Makalah Seminar Kerja Praktek
SISTEM OPERASI SCADA AREA PENGATUR DISTRIBUSI JAKARTA RAYA DAN TANGERANG SERTA CARA MANUVER DAYA BEBAN SAAT TERJADI GANGGUAN GFD DENGAN LOAD BREAKING SWITCH (LBS) Oleh
: Reza Heryanto S (21060110141043)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Abstrak Untuk keperluan penyediaan tenaga listrik bagi para pelanggan, diperlukan berbagai peralatan listrik. Berbagai peralatan listrik tersebut dihubungkan satu sama lain yang mempunyai interrelasi dan secara keseluruhan membentuk suatu sistem tenaga listrik. Yang dimaksud dengan Sistem Tenaga Listrik adalah sekumpulan Pusat Listrik dan Gardu Induk (Pusat Beban) yang satu sama lain dihubungkan dengan Jaringan Transmisi sehingga merupakan sebuah kesatuan interkoneksi . Kontinuitas pelayanan merupakan salah satu unsur dari mutu pelayanan yang tergantung pada macam jaringan dan peralatan proteksi. Jaringan distribusi mempunyai tingkat kontinuitas pelayanan yang tergantung pada susunan saluran/jaringan dan cara pengaturan operasinya yang hakekatnya direncanakan dan dipilih untuk memenuhi kebutuhan serta sifat beban. Tingkat kontinuitas pelayan dari suatu sistem jaringan disusun berdasarkan lamanya upaya menghidupkan kembali suplai setelah mengalami pemutusan karena adanya gangguan secara umum dinyatakan dengan SAIDI dan SAIFI. Masalah utama dalam operasi adalah bagaimana mengatasi gangguan dengan cepat karena gangguan yang terdapat dalan sistem jaringan sistem distribusi primer ditentukan oleh macam atau jenis saluran dan sistem jaringan diperlukan suatu sitem yang dapat memantau jaringan setiap waktu yang disebut SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) Kata kunci : Distribusi, SCADA,Gangguan
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sejak penemuan listrik pada akhir abad yang lalu, saat ini energi listrik sudah menjadi kebutuhan primer bagi manusia . Berbagai penggunaan energi listrik selain untuk kepentingan industri adalah untuk pemenuhan kebutuhan sehari-hari seperti penerangan,alat pemanas,pendingin ,televisi,radio dan lain-lain. Dapat dibayangkan kehidupan ini berjalan tanpa listrik . Dari berbagai penggunaan yang positif, energi listrik juga mendatangkan bahaya bagi
penggunanya jika tidak mengerti cara penggunaan dan pengamanannya . PLN sebagai perusahaan di negara kita yang mengelola energi listrik dituntut harus mampu memberikan keandalan dan keamanan pasokan listrik bagi konsumen. Keandalan dalam arti (listrik tidak pernah padam). Untuk mewujudkan harapan tersebut sangat sulit dicapai PLN jika hanya menerapkan cara-cara lama, sehingga PLN mau tidak mau harus menerapkan teknologi-teknologi baru pada sistemnya . Salah satu langkah untuk mewujudkan hal tersebut adalah PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang yang menggunakan sistem SCADA ( Supervisory Control And Data
Aquisition ) pada jaring distribusinya. Untuk mengotrol dan memonitoring jaringan distribusi saat di jalankan serta mendeteksi masalah dan ganguan dengan cepat sehingga system jaringan listrik akan semakin handal dan aman.
