dasar scada

- 1 -

DASAR SCADA

1. SISTEM TENAGA LISTRIK.

Umum

Tenaga listrik merupakan kebutuhan yang sangat vital dan dalam kehidupan manusia sehari-

hari baik untuk kepentingan pribadi maupun dalam kehidupan bermasyarakat.

Dilain itu tenaga listrik juga sangat dibutuhkan untuk Indistri-industri besar maupun industri

kecil, perkantoran, pertokoan dan lain sebagainya.

Untuk itu tanpa dibantu dengan tenaga listrik manusia akan lebih susah untuk melakukan

sesuatu.

Banyak sekali keuntungan-keuntungan menggunakan tenaga listrik a.l :

1. Dengan adanya tenaga listrik memudahkan Industri-industri dapat berkembang dengan

cepat.

2. Dengan adanya tenaga listrik pekerjaan-pekerjaan rumah tangga dapat dengan mudah

diselesaikan.

3. Dengan adanya tenaga listrik seluruh kebutuhan Telekomunikasi dapat terjamin.

4. Tenaga listrik dapat menerangi rumah-rumah tangga, jalan raya, perkantoran dan

pertokoan.

5. Dan masih banyak lagi keuntungan-keuntungan yang lain.

Dengan demikian energi listrik merupakan faktor yang penting dalam mencerdaskan

masyarakat dan secara langsung mempengaruhi keadaan perekonomian.

Karena tenaga listrik merupakan kebutuhan yang vital, maka tenaga listrik harus selalu tersedia

dalam jumlah yang cukup pada waktu yang tepat, dengan keandalan yang tinggi dan

mempunyai mutu yang baik. Untuk memenuhi persyaratan-persyaratan ketersediaan tenaga

listrik tersebut diperlukan pengaturan yang baik dalam persediaan dan dalam penyaluran sistem

tenaga listrik secara merata.

Dengan bertambahnya pemakaian beban tenaga listrik, maka memerlukan pengembangan

system tenaga listrik, baik disisi pembangkit, penyaluran dan pendistribusian. Untuk memenuhi

keandalan sistem dan mutu yang baik sangat dibutuhkan suatu sistem yang terintegrasi.

- 2 -

1.1. Pembangkit.Dalam system kelistrikan Pembangkitan merupakankomponen hulu mata rantai produksi

tenaga listrik . Fungsi sistem pembangkitan adalah mengubah ( mengkonversi ) energi primer

seperti tenaga air, tenaga bahan bakar dan panas bumi dan lainnya menjadi energi listrik yang

akan di salurkan melalui sistem transmisi dan didistribusikan kekonsumen melalui sistem

distribusi.

Pusat Pembangkit Listrik yang dimiliki PT PLN antara lain adalah:

- PLTD ( Pusat Listrik Tenaga Diesel ).

- PLTG ( Pusat Listrik Tenaga Gas )

- PLTU ( Pusat Listrik Tenaga Uap )

- PLTP ( Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi ).

- PLTA ( Pusat Listrik Tenaga Air ).

- PLTM ( Pusat Listrik Tenaga Mikro Hidro ).

- PLTN ( Pusat Listrik Tenaga Nuklir ). Pusat Listrik ini masih dalam penyelidikan.

Untuk Pusat listrik tenaga Nuklir ( PLTN ) sementara masih dalam evaluasi dalam segi resiko

dan bahayanya terhadap masyarakat di sekelilingnya , mengingat pengalaman-pengalaman

negara maju yang pernah mengoperasikannya.

Pemilihan jenis Pusat pembangkit listrik didasarkan pada hasil studi kelayakan yang dibuat oleh

PLN ( beberapa diantaranya dibuat bersama-sama konsultan ).

1.2 Transmisi.Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh generator dari suatu unit pembangkit sebelum disalurkan

melalui jaringan transmisi diatur terlebih dahulu tegangannya menjadi tegangan tinggi antara

lain tegangan 70 kV, 150 kV atau 500 kV sesuai dengan kebutuhan.

