bab iii kwh meter
DESCRIPTION
KWH meter adalah alat untuk mengukur penggunaan daya listrik berdasarkan kilo Watt dalam satuan waktu per jam. Umumnya perhitungan dilakukan dengan semacam motor yang menggerakkan piring indikator dan counter/penghitung mekanik yang sudah di kalibrasi sesuai dengan pemakaian daya. Kalau misalnya daya yang digunakan 1 kilo Watt, maka piring akan berputar dan dalam 1 jam akan memutar penghitung mekanik yang 1/10 an 10 kali dan mengakibatkan yang satuan naik 1 digitTRANSCRIPT
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1. KWH Meter
KWH meter adalah alat untuk mengukur penggunaan daya listrik berdasarkan kilo Watt
dalam satuan waktu per jam. Umumnya perhitungan dilakukan dengan semacam motor yang
menggerakkan piring indikator dan counter/penghitung mekanik yang sudah di kalibrasi sesuai
dengan pemakaian daya. Kalau misalnya daya yang digunakan 1 kilo Watt, maka piring akan
berputar dan dalam 1 jam akan memutar penghitung mekanik yang 1/10 an 10 kali dan
mengakibatkan yang satuan naik 1 digit.
Piring KWH berputar bukan "digerakan" oleh motor, Tetapi berputar dengan prinsip
kerja seperti motor induksi. Piringannya sebagai rotor, sedangkan statornya merupakan
kombinasi belitan antara Tegangan dan Arus. Belitan Tegangan = Trafo Potensial, dihubungkan
parallel dengan jala2. Belitan Arus = Trafo Arus (CT), dihubungkan SERIE dengan jala2.
Seperti kita ketahui bahwa P (watt) = I (arus/ampere) x E (tegangan/volt) Ketika Arus = 0, piring
tidak berputar, ketika Arus membesar, putaran bertambah cepat.
1
KWH Meter adalah alat penghitung pemakaian energi listrik. Alat ini bekerja
menggunakan metode induksi medan magnet dimana medan magnet tersebut menggerakan
piringan yang terbuat dari alumunium. Pengukur Watt atau Kwatt, yang pada umumnya disebut
Watt-meter/Kwatt meter disusun sedemikian rupa, sehingga kumparan tegangan dapat berputar
dengan bebasnya, dengan jalan demikian tenaga listrik dapat diukur, baik dalam satuan WH
(watt Jam) ataupun dalam Kwh (kilowatt Hour).
Pemakaian energi listrik di industri maupun rumah tangga menggunakan satuan kilowatt-
hour (KWH), dimana 1 KWH sama dengan 3.6 MJ. Karena itulah alat yang digunakan
untuk mengukur energi pada industri dan rumah tangga dikenal dengan watthourmeters.
Besar tagihan listrik biasanya berdasarkan pada angka-angka yang tertera pada KWH
meter setiap bulannya Untuk saat ini. KWH meter induksi adalah satu-satunya tipe yang
digunakan pada perhitungan daya listrik rumah tangga.
Bagian-bagian utama dari sebuah KWH meter adalah kumparan tegangan, kumparan
arus, sebuah piringan aluminium, sebuah magnet tetap, dan sebuah gir mekanik yang mencatat
banyaknya putaran piringan. Jika meter dihubungkan ke daya satu fasa, maka piringan mendapat
torsi yang membuatnya berputar seperti motor dengan tingkat kepresisian yang tinggi.
Semakin besar daya yang terpakai, mengakibatkan kecepatan piringan semakin besar;
demikian pula sebaliknya.
2
3.1.2. Jenis-jenis KWH Meter
Apabila dilihat dari cara kerjanya, KWH Meter dibedakan menjadi :
1. KWH meter Analog
2. KWH meter Digital
Untuk Penjelasannya dapat dilihat dibawah ini :
1. KWH meter Analog
Adapun bagian-bagian utama dari sebuah KWH meter Analog antara lain, sebagai berikut :
1. kumparan tegangan
2. kumparan arus
3. piringan aluminium
4. magnet tetap
5. gear mekanik yang mencatat jumlah perputaranpiringan aluminium
6. Bendera pengereman berfungsi mengatur piringan pengujian beban nol pada tegangan
normal.