1.2 Tujuan Tujuan penulis melakukan Kerja Praktek ini adalah : 1. Mempelajari Sistem SCADA pada Distribusi PLN Jakarta Raya dan Tangerang 2. Mampelajari cara mengalihkan tegangan atau daya beban saat terjadi gangguan 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah yang diambil oleh penulis pada penulisan makalah kerja praktek ini adalah: 1. Sistem SCADA pada distribusi PLN JAKARTA RAYA dan TANGERANG secara umum. 2. Cara mengalihkan tegangan atau daya beban pada saat terjadi gangguan dan pemeliharaan
II. DASAR TEORI 2.1 Sistem SCADA Sistem SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) berarti sistem pengolahan data terintegrasi (terpusat) yang berfungsi mensupervisi, mengendalikan dan mendapatkan data secara real time. Sistem SCADA dipakai oleh PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang (Area Pengatur Distribusi) sebagai penyedia dan pengatur jaringan listrik tegangan menengah (JTM ) 20 kV di wilayah Jakarta Raya dan Tangerang. Sistem SCADA digunakan sebagai operasi real time yang dilakukan terus menerus. Dalam pengoperasiannya sistem ini mencakup operasi Telemetring (pengukuran jarak jauh), Telekontrol (komando jarak jauh) dan Telesignalling (pensignalan jarak jauh).
o Fungsi Tele Kontrol Seorang Operator Dispathcer melakukan atau mengoperasikan ON OFF suatu peralatan yang sudah terintegrasi ke system scada di gardu/lapangan secara remote dari Control center. Jadi tele kontrol hanya dilakukan dari sisi control center/ sebagai inputnya. o Fungsi Tele Signal Operator Dispacther dapat mengetahui atau memonitor segala indikasi peralatan yang sudah teritegrasi ke system Scada di gardu / lapangan secara remote , jadi tele signal adalah segala status/indikasi yang ada di gardu baik yang tetap ataupun jika terjadi perubahan akan secara cepat / real time di ketahui oleh dispathcer, dan sebagai inputnya adalah peralatan yang ada di gardu/lapangan. o Fungsi Tele Metering Operator Dispacther dapat mengetahui atau membaca semua pengukuran yang sudah teritegrasi ke system Scada di gardu / lapangan secara Remote, jadi tele metering adalah pembacaan parameter pengukuran, dan sebagai inputnya adalah peralatan metering yang ada di gardu / lapangan. 2.2 Sub Sistem SCADA Sistem scada terdiri dari 3(tiga) sub system yaitu: 1. Pusat Kontrol 2. Media transmisi data 3. Remote Terminal Unit (RTU)
menggunakan gelombang Radio pembawa pembicaraan timbal balik
sebagai
Fiber Optic Komunikasi serat optic terdiri dari Kabel Pil beberapa bagian yakni : Pemancar Optic Berfungsi sebagai pengubah sinyal elektris menjadi sinyal optik menggunakan LED dan dioda besar. Fiber Optic Berupa filter gelas dengan diameter atau ukuran yang sangat kecil berfungsi untuk memandu cahaya dari Frekwensi Radio/GP pemancar optik ke penerima optik Penerima Optic Berfungsi untuk mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektrik menggunakan dioda PIN atau APD Komunikasi Serat Optic : o
RT UPusat
Gambar 2.1 Sub Sistem SCADA
a. Master Control Master Station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di control center,Berupa Main Komputer (Server). Main Komputer biasanya berjumlah 2 buah.Hal ini dimaksudkan untuk membentuk dual sistem (Master/Slave) sehingga sistem tidak bergantung hanya pada 1 main komputer saja. Hal ini dimungkin kan karena jika terjadi gangguan pada komputer Master, aplikasi komputer Master secara otomatis akan stop, dan komputer Slave secara otomatis akan menggantikannya sebagai Master sehingga availibilitas sistem secara keseluruhan lebih terjamin. Pada umumnya konfigurasi sebuah master station tidak akan sama disesuaikan dengan kebutuhan dari pada system scadanya b. Media Komunikasi Sebagai media untuk komunikasi data antara Main Komputer di Pusat Kontrol dengan RTU yang dipasang di gardu-gardu PLN media nya antara lain: o Frekwensi Radio Yang dimaksud dengan Radio Komunikasi adalah hubungan komunikasi yang mempergunakan media udara dan
Gambar 2.2 Komunikasi Serat Optik o Kabel Kontrol Kabel kontrol merupakan media komunikasi dengan kabel standar Telkom
c. RTU (Remote Terminal Unit). Remote terminal unit (RTU) adalah salah satu komponen peralatan SCADA yang didesain untuk memonitor aktivitas substation pada suatu sistem tenaga listrik. Informasi dasar tentang sistem tenaga listrik diperoleh dari pemantauan status peralatan dan pengukuran besaran listrik pada gardu induk maupun pembangkit listrik. Informasi tersebut kemudian diproses oleh RTU untuk kemudian dikirim ke Control Center. Sebaliknya, Control Center pun dapat mengirim perintah ke RTU. Proses ini, sebagaimana disinggung pada bagian sebelumnya, disebut teleinformasi
(terdiri dari telemetering).
