = (n x 1000 x 3600) / P x C
…….……. (detik)
td = (n x 1000 x 3600) / V x I x Cos φ x C.
Dimana :
n = putaran (dlm rev)
P = daya (dlm watt)
td = waktu (dlm detik)
C = Konstanta (put/Kwh)
t = waktu
(dlm jam)
Bila C dan dlm Kwh/rev :
Energi = n x C …… (Kwh)
C = Kwh/rev
(P x t) / 1000 = n x C
maka:
t = (n x C x 1000) / P …… jam
atau:
td = (n x C x 1000 x 3600)/(V.I.Cos φ) .... detik
Sebuah energi meter dgn spek 240 V, 10 A,
50 Hz, mempunyai konstanta 200 rev/Kwh.
Jika pada saat mensuplai suatu beban non
induktif (p.f unity atau cos φ = 1), dengan arus
4,4 A pada tegangan 220 V, maka meter
memerlukan waktu 3 menit untuk 10 putaran.
Hitunglah :
a. Jumlah putaran meter seharusnya,
b. Berapa % error wattmeter ?
Penyelesaian :
Cara I
Energi selama 3 menit atau 1/20 jam adalah:
Energi = 1/20 x 220 x 4,4 x 1 x 10 – 3 Kwh
E
= 48,4 x 10 – 3 Kwh
Karena C = 200 rev/Kwh, maka putaran
sesungguhnya adalah :
revulsi = 48,4 x 10 – 3 Kwh x 200 rev/Kwh
= 9,68 rev.
Karena putaran yang ada : 10 rev,
Maka % error = (10 – 9,68) / 9,68 x 100 %
% error = 3,305 %
PENERAAN KWH METER
1. Menggunakan stopwatch dan Wattmeter
e = (dt – t ) / t x 100%
Dimana : e = % error
t = waktu yang diperlukan Kwh
yang ditera untuk n putaran (dt)
n = putaran (revulsi)
td = waktu yang sebenarnya yang
dibutuhkan Kwh untuk n
putaran
(Kwh meter tanpa
kesalahan)
e = (dt – t ) / t x 100%
Untuk C dalam rev / Kwh,
td = (n x 3600 x 1000) / P x C
Untuk C dalam Kwh / rev,
td = (n x C x 3600 x 1000) / P
Catatan :
daya yang diukur harus stabil.
Cara II
% error (e) = (td – t) / t x 100%
untuk
t = 3 menit = 180 detik
td = (n x 3600 x 1000) / P x C
td = (10 x 3600 x 1000) / 220 x 4,4 x 1 x 200
td = 36000000 / 193600 = 185,9 detik = 186 dt
186 – 180
% error = --------------- x 100 %
180
% error = 3,3 %
2. Menggunakan Kwhmeter Induk
(n2 .C1)
e = {------------ – 1} x 100 % ;
(n1 .C2)
atau
(n2 .C1) - (n1 .C2)
e = ------------------------- x 100%
(n1 .C2)
Catatan:
indek “1” untuk meter induk
indek “2” untuk meter yang ditera
Keadaan sebelum distel
E
I
Cos φ n2
(%) (%)
100 100
0,5
20
C2
n1
C1
e
(%)
1250 12,46 833,33 ?
Keadaan setelah penyetelan
E
I
Cos φ n2 C2
(%) (%)
100 100
0,5
20 1250
n1
13,3
C1
e
(%)
833,33 ?
SEBELUM DISTEL
(n2 .C1)
e = {------------ – 1} x 100 %
(n1 .C2)
(20 x 833,33)
e = ----------------------- - 1} 100%
(12,46 x 1250)
e
= (1,070 -1) x 100 % = 7 %
Dengan rumus :
(n2 .C1) - (n1 .C2)
e = ------------------------- x 100%
(n1 .C2)
(20 x 833,33) – (12,46 x 1250)
e = ------------------------------------------- x 100%
(12,46 x 1250)
e = {(16666,6) – (15575)} / (15575) x 100% = 7 %
HITUNGLAH % ERROR SETELAH DISTEL !
3. Menggunakan meter standard
W – Wo
e = ---------------- x 100 %
Wo
Wo = meter standar
W = meter yang ditera
Wo = meter standar
W = meter yang ditera
= 140 KWh
= 150 KWh
W – Wo
e = ---------------- x 100 %
Wo
e = {10 / 140} x 100 % = 7, 143 %