7. Lidah pengereman adalah merupakan pasangan dengan bendera(8).Posisi lidah
pengereman dan bendera pengereman harus tepat sehingga:
Pada beban nol,tegangan norminal piringan berhenti pada saat posisi mereka berdekatan.
Tetapi arus mula (0,5 % Id) piringan harus dapat berputar > 1 putaran.
3
.
Gambar 1.1 KWH meter Analog
2. KWH Meter Digital
KWH Meter digital digunakan untuk mengatasi kelemahan dari KWH Meter analog. Adapun
kelebihan dari KWH Meter Digital antara lain sebagai berikut :
Sistem pembayarannya dengan sistem prabayar, dengan sistem prabayar menggantikan
cara pembayaran umumnya, dengan menggunakan kartu prabayar elektronik pengganti
tagihan bulanan.
KWH meter denan tampilan digital yang menyala dan berukuran cukup besar.
4
Akurasi perhitungan KWH, tidak adanya tunggakan pembayaran tagihan listrik, kemudahan
memutus sambungan listrik pelanggan yang melakukan tunggakan tagihan dengan menggunakan
alat yang bisa di set up dari jarak maximal 200 meter
Gambar 1.2 KWH meter Digital
5
3.1.3. Fungsi dan prinsip kerja KWH Meter
Prinsip Kerja
1. KWH Meter Analog
Ditinjau dari segi cara bekerjanya maka pengukur ini memakai prinsip azas induksi atau azas
Ferraris. Dan pada umumnya alat pengukur ini digunakan untuk mengukur daya listrik arus
bolak balik.
Pada alat ini dipasang sebuah cakera alumunium (alumunium disk) yang dapat berputar, dimuka
sebuah kutub magnit listrik (Electro magnet).
Magnit llsitrik ini diperkuat oleh kumparan tegangan dan kumparan arus. Dengan adanya
lapangan magnit tukar yang berubah-ubah maka cakera (Disk) alumunium ditimbulkan suatu
arus bolak-balik, yang menyebabkan cakera tadi mulai berputar dan menggerakkan pesawat
hitungnya.
Secara umum perhitungan untuk daya listrik dapat di bedakan menjadi tiga macam, yaitu
1. Daya kompleks S(VA) = V.I
2. Daya reaktif Q(VAR) = V.I sin φ
3. Daya aktif P(Watt) = V.I cos φ
Dari ketiga daya tersebut yang terukur pada KWH meter adalah daya aktif, yang dinyatakan
dengan satuan Watt. Sedangkan daya reaktif dapat diketahui besarnya dengan menggunakan alat
ukur Varmeter. Untuk pemakaian pada rumah, biasanya hanya digunakan KWH meter.
6
Pada pembebanan bebas induksi kecepatan berputarnya cakera sangat tergantung pada hasil kali
tegangan pada hasil kali dari tegangan (E) x Kuat arus (I) dalam satuan watt. Jumlah putaran
tergantung pada kecepatan dan lamanya, dengan demikian dapat kita rumuskan sebagai berikut :
Tegangan x Kuat Arus x Waktu = E x I x t dalam satuan Watt jam (WH)
Untuk alat pengukur Kilowatt jam (KWH) arus putar, pada umunya mempunyai tiga system
magnit, yang masing masing dengan sebuah kumparan arus dan tegangan yang bekerja pada
sebuah cakera turutan, dimana ketiga cakera itu dipasang pada sumbu yang sama.