telesignal,
telecontrol
dan
2.3 GROUND FAULT DETECTOR ( GFD ) GFD (Ground Fault Detector) merupakan pendeteksi gangguan hubung tanah yang digunakan pada sistem SCADA dan memanfaatkan arus gangguan sesaat untuk menghidupkan (mengaktifkan) rangkaiannya. 2.3.1 Cara Kerja GFD Gambar 2.3Rangkaian pada GFD GFD (Ground Fault Detector) merupakan pendeteksi gangguan hubung tanah yang digunakan pada sistem SCADA dan memanfaatkan arus gangguan sesaat untuk menghidupkan (mengaktifkan) rangkaiannya, karena GFD tidak memiliki catudaya permanen. Jika terjadi gangguan maka CT (Current Transformator) akan mengkonversi arus gangguan menjadi besaran arus dan tegangan yang kemudian disearahkan dan digandakan serta diregulasi untuk memberikan taraf tegangan yang baik (stabil) guna mensuplay seluruh rangkaian GFD. Pada saat yang bersamaan komparatorkomparator rangkaian membandingkan tegangan input dengan tegangan referensi, jika tegangan input lebih tinggi dari tegangan referensi maka output komparator akan tinggi, output komparator tersebut akan diteruskan ke blok rangkaian output yang selanjutnya mengaktifkan transistor yang berfungsi sebagai saklar, lalu transistor tersebut mengaktifkan relay untuk menutup kontaknya untuk memberikan sinyal adanya gangguan.
2.4 Mekanik (Cubicle Motorise) Mekanik kubikel motoris berfungsi sebagai penutup (Close order) atau pembuka (Open order) switch (CB, LBS) kubikel gardu remote. Mekanik kubikel motoris memerlukan catu daya 48 VDC atau 110VDC, tetapi untuk 110VDC sudah jarang digunakan karena lebih handal kubikel motorise 48VDC. Kubikel motorise akan kerja ketika mendapat order tegangan dari relay komand kerja yang berada di platine sedangkan relay komand bekerja setelah mendapat perintah dari RTU dan RTU mendapat perintah dari DCC dan komputer DCC mendapat perintah dari operator dispacher. Di dalam mekanik motorise terdapat switch yang berfungsi untuk memberikan informasi posisi kubikel pada Telesinyal Close (TS C) dan Telesinyal Open (TS O).
Gambar 2.4 Kubicale Motorize
2.5 Metode Operasi Jaringan Sistem Spindle Sistem SCADA PLN Area Pengatur Distribusi diterapkan pada metode jaringan spindle. Model jaringan spindle dapat dilihat pada gambar 2.3
Gambar 2.5 Jaringan Spindle Dilengkapi Sistim SCADA Sebuah sistem spindle terdiri atas beberapa percabangan yang disebut feeder (penyulang). Masing-masing penyulang memiliki nama tertentu, demikian pula dengan gardu–gardu pada tiap penyulang tersebut. Dalam sebuah penyulang terdiri atas beberapa gardu yang diremote kontrol yaitu GI (gardu induk), CDS (Central Distribution Substation) gardu tengah, GH (gardu hubung) dan DS(Distribution Substation). Semuanya dilengkapi dengan fasilitas remote kontrol, kecuali gardu DS tidak dilengkapi RTU hanya dilengkapi peralatan interface antara RTU ke mekanik kubikel motoris serta power suplay. Pada sistem spindle dilengkapi dengan sebuah feeder (penyulang) express, dimana feeder ini digunakan untuk memback-up bila terjadi gangguan jaringan listrik melalui gardu hubung. III. PEMBAHASAN 3.1 Manuver Penanganan Gangguan 3.1.1 Jaringan Spindel Saat Keadaan Normal Pada setiap penyulang dalam suatu spindle terdapat beberapa switch, CB(circuit
breaker) atau PMT(Pemutus Tenaga) pada GI(gardu induk), LBS(Load Breaker Switch) pada CDS(gardu distribusi tengah) dan GH(gardu hubung). Pada keadaan normal CB atau PMT pada gardu induk dan LBS pada gardu distribusi CDS dan DS pada keadaan tertutup (close), sedangkan LBS pada GH selalu terbuka (open), kecuali feeder express pada posisi tertutup (close).