Perubahan tegangan dilakukan melalui transformator tenaga, transformator ditempatkan di

Gardu Induk ( GI ) selain juga berfungsi mengubah tegangan listrik juga untuk mendistribusikan

tenaga listrik ke Gardu Induk lainnya. Bilamana tegangan akan disalurkan ke gardu distribusi

tegangan diturunkan mrnjadi tegangan menengah yaitu 20 kV.

1.3. Gardu Induk.Tegangan listrik yang dibangkitkan oleh suatu Pusat Listrik setelah dinaikkan tegangannya

kemudian disalurkan melalui jaringan transmisi, dan disampaikan kekonsumen melalui Gardu

Induk.

- 3 -

Sebenarnya suatu Gardu Induk adalah merupakan suatu pusat beban pada suatu daerah

tertentu, dari Gardu Induk inilah disambung beban konsumen yang disambung melalui jaringan

Distribusi, dan besarnya beban ini akan berubah-ubah sepanjang waktu, sehingga perubahan

ini harus diimbangi dengan tenaga listrik yang dibangkitkan oleh pusat listrik yang tersambung

pada sistem jaringan tegangan tinggi.

Kadangkala suatu Pusat Listrik tidak mampu mengimbangi beban pada suatu Gardu Induk

sehingga perlu disalurkan tenaga listrik dari Pusat Listrik yang lainnya, dan juga harus

tersambung dengan sistem jaringan transmisi ke Gardu Induk tersebut, inilah letak pentingnya

suatu sistem interkoneksi dari beberapa Pusat Listrik dengan suatu jaringan transmisi beserta

Gardu Induknya.

Apabila pengaturan pembebanan Pusat Listrik ini terlambat atau tidak dilaksanakan

kemungkinannya adalah adanya penurunan frekuensi pada sistem bila daya yang dibangkitkan

kurang dari daya yang dibutuhkan beban sistem atau kemungkinan bisa terjadi pengurangan

beban ( pemadaman beban ) dan begitu pula sebaliknya akan terjadi frekuensi yang lebih

tinggi, apabila daya yang dibangkitkan lebih besar dari beban sistem.

Peralatan gardu Induk terdiri dari peralatan yang berada didalam maupun diluar , peralatan

yang berada diluar yaitu serandang hubung ( yang biasanya disebut Switchyard ) tegangan

tinggi sedangkan untuk yang didalam adalah panel control dan peralatan tegangan menengah.

1.4. Panel control.Panel control yaitu untuk tempat untuk melakukan supervisi dan control bagi peralatan-

peralatan tenaga listrik yang terpasang untuk suatu Gardu Induk, maka pada panel ditempatkan

alat-alat ukur dan indikator serta peralatan remote control.

Melalui panel control diketahui parameter operasi tenaga listrik sehingga informasi tentang

keadaan real time dapat diketahui dan selanjutnya informasi ini disampaikan ke control center,

baik melalui sarana komunikasi suara maupun komunikasi data, hal ini tergantung dari teknologi

sistem informasinya.

1.5. Gardu Hubung.Tegangan yang telah diturunkan menjadi tegangan menengah ditampung menjadi satu pada

suatu tempat yang disebut Gardu Hubung ( GH ). Tegangan menengah tersebut dibagi-bagi

melalui switching menuju Gardu Distribusi. Jadi fungsi Gardu Hubung hanya

menyalurkan/membagi tegangan menengah menuju ke Gardu Distribusi.

- 4 -

1.6. Gardu Distribusi.Gadu distribusi berfungsi mengubah/menurunkan tegangan menengah yang datang dari Gardu

Hubung menjadi tegangan rendah 220v yang kemudian disalurkan ke konsumen ( rumah-

rumah, pertokoan, perkantoran ) dan lain sebagainya.

Tegangan menengah pada Gardu Distribusi ada juga yang langsung dari Gardu Induk ( GI )

tanpa melalui Garud Hubung ( GH ). Gardu-Gardu Distribusi ini paling banyak terpasang

dilokasi tersebar dipelosok-pelosok perkotaan dan pedesaan yang membutuhkan aliran tenaga

listrik.

Untuk pemakaian sendiri kebutuhan tenaga listrik di Gardu Induk ( GI ) atau pembangkit

biasanya mempunyai transformator distribusi tersendiri.

