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