Gambar 1.3 cara kerja KWH Meter
Pada piringan KWH meter terdapat suatu garis penanda (biasanya berwarna hitam
atau merah). Garis ini berfungsi sebagai indikator putaran piringan. Untuk 1 KWH
biasanya setara dengan 900 putaran (ada juga 450 putaran tiap KWH). Saat beban banyak
memakai daya listrik, maka putaran piringan KWH ini akan semakin cepat. Hal ini tampak dari
cepatnya garis penanda ini melintas.
7
2. KWH METER DIGITAL
Adapun cara kerja dari KWH meter digital antara lain sebagai berikut :
1. KWH Meter digital dikontrol oleh sebuah mikrokontroler dengan tipe
AVR90S8515 dan menggunakan sebuah sensor digital tipe ADE7757
yang berfungsi untuk membaca tegangan dan arus serta untuk mengetahui
besar energi yang digunakan pada instalasi rumah.
2. Seven Segment sebagai penampil data besaran energi listrik yang
digunakan di rumah. Dari komponen-komponen tersebut dihasilkan
sebuah KWH meter moderen dengan tampilan digital yang dapat
mengukur besaran penggunaan energi, dengan batasan maksimal beban
500 watt.
Adapun sistem pembayaran KWH Meter digital yaitu dengan sistem pembayaran moderen
membeli sebuah voucher elektronik, berisi besaran digital yang berfungsi sebagai pulsa dan juga
sebagai pembanding besaran energi yang digunakan. Secara otomatis sistem ini memutuskan
tegangan rumah bila besaran tersebut mencapai nilai 0.
3.1.4. Fungsi nya
Kwh meter fungsinya digunakan untuk mengukur energi arus bolak balik, merupakan alat
ukur yang sangatpenting, untuk Kwh yang diproduksi, disalurkan ataupun kWh yang dipakai
konsumen-konsumen listrik.Alat ukur ini sangat popular dikalangan masyarakat umum, karena
banyak terpasang padarumah-rumah penduduk (konsumen listrik A) dan menentukan besar
8
kecilnya rekening listrik sipemakai.Mengingat sangat pentingnya arti kWh meter ini baik bagi
PLN ataupunsipemakai, maka agar diperhatikan benar cara penyambungan alat ukur ini.Gambar
penyambungan adalah sebagai berikut
Megger
Megger dipergunakan untuk mengukur tahanan isolasi dari alat-alat listrik maupun
instalasi-instalasi, output dari alat ukur ini umumnya adalah tegangan tinggi arus searah, yang
diputar olehtangan.Besar tegangan tersebut pada umumnya adalah : 500, 1000, 2000 atau 5000
volt dan bataspengukuran dapat bervariasi antara 0,02 sampai 20 meter ohm dan 5 sampai 5000
meter ohm danlain-lain sesuai dengan sumber tegangan dari megger tersebut.
3.1.5. Tugas dan Cara Kerjanya
Sebenarnya untuk mengukur besarnya daya listrik sudah ada alatnya, yaitu dengan menggunakan
Watt Meter. Namun sangat jarang yang memiliki alat tersebut, belum lagi bagi orang awam
susah juga kalau mau masang alat ukur tersebut.
Seringkali kita mengeluhkan besarnya tagihan listrik padahal kita merasa menggunakan energy
listrik lebih sedikit dari tagihan di rekening. Atau kita sering membandingkan pemakaian listrik
rumah kita dengan rumah tetangga. Tentunya tanpa benar-benar tahu (dengan pengukuran)
berapa watt rata-rata yang kita pakai dalam sehari.
Tahukah Anda bahwa Meteran listrik yang terpasang di rumah selain untuk mengukur energy
(KWh) juga bisa digunakan untuk mengukur daya terpakai di rumah Anda? Ya, dengan bantuan
9
stopwatch (stopwatch di HP juga boleh) dan sedikit perhitungan kita bisa mengetahui berapa
besar daya listrik yang Anda gunakan saat itu.