Tegangan rendah 220 v disalurkan melalui transmisi-transmisi tegangan rendah yang sering

kita lihat dipinggir-pingir jalan raya untuk disalurkan ke konsumen.

2. SISTEM SCADA.

Umum. Sistem yang terintegrasi adalah suatu jaringan tenaga listrik yang terpadu meliputi pembangkit-

pembangkit tenaga listrik, jaringan transmisi dan distribusi yang saling terhubung.

Sistem yang terintegrasi ini lebih dikenal dengan sistem interkoneksi. Keuntungan adanya

interkoneksi adalah diperolehnya suatu skala produksi yang ekonomis, karena pusat

pembangkit listrikyang kerkapasitas besar dan beroperasi pada sistem terinterkoneksi dapat

mensplai daerah lainnyayang membutuhkan tenaga listrik yang besar, tetapi hanya mempunyai

pembangkit listrik yang berkapasitas kecil. Dengan semakin banyaknya pusat pembangkit

tenaga listrik yang dioperasikan, maka diperlukan pengaturan beban sistem tenaga listrik.

Dalam pengaturan sistem tenaga listrik perlu adanya sarana-sarana

Peralatan SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) sebagai berikut: 1. Sistem Telekomunikasi.

2. Alat-alat pengolah data untuk mengambil, menyimpan dan mengolah data sistem tenaga

listrik.

3. Perangkat lunak untuk mengolah data, agar data dapat ditampilkan dalam pengaturan

sistem tenaga listrik.

- 5 -

Dengan adanya sarana-sarana peralatan SCADA tersebut pusat pengatur beban bisa

mendapatkan keuntungan-keuntungan antara lain :

1. Kecepatan dan kemudahan memperoleh informasi yang diperlukan.

2. Kwalitas data yang ditampilkan dapat dipantau secara real time ( data baru ).

3. Cara-cara penyajian data dan informasi bagi pengatur sistem yang sempurna.

4. Operator pusat pengatur beban dapat dengan mudah untuk pengaturan sistem.

Beroperasinya peralatan sistem SCADA sangat tergantung pada:

1. Keandalan saluran data ( komunikasi ) karena dengan terganggunya saluran data akan

berakibat terganggunya operasi pengaturan sistem

2. Kwalitas Power supply ( catu daya ) untuk menunjang beroperasinya peralatan.

Permasalahan mengenai energi listrik merupakan permasalahan yang sangat kompleks.

Permasalahannya tidak hanya bagaimana energi listrik ini dibangkitkan, disalurkan tetapi juga

mengenai perhitungan ekonomis dari suatu pembangkit yang lebih dikenal dengan manajemen

energi.

2.1 Telekomunikasi SuaraUntuk pembicaraan antara operator pusat pengatur beban dengan operator pusat pembangkit

PLN mempunyai jalur komunikasi khusus yang disebut PLC ( Power Line Carrier ).

Komunikasi ini merupakan sistem komunikasi yang memanfaatkan propogasi perambatan

gelombang frekuensi radio melalui kunductor transmisi Saluran Udara Tegangan Tinggi ( SUTT

) sebagai media transmisi komunikasi. Jadi SUTT selain menangani fungsi utamanya , yaitu

menyalurkan tenaga listrik dengan frekuensi 50 Hz, juga menyalurkan energi listrik dengan

frekuensi tinggi ( HF ).

Batas jalur pembawa sistem komunikasi PLC pada umumnya berkisar antara 30 kHz sampai

dengan 500 kHz, batas terendah dari daerah frekuensi pembawa PLC dibatasi oleh nilai

reaktansi kapasitip ( Xc ) dan kapasitor penghubung ( Coupling Capasitor / CC ), sedangkan

batas tertinggi alokasi frekuensi pembawa PLC dibatasi oleh nilai redaman dari pada konduktor

saluran transmisi SUTT.

