Makalah Kerja Praktek RTU560 PADA SISTEM SCADA PT. PLN (PERSERO) PENYALURAN DAN PUSAT PENGATUR BEBAN JAWA BALI REGION JAWA TENGAH DAN DIY Oleh : Andika Hasan Ghozali
(L2F004457)
Abstrak Di Indonesia, pertumbuhan penduduk dari tahun ke tahun membuat kebutuhan daya listrik semakin besar. Meningkatnya kebutuhan daya listrik ini jelas meningkatkan kebutuhan pembangkit tenaga listrik juga. Hal ini juga akan berpengaruh besar terhadap biaya operasi, terutama biaya bahan bakar yang juga semakin besar, sehingga untuk memperoleh tenaga listrik yang berkualitas dan handal namun tetap ekonomis diperlukan suatu manajemen operasi sistem tenaga listrik yang baik. Penerapan sistem SCADA pada sistem kelistrikan akan secara otomatis meningkatkan tingkat pemahaman para dispatcher, mengenai sistem kelistrikan. Sistem SCADA terdiri dari Master Station (MS), Remote Terminal Unit (RTU) dan Saluran Komunikasi antar Master Station dan RTU. Sistem SCADA pada jaringan listrik memerlukan Remote Terminal Unit (RTU) yang dipasang pada Pusat Pembangkit listrik dan GI. RTU merupakan unit pengawas langsung dan juga merupakan unit pelaksana operasi dari pusat kontrol (Master Station) sehingga dengan adanya RTU ini memungkinkan Master Station mengumpulkan data dan melaksanakan kontrol. Sistem SCADA pada PT. PLN P3B Jawa-Bali Region Jawa Tengah dan DIY memiliki beberapa macam RTU. Salah satunya yang terbaru adalah RTU560. RTU560 disusun oleh: modul CPU & Memory, modul Digital Input, modul Digital Output, modul Analog Input, modul Analog Output, modul Watchdog, modul Modem, dan modul Power Supply. Kata kunci : SCADA, RTU560
1. Pendahuluan Energi listrik adalah salah satu energi yang sangat penting bagi manusia, karena hampir semua kegiatan manusia pada saat sekarang ini menggunakannya. Pada sistem tenaga lisrik, energi ini dihasilkan oleh sebuah generator yang digerakkan oleh penggerak mula sehingga bisa menghasilkan energi listrik. Penggerak tersebut bisa berasal dari air, uap, panas bumi dan lainnya. Di Indonesia, pertumbuhan penduduk dari tahun ke tahun membuat kebutuhan daya listrik semakin besar. Meningkatnya kebutuhan daya listrik ini jelas meningkatkan kebutuhan pembangkit tenaga listrik juga, khususnya di Jawa dan Bali. Hal ini juga akan berpengaruh besar terhadap biaya operasi, terutama biaya bahan bakar yang juga semakin besar, sehingga untuk memperoleh tenaga listrik yang berkualitas dan handal namun tetap ekonomis diperlukan suatu manajemen operasi sistem tenaga listrik yang baik. Penerapan sistem SCADA pada sistem kelistrikan akan secara otomatis meningkatkan tingkat pemahaman para dispatcher, mengenai sistem kelistrikan.