Gambar 3.2 Penyulang “Merah” terdapat arus gangguan
Gambar 3.1 Sistem Spindel saat Keadaan Normal 3.1.2 Jaringan Spindel Saat Terjadi Gangguan Pada setiap penyulang mempunyai pendeteksi gangguan yang dinamakan sesuai dengan hirarki pada jaringan, pada gardu induk pendeteksi gangguan didapat dari relay proteksi hubung tanah dan dinamakan OPT (outgoing protection tripping) , sedangkan pada gardu distribusi (CDS, DS) dilengkapi dengan Homopolair Fault Detektor (HFD), begitu pula pada gardu hubung dilengkapi dengan HFD, alat bantu ini akan mengirimkan indikasi gangguan hubung tanah ke pusat kontrol melalui RTU dengan fasilitas telesignalling, alat bantu ini diharapkan akan lebih mempermudah alokasi gangguan yang terjadi pada jaring distribusi sehingga penyaluran tenaga listrik dapat terus dilakukan tanpa harus mengganggu distribusi listrik pada gardu yang lain.
3.1.3 Cara Penaganan Gangguan Pada Jaringan Sistim Spindel a. Bila pada penyulang (contoh penyulang merah) terjadi gangguan yang berasal dari gardu dibawah gardu tengah (CDS), maka HFD akan mengirimkan adanya sinyal gangguan hubung tanah pada pusat kontrol melalui RTU, CB pada gardu induk akan trip (terbuka) selanjutnya switch (LBS) pada gardu tengah (CDS) akan dibuka dan CB pada gardu induk akan dimasukkan kembali, sehingga separuh jaringan dari penyulang yang terganggu akan menyala dan hanya gardu yang ada dibawah CDS saja yang padam. b. Bila pada penyulang terjadi gangguan di atas gardu tengah (CDS) maka HFD tidak akan mengirimkan signal gangguan ke pusat kontrol tetapi OPT pada gardu induk akan mengirimkan signal gangguan tersebut, CB pada gardu induk akan trip (terbuka) maka switch pada gardu tengah (CDS) akan dibuka dan switch pada gardu hubung (feeder express) akan dimasukkan dan LBS pada penyulang di GH juga dimasukkan, sehingga separuh jaringan akan menyala dan yang
padam hanya pada gardu di atas gardu tengah (CDS).