Selain komunikasi PLC yang digunakan untuk pembicaraan antar operator juga tersedia media

lain yaitu:

1 Dengan menggunakan media kabel.

2 Dengan menggunakan media Radio Link.

3 Dengan menggunakan media Serat optic.

4 Dengan menggunakan media satelit ( sewa dengan PT Telkom ).

- 6 -

2.2. Komunikasi DataKomunikasi data merupakan gabungan 2 macam teknik, yaitu teknik telekomunikasi dan teknik

pengolah data. Kombinasi kedua teknik ini disebut sebagai komunikasi data atau disebut juga

pengolah jarak jauh ( teleprocessing ). Komunikasi data merupakan proses pengiriman

informasi ( data ) yang telah dirubah dalam suatu kode tertentu dan disalurkan melalui media

listrik atau elektro optik dari suatu tempat ke tempat lainnya. Informasi yang dikirimkan kesuatu

tempat dapat berbentuk sinyal analog atau sinyal digital . Sinyal analog adalah sinyal yang

sifatnya seperti gelombang, sehingga pada sinyal analog tidak ada perubahan yang tiba-tiba

antara bagian-bagian sinyal tersebut.

Sedangkan sinyal digital adalah sinyal yang bentuknya seperti pulsa. Pada sinyal digital terjadi

perubahan yang tiba-tiba antara bagian dari sinyal itu sendiri.

Sinyal digital terdapat pada peralatan pengolah data, sedangkan sinyal analog ada pada

peralatan telekomunikasi sebagai sarana pembawa informasi yang bersifat digital.

Untuk melakukan komunikasi data diperlukan beberapa komponen utama yaitu :

- Rangkaian Pemancar ( transmitter )

- Rangkaian Penerima ( receiver )

- Media penghubung.

Diantara dua peralatan SCADA yang berhadapan selalu menggunakan komponen-komponen

tersebut diatas, komponen tersebut biasa kita sebut Modem .

2.3. Modem.

Modem ini berfungsi untuk merubah sinyal analog menjadi sinyal digital atau sebaliknya

merubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Rangkaian Pemancar ( transmitter ) dari suatu

modem berfungsi sebagai pengubah sinyal digital menjadi analog, sedangkan rangkaian

Penerima ( receiver ) berfugsi sebaliknya yaitu merubah sinyal analog menjadi sinyal digital.

Modem ini dipergunakan ( dipasang ) apabila media komunikasinya berupa komunikasi analog,

dan apabila media komunikasinya sudah berupa digital peralatan bantu modem ini tidak

diperlukan lagi karena diantara peralatan SCADA sudah berbentuk sinyal digital sehingga

sudah dapat komunikasi.

- 7 -

2.4 Pusat Pengatur.Pertambahan kebutuhan tenaga listrik yang terus meningkat menyebabkan pula meningkatnya

jumlah pembangkit yang beroperasi dan penambahan sistem saluran tenaga listrik yang

semakin kompleks.

Untuk mendapatkan penyediaan tenaga listrik yang baik dan andal dibuat sistem yang saling

terhubung ( interkoneksi ) antara seluruh pembangkit dengan saluran tenaga listrik.

Pengaturan tenaga listrik pada sistem yang terinterkoneksi dilaksanakan oleh pusat pengatur

sistem tenaga listrik. Kecepatan dan keakuratan data informasi sangatlah dibutuhkan pada

pengaturan sistem tenaga listrik, sehingga pusat pengatur tenaga listrik dalam melaksanakan

tugas pengaturan didukung oleh peralatan yang berbasis komputer untuk membantu operator (

dispatcher ) dalam melaksanakan tugasnya.

Sistem pengaturan yang berbasis komputer disebut Supervisory Control And Data Acquisition

(SCADA).

SCADA terdiri dari perlengkapan perangkat keras ( hardware ) dan perangkat lunak ( software ).

SCADA berfungsi mulai dari pengambilan data pada peralatan pembangkit atau Gardu Induk,

pengolahan informasi yang diterima, sampai reaksi yang ditimbulkan dari hasil pengolahan

informasi.

Jadi secara umum fungsi SCADA adalah :

- Penyampaian data.

- Proses kegiatan dan monitoring.

- Fungsi kontrol.

- Perhitungan dan pelaporan.

Dengan adanya peralatan SCADA penyampaian dan pemerosesan data dari sistem tenaga

listrik akan lebih cepat diketahui oleh operator ( dispatcher ).