Dalam hal untuk mendapatkan sistem pengoperasian yang optimum, maka di atas perangkat – perangkat SCADA diimplentasikan fungsi – fungsi perangkat lunak baik untuk keperluan energi managemen sistem untuk sistim transmisi, distribution management sistem untuk sistem terdistribusi. 2. PT PLN P3B Region Jawa Tengah dan DIY 2.1 Gambaran Umum Sebelum tahun 1981, sistem tenaga listrik di Jawa Bali terbagi atas beberapa wilayah yang terpisah yaitu Jawa Barat-DKI Jaya, Jawa Tengah, Jawa Timur, serta Bali. 1. Di Jawa Barat dan DKI Jaya, pengelola sistemnya adalah: PLN Pembangkitan Jawa Barat dan DKI Jaya PLN Distribusi Jakarta-Tangerang PLN Distribusi Jawa Barat 2. Di Jawa Tengah dan DIY, pengelola sistemnya: PLN Wilayah XIII 3. Di Jawa Timur, pengelola sistemnya: PLN Wilayah XII
4. Di Bali, pengelola sistemnya: PLN Wilayah XI Masing-masing wilayah ini mengelola sistem tenaga listriknya sendiri mulai dari pembangkitan, transmisi, sampai pada distribusinya ke konsumen. Namun dalam pelaksanaannya menghadapi berbagai masalah, meliputi gangguan/kerusakan sistem pembangkitan, jaringan transmisi, jaringan distribusi, dan ada wilayah yang mengalami kekurangan energi listrik karena besarnya beban yang harus dipikul. Dengan adanya sistem ini, PLN membentuk Pusat Pengatur Beban (PLN P2B) yang mencakup pelaksanaan interkoneksi antar subsistem seJawa yang menangani permasalahan-permasalahan sistem interkoneksi tersebut. PLN P2B dibentuk berdasarkan: Surat Keputusan Direksi PLN No.032/DIR/81 tanggal 30 Mret 1981 Surat Keputusan Direksi PLN No.088/DIR/81 tanggal 1 September 1981 Surat Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No.1043/KTPS/M/ PERTAMBEN/81 tanggal 3 September 1981
2.2 SEJARAH PT. PLN P3B JAWA-BALI RJTD Sesuai keputusan direksi PT. PLN (PERSERO) No.257.K/010/15/ 2000 tentang pembentukan organisasi dan tata kerja unit bisnis strategis penyaluran dan pusat pengaturan beban Jawa Bali tanggal 2 November 2000, organisasi PT. PLN (PERSERO) sebagai pusat laba (profit center) berubah menjadi unit pusat investasi dengan sebutan Unit Bisnis Penyaluran dan Pusat Pengatur Jawa Bali (P3B JB). Dalam perkembangan selanjutnya dibentuk region-region yang merupakan perpanjangan tangan P3B di daerah-daerah. Terdapat empat region P3B yaitu : Region 1 RJKB, meliputi wilayah DKI Jaya dan Banten Region 2 RJBR, meliputi wilayah Jawa Barat Region 3 RJTD, meliputi wilayah Jawa Tengah dan DIY Region 4 RJTB, meliputi wilayah Jawa Timur dan sub region Bali
Gambar 2.1. Hirarki PT. PLN (PERSERO) dengan Region 2.3 PERAN DAN TUGAS PT. PLN (Persero) P3B Jawa-Bali Regional Jawa Tengah dan DIY mempunyai tanggung jawab untuk mengelola operasi dan pemeliharaan sistem penyaluran, pengaturan, dan pengendalian subsistem tenaga listrik Jawa Tengah dan DIY. W ilayah Kerja Region Jateng & DIY Kudus
LAUT LAUT JAW JAWA A
Purw okerto
Sem arang
JP AR A P ATI RBANG
SRAG I
BR BES
15
PKLON
KBSEN
BDSLN
PM LNG
BT ANG
M DCAN
WLERI
RDRUT
SRDOL DIENG
14
SLIM A
BRNG I SG R AH
ST AR A PWRJO
13
13
G DE AN
G JY AN
KLATN
NG AW I
JAJAR
BD ONO
KNTUG
KBM EN
SR AG N
M JNG O
M DARI
W ALIN
G BONG
BJG R O
KDNBO JELOK
SC ANG
RW AL O
LM NIS
P ALUR M KRAN
PED AN
JATIM
SLBRU WS ARI KEDIR I
WBJAN WNG RI
W ATE S BNTUL
SM ANU
Yogyakarta LAUTA LAUTAN N IND INDONESIA ONESIA
Surakarta
Gambar 2.2 Wilayah Kerja Region Jawa Tengah dan DIY
1. 2. 3. 4. 1. 2.