Langsung aja ya, gini caranya…
1. Sudah tahu kan yang namanya KWH Meter?
Umumnya kita menyebutnya sebagai meteran Listrik. Kalau belum tahu, yang begini ini loh
bentuknya…
2. Yang perlu diperhatikan dari KWH Meter tersebut adalah putaran dari piringan KWH.
Semakin banyak alat listrik yang kita gunakan, maka putaran KWH meter akan semakin cepat.
Itu artinya daya aktif (watt) yang kita pakai juga semakin banyak, itu berarti pula angka di stand
KWH meter akan semakin cepat bertambah.
3. Nah, kecepatan putaran piringan KWH meter inilah yang akan kita hitung dengan
stopwatch.
Untuk menghitung putaran piringan KWH meter kita harus memperhatikan tanda berwarna
hitam pada piringan KWH meter. Tanda hitam inilah yang menjadi patokan mulai dan berhenti
saat menghitung waktu putaran piringan KWH Meter.
4. Selain putaran piringan KWH meter, yang perlu kita catat adalah konstanta dari KWH
meter tersebut.
10
Coba dilihat di name plate KWH meter, disana akan ditemukan banyak spesifikasi dari meteran
listrik tersebut. Konstanta KWH meter selalu diikuti satuan PUTARAN/KWH atau PUT/KWH.
Sebagai contoh adalah konstanta 900 Put/KWH. Maksudnya, untuk menghasilkan angka 1 KWH
di stand meter piringan KWH harus berputar sebanyak 900 kali. Konstanta KWH meter berbeda-
beda, jadi harus melihat langsung di name plate KWH meter tersebut. Konstanta yang umum
adalah 900 put/KWH, 1250 put/KWH, 720 put/KWH dan 600 put/KWH.
5. Kalo sudah paham, langsung praktek aja…
1. Perhatikan name plate KWH meter di rumah Anda, carilah konstanta dari KWH
meter tersebut. Catat hasilnya. Misal : 900 put/KWH.
2. Siapkan Stopwatch, jika tidak memiliki bisa menggunakan stopwatch yang ada di
Hand phone.
3. Perhatikan putaran piringan KWH meter. Tunggu sampai muncul warna hitam di
piringan KWH meter.
4. Saat tanda hitam mucul dan posisi tepat di tengah, tekan tombol START pada
stopwatch.
5. Tunggu sampai tanda hitam itu muncul lagi, itu artinya piringan KWH Meter
sudah berputar 1 kali. Untuk perhitungan biasanya jumlah putaran minimal 3 kali.
6. Tekan tombol STOP pada stopwatch setelah Anda mendapatkan jumlah putaran
yang Anda inginkan.
7. Catat waktunya (dalam detik), misal dari pengukuran diperolah hasil 3
putaran=43,52 detik.
8. Kalo sudah, untuk menghitung besarnya WATT yang kita pakai adalah =
11
6. WATT = (3600 x Jumlah Putaran) / (Konstanta x Waktu n Putaran) x 1000
1. Sebagai contoh pengukuran di atas :
WATT = (3600 x 3)/(900 x 43,52) x 1000
= 0,275 x 1000 = 275 Watt
2. Artinya, pada saat pengukuran tadi kita sedang menggunakan daya listrik
sebanyak 275 Watt.
3. Untuk memperkirakan pemakaian satu bulan (dengan asumsi pemakaian adalah
sama seperti saat pengukuran sepanjang hari), tinggal dikalikan 0,72 (dari 24 jam
x 30 hari /1000), nanti munculnya dalam bentuk KWH. Misal untuk pengukuran
di atas, 275 x 0,72 = 198 KWH/bulan.
Dengan melakukan pengukuran secara langsung kita baru benar-benar tahu berapa perkiraan
WATT yang sebenarnya kita gunakan.
Sebagai catatan, yang terukur disini adalah daya aktif (WATT) yang terukur oleh KWH meter,
bukan VA (daya semu) yang dijadikan patokan daya kontrak. Ketelitian pengukuran sangat
tergantung pada ketelitian kita saat mengukur waktu putaran dan tentu saja ketelitian dari KWH
meter itu sendiri.
12