Informasi pengukuran dan status indikasi dari sistem tenaga listrik dikumpulkan dengan

menggunakan peralatan yang ditempatkan di Gardu Induk ( GI ) dan di pusat pembangkit.

Kontrol penyaluran sistem peralatan memungkinkan penyampaian data secara remote. Data

dapat dilakukan secara manual atau dengan perhitungan. Data yang baru dapat juga dihitung

dan disimpan dalam database melalui pengumpulan nilai secara automatis. Penyampaian data

dan pemerosesan data dilakukan secara real - time .

Parameter sistem tenaga listrik dalam real time operation seperti Frekuensi, Tegangan, Daya

aktip dan reaktip, serta tap changer position ( posisi tap trafo ), dapat dibaca di control center

atau pusat pengatur beban adalah melalui sarana teleinformasi yang disebut telemetering.

- 8 -

2.5 Telemetering.Pengaturan tenaga listrik sangat diperlukan dalam penyediaan tenaga listrik untuk

mendapatkan fungsi keamanan, kualitas dan ekonomis dalam bidang ketenaga listrikan.

Kualitas tenaga listrik adalah tegangan dan frekuensi yang stabil dan tersedia terus menerus,

keamanan tenaga listrik berhubungan dengan jaringan dan kestabilan pembangkitan tenaga

listrik sedangkan segi ekonomis ketenaga listrikan berhubungan dengan investasi dan biaya

produksi tenaga listrik. Untuk mendapatkan fungsi-fungsi pengaturan ketenaga listrikan

tersebut, maka diperlukan pengendalian ketenaga listrikan dalam kegiatan:

- Kontrol Produksi

- Pengaturan sistem transmisi

- Administrasi pemeliharaan

- Supervisi sistem tenaga listrik.

Macam telemetering yang dipantau oleh pusat pengatur beban diantaranya adalah :

- Pengukuran Tegangan ( kV )

- Pengukuran Megawatt ( MW )

- Pengukuran Megavar ( Mvar )

- Pengukuran Arus ( A ) dan

- Pengukuran Frekuensi ( Hz )

2.6. Telesignaling.Status dari peralatan tenaga listrik, sinyal alarm dan sinyal lainnya yang ditampilkan disebut

dengan status indikasi. Status indikasi terhubung ke modul digital input. Status indikasi terdiri

dari indikasi tunggal ( single indication ) dan indikasi ganda ( double indication ). Indikasi ganda

ter pasang pada peralatan yang mempunyai dua keadaan atau dua posisi, dimana satu

keadaan menunjukkan kontak terbuka ( open ) dan kontak lain tertutup ( close ), seperti pada

PMT ( pemutus ) dan PMS ( pemisah ).

Indikasi tunggal dipergunakan untuk menyampaikan data alarm dari peralatan tenaga listrik.

Status indikasi dikirim ke pusat pengatur beban atau control center bila terjaji perubahan status

dari peralatan.

- 9 -

2.7. Telecontrol.Fungsi kontrol sistem tenaga listrik terbagi 2 bagian, yaitu:

- Fungsi kontrol secara digital

- Fungsi kontrol secara analog

Fungsi kontrol secara digital merupakan perintah langsung ke peralatan tenaga listrik seperti

perintah buka/tutup PMT atau PMS, perintah start/stop unit pembangkit dan juga perintah

merubah posisi tap changer dari transformet ( naik/turun ).

Fungsi kontrol secara analog merupakan perintah untuk pengaturan peralatan pembangkit

tenaga listrik guna menaikan/menurunkan daya pembangkit.

2.8. Master station.Master station berfungsi untuk mengolah data yang diterima dari sistem tenaga listrik yang ada

agar dapat dimonitor oleh operator melalui peralatan bantu yang disebut Man Machine

Interface. Master station terdiri dari 2 bagian yaitu:

- Komputer utama ( Main Computer )

- Front-end komputer

Front-end komputer merupakan komputer yang menangani pembacaan data dan memindahkan

kumpulan data ke komputer utama serta menangani output dari komputer utama.

Komputer utama melakukan perhitungan serta analisa sistem dengan menggunakan data base.

Komputer utama biasanya menggunakan konsep dual komputer, satu komputer sebagai master

dan yang satunya sebagai slave. Konsep ini menyediakan fasilitas deteksi kesalahan dan

penormalan.