KRIAN
CEPU
UNG AR
WS O BO TM G NG
BLOR A
PD ADI PY UNG
BAW EN M RICA
KLBKL
M NANG
10
SY UNG
G RUNG
BM AY U
BANJAR
JKULO
KUDUS
TBROK PDL AM
KLNG U KR APK
JABAR
T ASIK
KLSRI
Berdasarkan operasi dan pemeliharaan transmisi, RJTD saat ini dibagi menjadi 5 UPT (Unit Pelayanan Transmisi) dan 2 UJT (Unit Jasa Teknik). UPT Purwokerto 5. UPT Kudus UPT Semarang 6. UJT Salatiga UPT Yogyakarta 7. UJT Purwokerto UPT Surakarta Tugas pokok dari PT. PLN (Persero) RJTD adalah sebagai berikut: Mengatur pembebanan unit pembangkit wilayah penyaluran Jawa Tengah dan DIY. Memantau dan mengawasi pengusahaan pembangkitan dan penyaluran di Jawa Tengah
3. 4. 5. 6.
7. 8.
dan DIY, dalam rangka pengendalian dan keandalan mutu sistem. Mengatur konfigurasi jaringan di daerah sedemikian rupa untuk kelangsungan sistem agar tetap dalam keadaan aman. Menjaga profit tegangan sistem 150kV, 30kV, 22kV sehingga selalu dalam batas yang diijinkan. Menganalisa kondisi operasi sistem dengan bantuan fasilitas offline sehingga operasi sistem dapat memenuhi keandalan dan mutu. Menerima dan mencabut ketidaknormalan atau gangguan peralatan pembangkit atau penyaluran serta menganalisa untuk mengambil tindak lanjut operasional dalam upaya menormalkan sistem, bila diperlukan mengadakan konsultasi dengan P3B khususnya yang berkaitan dengan sistem interkoneksi Jawa-Bali. Memberi informasi real time yang diperlukan oleh P3B (UBOS). Melakukan koordinasi dengan PLN Distribusi dalam hal pengaturan pembebanan Gardu Induk di daerah kerjanya.
listrik. sistem radio yang banyak dipakai adalah : a. Sistem Simplek satu atau dua frekuensi Yaitu frekuensi untuk penerima (receiver) dan Frekuensi untuk pengirim (transmitter). Sistem radio simplex dengan satu atau dua frekuensi ini kebanyakan memakai modulasi frekuensi sehingga distorsi relatif tidak banyak tetapi jarak komunikasinya pendek. Untuk memperpanjang jarak komunikasi maka digunakanlah alat yang bernama repeater. b. Sistem duplex Sistem ini selalu digunakan frekuensi yang lain antara penerima dan pengirim walaupun tanpa repeater, sehingga penerima dan pengirim dapat berfungsi bersamaan. c. Sistem Single side band (SSB) Sistem ini mengguanakan modulasi amplitudo dengan hanya satu band yang dipakai, upper atau lower side band. Sistem ini kualitas suaranya tidak sebaik yang mengguanakan modulasi frekuensi, tetapi jangkauannya lebih jauh.
3. SISTEM SCADA Fasilitas SCADA diperlukan untuk melaksanakan pengusahaan tenaga listrik terutama pengendalian operasi secara realtime. Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station/ACC (Area Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan ACC. RTU dipasang di setiap Gardu Induk atau Pusat Pembangkit yang hendak dipantau. RTU ini bertugas untuk mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui pengumpulan besaran-besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke ACC melalui jaringan telekomunikasi data. RTU juga dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk merubah status peralatan tegangan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari ACC.