sisi outgoing dan ingoing nya diputus. Sehingga gardu yang tidak bermasalah dapat disupply kembali berasal dari GI atau berasal dari GH
Gambar 3.3 Penyulang “Merah” terdapat arus gangguan Gambar 3.5 Pendeteksian tempat gangguan
Gambar 3.4 HFD pada Gardu tengah mendeteksi gangguan c. Pada contoh diatas gangguan terjadi pada sisi bagian bawah penyulang maka sisi tengah hingga bagian bawah penyulang akan mati sementara waktu. Pada saat itu petugas akan mendtangi setiap gardu yang berada pada sisi tengah ke bwah untuk melihat sinyal GFD yang dipancarkan di pitu gardu, bila menyala berati gardu tersebut dialiri arus gangguan. Hingga petugas mengetahui gardu mana yang bermasalah.Kemudian gardu yang terdapat gangguan pada
Gambar 3.6 Gardu yang terkena gangguan incoming dan outgoing nya diputus
Gambar 3.7 Gardu dialiri arus listrik dari GI
Gambar 3.8 Gardu yang dialiri arus listrik dari GH 4. PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. PT. PLN (Persero) memiliki banyak bagian – bagian bidang kerja antara lain bidang APD Disjaya Tangerang yang terdiri dari SCADATEL dan OPSISDIS 2. Tugas dari Bidang SCADATEL antara lain adalah Pengawasan, Kontrol, Permintaan/Pengiriman Data dari jarak jauh 3. Sistem SCADA terdiri dari 3 sub bagian, yaitu :
Pusat Kontrol ( Master Station ) Media Transmisi Data Remote Terminal Unit ( RTU ) di Gardu 4.Perawatan Rutin diperlukan untuk merawat peralatan yang berada di Gardu agar tidak mengalami kerusakan 5.Perawatan Rutin juga digunakan untuk mendeteksi apakah suatu alat masih berfungsi dengan baik atau tidak 6.GFD (Ground Fault Detector) merupakan pendeteksi gangguan hubung tanah yang digunakan pada sistem SCADA dan memanfaatkan arus gangguan sesaat untuk menghidupkan (mengaktifkan) rangkaiannya 7.LBS motoris berfungsi sebagai penutup (Close order) atau pembuka (Open order) switch (CB, LBS) kubikel gardu remote. 4.2 Saran Setelah penulis melakukan praktek kerja di PT. PLN (Persero) APD Disjaya Tangerang SCADATEL, penulis mendapati beberapa masalah yang perlu diperhatikan. Untuk itu penulis mencoba memberikan beberapa saran agar di masa depan segala sesuatu menjadi lebih baik. 1. Mahasiswa dituntut lebih aktif lagi untuk mengaplikasikan ilmunya sehingga lebih mampu menghadapi dunia kerja. 2. Kebutuhan akan bimbingan dari dosen pembimbing untuk memberikan pengarahan awal apa yang akan dihadapi saat praktek kerja nanti sangat diharapkan. Hal tersebut dapat meningkatkan kesiapan mahasiswa untuk menyerap pengalaman yang lebih dari praktek kerja yang dilakukannya. 3. Media yang digunakan pada Gardu
sebaiknya ditingkatkan menjadi UMTS/3G karena apabila masih GPRS memiliki banyak kelemahan antara lain masih bersama dengan koneksi suara dan kecepatannya rendah 4. Kalau bisa agar semua Gardu yang ada di Daerah Jakarta Raya dan Tangerang di buat agar bisa di Remote semua agar apabila ada gangguan tidak menyebar dan bisa dilokalisir sekecil-kecilnya.
DAFTAR PUSTAKA
[1] SOP ISO 9001 Pemeliharaan Rutin SCADATEL [2] Diktat Kuliah Perencanaan Sistem Tenaga. Jurusan Teknik Elektro,UNDIP, Semarang. [3] Djiteng Marsudi. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta, 8 Juni 1990. [4]Gonen, Turen. Modern Power System Analysis. California State University, Sacramento, California. [5] Perhitungan Arus gangguan Hubung Singkat dan Penyetelan Relai. Standar Perhitungan PT. PLN (Persero) Unit Bisnis Jakarta Raya dan Tangerang.Operasi, 1987. [6] PT. PLN (Persero).Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang, Unit Pengatur Distribusi. [7] Soekarto, J. Proteksi Sistem Distribusi Tegangan Menengah. LMK PT. PLN (Persero). [8]Soekarto, J. Relai Proteksi Periode 2. LMK PT. PLN (Persero), Jakarta. Biodata Penulis Reza Heryanto S (21060110141043) lahir di Jakarta ,12 November 1991. Menempuh pendidikan di TK Tunas Kunciran, SD Negeri Sudimara 7, SMP Negeri 105 Jakarta, SMA Negeri 65 Jakarta dan saat ini melanjutkan di JurusanTeknik Elektro Universitas Diponegoro Konsentrasi Teknik Tenaga Listrik. Menyetujui, Dosen Pembimbing
Ir. Hermawan, DEA.