Data-data dari Gardu Induk atau pusat listrik dikirimkan ke pusat pengatur beban atau control

center melalui saluran komunikasi. Data ini diterima oleh Front-end komputer dan selanjutnya

didistribusikan ke fungsi pengolahan, baik ke master komputer maupun langsung ke Mimic

Board dan peralatan monitor yang ada diruang pengendalian sistem.

2.9. Man Machine Interface.Man Machine Interface adalah suatu peralatan diruang control yang berfungsi sebagai

perantara antara operator ( dispatcher ) dengan sistem komputer. Dengan adanya Man

Machine Interface memudahkan operator memonitor sistem jaringan tenaga listrik yang ada.

Peralatan Man Machine Interface diantaranya adalah: VDU Monitor, Key board, Printer, Logger,

Recorder, Hard Copy dll.

- 10 -

2.10. Remote Terminal Unit ( RTU ).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.

Dismping 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

Modul I / O merupakan interface dengan peralan proses yang berada di Gardu Induk maupun

pusat pembangkit. Jadi fungsi utama dari modul I / O adalah melayani masukan dan

pengeluaran untuk nilai analog dan sinyal digital dari kontak, Transducer dan sumber sinyal

lainnya dari peralatan tenaga listrik.

Telemetering ( TM ) yang datang dari transducer disambung langsung ke modul Analog input.

Telesinyal ( TS ) yang datang dari peralatan GI disambung langsung ke modul digital input.

Telekontrol ( TC ) yang dkeluarkan dari modul analog output disambung ke peralatan

pembangkit yang dapat diatur system pembebanannya.

Telecontrol ( TC ) yang dikeluarkan dari modul digital output disambung ke PMT, PMS,

Start/stop Unit Pembangkit yang bisa dikontrol.

RTU banyak terdapat dipasaran dengan berbagai macam merk dan type masing masing

mempunyai kelebihan dan kekurangan baik dari segi teknis maupun ekonomis.

Remote Terminal Unit ( RTU ) untuk SCADA PLN P3B diantaranya :

Untuk Jawa barat DKI dan Jawa timur kebanyakan dipasang RTU EPC 3200, S 900 ( buatan

Perancis ). Sedangkan untuk Jawa tengah dipasang RTU Indactic ( buatan Swedia )

- 11 -

3. SISTEM SCADA PLN P3B

3.1. Jaringan tenaga listrik Jawa-Bali Sistem jaringan tenaga listrik Jawa-Bali terdiri dari 3 tegangan tinggi yaitu : 70 kV, 150 kV dan

500 kV. Tulang punggung sistem tenaga listrik Jawa-Bali adalah jaringan tegangan extra tinggi

500 kV serta pembangkit berskala besar yang tersambung langsung dengan jaringan 500 kV.

Pembangkit berskala besar yang tersambung langsung dengan jaringan 500 kV pada saat ini

diantaranya adalah :

- PLTU Suralaya

- PLTA Saguling

- PLTA Cirata

- PLTGU Gresik dan

- PLTU Paiton.

Pusat-pusat beban dipasok melalui Transformator inter bus ( IBT ) 500kV/150 kV yang

terpasang di Gardu Induk Tegangan Extra Tinggi ( GITET ).

Saluran tegangan tinggi 150 kV & 70 kV serta pembangkit-pembangkit yang terhubung dengan

jaringan ini merupakan penyedia tenaga listrik untuk setiap control center.

Pendistribusian tenaga listrik ke konsumen disalurkan melalui transformator 150/20 kV atau

70/20 kV dan jaringan tegangan menegah.

Konfigurasi tegangan sistem tenaga listrik Jawa-Bali ini menuntut disusunnya hirarki control

center yang sejalan dan dapat mendukung pola pengoperasiannya.

Untuk menunjang pengopesasian sistem tenaga listrik Jawa-Bali telah dipasang peralatan

SCADA yang telah beroperasi sejak th 1982. Dengan adanya peralatan SCADA operator dapat

mengawasi dan mengontrol serta dapat memperoleh data yang akurat dari Gardu-gardu Induk

maupun pusat pembangkit, dengan demikian operator dapat melaksanakan pengoperasian

sistem tenaga listrik dengan andal.