3.1.2 Sistem Power Line Carrier (PLC) Sistem telekomunikasi yang menggunakan SUTT dan SUTET sebagai saluran, biasa disebut Power Line Carrier (PLC) dan hanya dipakai di lingkungan perusahaan listrik. Dalam sistem PLC, SUTT atau SUTET selain menyalurkan energi listrik juga mengirimkan sinyal komunikasi telekomunikasi. Sinyal telekomunikasi yang disalurkan adalah untuk pembicaraan dan juga untuk data. 3.1.3 Jaringan Telepon Agar saluran telekomunikasi baik yang berupa saluran dari Perusahaan Umum Telekomunikasi, PLC atau saluran Radio dapat dimanfaatkan oleh sebanyak mungkin orang, maka pada ujung-ujung saluran ini dipasang Sentral Telepon Lokal Otomat (STLO). 3.1.4 Jaringan Fiber Optik Dengan adanya teknologi fiber optik (FO), perusahaan listrik menggunakan saluran FO untuk keperluan operasinya, karena bisa dipasang dalam kawat tanah pelindung sambaran petir dari saluran transmisi. Pada
3.1 KOMUNIKASI SCADA 3.1.1 Sistem Radio Sistem radio banyak dipakai untuk keperluan komunikasi operasi sistem tenaga
saluran transmisi yang sudah beroperasi tetapi belum ada saluran FO-nya, saluran FO bisa diberikan pada kawat tanah dalam keadaan operasi atau dipasang di bawah kawat fasa. 3.2
KONFIGURASI SISTEM SCADA Sistem SCADA terdiri dari sebuah Master Station dan beberapa RTU (Remote Terminal Unit). Master Station dalam berhubungan dengan RTU ada beberapa jenis network, yaitu: 1. Point to Point Merupakan konfigurasi network satu Master Station (MS) untuk satu RTU. Gambar 3.1. Konfigurasi point to point 2. Star Merupakan konfigurasi network satu Master Station (MS) untuk beberapa RTU.
Gambar 3.2. Konfigurasi star 3. Party Line Merupakan konfigurasi network satu Master Station (MS) untuk beberapa RTU pada satu jalur komunikasi tunggal.
Gambar 3.3. Konfigurasi Party line 4. Mix Star and Party Line Merupakan konfigurasi network satu Master Station dengan beberapa jalur komunikasi untuk beberapa RTU.
Gambar 3.4. Konfigurasi Mix Star and Party line
Konfigurasi network ini yang dipakai di region Jawa Tengah dan DIY. 3.3
FUNGSI SISTEM SCADA Fungsi utama sistem SCADA ada 3 macam : 1. Telecontrolling, yaitu pengoperasian peralatan switching pada Gardu Induk atau Pusat Pembangkit yang jauh dari pusat kontrol. 2. Telesignaling atau teleindikasi, yaitu mengumpulkan informasi mengenai kondisi sistem dan indikasi operasi, kemudian menampilkannya pada pusat kontrol (dalam hal ini UPB 3. Telemetering, yaitu melaksanakan pengukuran besaran-besaran sistem tenaga listrik pada seluruh bagian sistem, lalu menampilkannya pada Pusat Kontrol. 3.4 PERALATAN SCADA 3.4.1 Master Station Master station berfungsi untuk mengolah data yang diterima dari sistem tenaga listrik (Pusat listrik, Gardu Induk dll) yang ada fasilitas SCADA untuk dimonitor oleh operator melalui peralatan bantu yang disebut Human Machine Interface (HMI). Master station terdiri dari : Komputer utama (Main Computer) Front-end komputer Human Master Interface (HMI) Peralatan pendukung (UPS, Telekomunikasi) 3.4.2 Human Machine Interface (HMI) Human Machine Interface adalah suatu peralatan diruang control yang berfungsi sebagai perantara antara operator (dispatcher) dengan sistem komputer. Dengan adanya Human Machine Interface memudahkan operator memonitor sistem jaringan tenaga listrik yang ada di wilayahnya. 3.4.3 Remote Terminal Unit (RTU) Remote Terminal Unit (RTU) berfungsi untuk mengumpulkan data status dan pengukuran peralatan tenaga listrik, kemudian mengirimkan data dan pengukuran tersebut ke Master Station (pusat control) setelah diminta oleh Master. Disamping itu
RTU berfungsi melaksanakan perintah dari master station (remote control). RTU terpasang pada setiap Gardu Induk (GI) atau pusat pembangkit yang masuk dalam sistem jaringan tenaga listrik. Remote Terminal Unit (RTU) terdiri dari komponen-komponen antara lain: Central Processing Unit (CPU) Memory Modul Input / Output (I / O) Modul Power supply Telemetering (TM) yang datang dari CT, VT melalui transducer disambung langsung ke modul Analog input. Telesinyal (TS) yang datang dari peralatan GI (PMT, PMS, ES, Trafo dll) disambung langsung ke modul digital input. Telekontrol digital (TC) yang dkeluarkan dari modul analog output disambung ke peralatan pembangkit atau Gardu induk (PMT, PMS, ES dll) yang dilengkapi dengan motor penggerak untuk dikontrol dari pusat pengatur. Telecontrol analog (TC) yang dikeluarkan dari modul analog output disambung ke Unit Pembangkit yang bisa diatur pembebanannya. 4. RTU560 Konsepnya dibagi menjadi 2 bagian: 1. Unit komunikasi baru yang terdapat di subrack komunikasi. 2. Unit Input Output di subrack I/O. Unit komunikasi dan I/O board dari RTU 560 berdasarkan card standar Eropa.
Gambar 4.1. Modul-modul RTU560 Sebelum dipasang pada pusat pembangkit ataupun Gardu Induk, modulmodul RTU560 perlu diset terlebih dahulu menggunakan software RTUtil560. Modulmodul tersebut dipasang ke dalam Subrak 23ET23.
Gambar 4.2. SubRak 23ET23
Gambar 4.3. Konsep perangkat RTU560 4.1 MODUL RTU560 4.1.1 Modul CPU dan Memory Modul CPU merupakan jantung dari RTU. Sebagai unit pemroses pusatnya menggunakan microprocessor ELAN 400 (486) @ 66 MHz yang dapat mengolah data 32 bit dengan kapasitas memori RAM 8 MB, dan Flash Memory 8 MB. Modul CPU memiliki tugas pokok sebagai berikut : a. Menerima data berupa perintah dan sebagainya dari Master Station. b. Mengirim data pengukuran, isyarat indikasi dari GI dan Pusat Pembangkit Listrik ke Master Station. c. Membaca data dari GI dan Pusat Pembangkit Listrik yang berupa besaran listrik, status, indikasi.
d. Menyampaikan data/perintah dari Master Station untuk dilaksanakan oleh peralatan pada GI dan Pusat Pembangkit Listrik. 4.1.2 Modul Digital Input Modul ini adalah yang menerima sinyal input digital yang menunjukkan status PMT, PMS, alarm-alarm dari suatu Gardu Induk dan Pusat Pembangkit listrik. Banyaknya isyarat digital yang dapat dikontrol oleh suatu modul adalah 16 isyarat. Dalam RTU560 modul digital input yang dipakai adalah 23BE21. 4.1.3 Modul Digital Output Modul ini berfungsi sebagai keluaran dari fungsi telekomando. Jika ada instruksi dari Master Station untuk membuka atau menutup PMT, PMS maka relay (yang sesuai dengan isyarat telekomando). Dalam RTU560 modul digital output yang dipakai adalah 23BA20. 4.1.4 Modul Analog Input Modul ini berfungsi menerima besaran-besaran analog yang berasal dari transducer yang membangkitkan "volt" atau "milliampere" yang menunjukkan besaran listrik MW, MVAR, Volt, Ampere. Dalam RTU560 modul analog input yang dipakai adalah 23AE21. 4.1.5 Modul Analog Output Modul ini merupakan output dari fungsi telekomando untuk data analog yang berupa DC volt atau DC miliamper, yang dipakai Master Station untuk memberikan perintah operasi ke suatu set point controller misalnya merubah tap trafo, pengaturan frekuensi di unit pembangkit. Kontrol keluaran analog untuk control loop, penampil instrumen, pengukuran dapat dikoneksikan dengan RT560 menggunakan modul Analog Output 23AA20. 4.1.6 Modul Watchdog Modul ini berfungsi mengawasi saluran transmisi data. 4.1.7 Modul Modem Modul ini berfungsi sebagai pemancar yang dilengkapi modulator dan sebagai penerima yang dilengkapi dengan demodulator. Jadi pemancar dan penerima
tergabung dalam satu modul. Dalam RTU560 modul modem yang dipakai adalah 23WT22. 4.1.8 Modul Fibre Optic Coupler Modul ini berfungsi sebagai data bus untuk menghubungkan peralatan (tier) utama dengan peralatan (tier) perluasan. m RTU560 modul fibre optic coupler yang dipakai adalah 23OK20. 4.1.9 Modul Power Supply Modul ini sebagai penyedia sumber daya untuk semua modul di Remote Terminal Unit. Tegangan yang disediakan adalah tegangan DC 48 v, 24 v dan 5 v. Dalam RTU560 modul yang dipakai adalah 23NG23, 23NG24, dan 560PSU01. Modul power supply 23NG23 dipakai di Tanjung Jati B dan GI Lomanis. Modul power supply 23NG24, dan 560PSU01 dipakai di PLTU Cilacap. 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. KESIMPULAN Dari uraian dan penjelasan yang telah penulis sampaikan pada bab-bab sebelumnya, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dalam mengendalikan sistem tenaga listrik harus diusahakan agar sistem selalu dalam keadaan normal, sehingga aspek pengoperasian sistem tenaga listrik yang meliputi keandalan, kualitas, dan ekonomis dapat dicapai dan memperoleh hasil yang maksimal. 2. Sistem SCADA terdiri dari Master Station (MS), Remote Terminal Unit (RTU) dan Saluran Komunikasi antar Master Station dan RTU. Sistem SCADA mempunyai fungsi utama sebagai telecontrolling, telesignalling, dan telemetering. 3. Remote Terminal Unit (RTU) berfungsi untuk mengupulkan data status dan pengukuran peralatan tenaga listrik, kemudian mengirimkan data dan pengukuran tersebut ke Master Station (pusat control) setelah diminta oleh Master. Disamping itu RTU berfungsi melaksanakan perintah dari master station (remote control). 4. Salah satu jenis RTU yang ada di PT PLN P3B Region III adalah RTU560
yang mulai dioperasikan pada tahun 2006. RTU560 dioperasikan di 3 tempat yaitu: Tanjung Jati B, PLTU Cilacap, dan GI Lomanis. Masing-masing RTU mempunyai beberapa modul yang berbeda fungsi. 5. Secara garis besar modul-modul yang menyusun RTU560 adalah: modul CPU & Memory, modul Digital Input, modul Digital Output, modul Analog Input, modul Analog Output, modul Watchdog, modul Modem, dan modul Power Supply. 5.2. SARAN 1. Untuk tercapainya fungsi yang optimum pada RTU560 maka fungsi pemeliharan dan perawatan harus selalu dijalankan sehingga peralatan selalu tetap terjaga dalam kondisi yang baik. 2. Dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat, RTU yang dilengkapi dengan mikrokomputer yang disebut intellegent remote sangat diperlukan. Karena dapat melakukan fungsi-fungsi secara otomatis tanpa perintah dari Master Station. [1]
[2] [3]
[4]
DARTAR PUSTAKA Anonim, ENVIRONMENTAL DATA, DATA SHEETS OF RTU560 HARDWARE BOARDS AND UNITS (Germany: Kallstadter Straße 1, 2001) Anonim, REMOTE TERMINAL UNIT RTU560 (Germany: Kallstadter Straße 1, 2001) Bailey, David, Edwin Wright, PRACTICAL SCADA FOR INDUSTRY (Australia: IDC Technologies, 2003) Sabur Gunawan, TECHNIC PLN, Bengkel dan LAB. Elektroninika PLN Pusat Pengaturan Beban Sistem Tenaga Listrik se-Jawa: Jakarta, 1983.
Andika Hasan Ghozali, lahir 17 Agustus 1985 di Sragen. SD dan SMP di Gemolong dan SMA di Surakarta. Sekarang tengah menjalani studi di Universitas Diponegoro Semarang konsentrasi kontrol. Semarang, 3 Agustus 2011 Dosen Pembimbing
Budi Setiyono, ST. MT NIP. 197005212000121001