3.2. Hirarki Control CenterPada saat ini terdapat 3 hirarki Control Center yaitu :

- JCC ( Java Control Center )

- ACC ( Area Control Center )

- GSC ( Group Switching Center )

- 12 -

Sistem tenaga listrik Jawa-Bali terbagi menjadi 4 Area Control Center masing-masing adalah :

-Area 1 ( UPB Cawang )

Unit Pengatur Beban Cawang ( Area 1 ) ini meliputi daerah Jawa-barat bagian barat serta DKI

Jakarta.

-Area 2 ( UPB Cigereleng )

Unit Pengatur Beban Cigereleng ( Area 2 ) ini meliputi daerah Jawa-barat bagian timur.

-Area 3 ( UPB Ungaran )

Unit Pengatur Beban Ungaran ( Area 3 ) ini meliputi daerah Jawa-tengah.

-Area 4 ( UPB Waru )

Unit Pengatur Beban Waru ( Area 4 ) ini meliputi daerah Jawa-timur ditambah GSC Bali.

Dari keempat Area tersebut masing-masing dimonitor oleh JCC ( Java Control Center )

Yang terletak di Gandul. Disamping memantau seluruh Area Control Centre ( ACC ), JCC Juga

mngotrol langsung jaringan tegangan Extra tinggi 500 kV.

Dengan adanya hirarki-hirarki tersebut, maka dapat diambil kesimpulan tugas dari masing-

masing Control Center antara lain:

3.3. Tugas JCC - Mengatur alokasi Energi diantara pusat-pusat pembangkit

- Melakukan operasi pengaturan jaringan pada saluran tegangan extra tinggi 500 kV baik

pengaturan daya maupun tegangan.

- Menjaga sekuriti sistem secara keseluruhan.

- Mempertahanhan kualitas frekuensi sistem

- Monitor dan mengatur transfer daya antar control center.

3.4. Tugas ACC- Melakukan operasi pengaturan jaringan pada saluran tegangan tinggi 150 kV dan 70 kV,

baik dalam rangka pengaturan daya maupun tegangan.

- Menjaga sekuriti pasokan daya ke Gardu-gardu Induk diwilayah kerjanya masing-masing.

3.5. Tugas GSC.- Membantu tugas ACC dalam melakukan pengaturan jaringan pada jaringan 150 kV dan 70

kV diwilayahnya.

- Mengambil alih tugas operator Gardu Induk yang berada dibawah kendali GSC, sehingga

dengan demikian Gardu-gardu secara bertahab dapat menjadi Gardu Induk Tanpa Operator

- 13 -

( GITO ) . Untuk GI tanpa operator ini GSC mendapat tugas tambahan memantau beberapa

teleinformasi yang sifatnya tidak langsung dibutuhkan untuk operasi real-time, tapi ini

diperlukan oleh regu pemeliharaan ( sebagai contoh kondisi power supply panel, power

supply untuk telekomunikasi dan seluruh alarm peralatan yang terpasang di gardu tersebut.

3.6. Tugas DCCDisamping hirarki yang tercantum diatas ada suatu Control Center diluar P3B yang disebut

DCC ( Distribution Control Center ) adapun tugas DCC adalah:

- Melakukan operasi pengaturan jaringan pada saluran tegangan menengah 20 kV ke bawah

( tegangan rendah 220 v ).

- Menjaga sikuriti pasokan daya ke Gardu Hubung yang langsung disalurkan ke konsumen-

konsumen diwilayah kerjanya masing-masing.

3.7. Batas wewenang.

Dalam melaksanakan tugas baid JCC, ACC maupun GSC bekerja sama dan berbatasan

wilayah hanya dengan DCC dan pusat listrik.

Batas wewenang dan tanggung jawab yang jelas antara control center perlu ditetapkanagar

tidak terjadi kesenjangan wewenang dan informasi data.

3.8. Batas wewenang JCC ACCBatas wewenang operasional antara JCC dan ACC adalah pada trafo inter bus 500 kV/150 kV.

Pengoperasian dan keamanan Transformer dan kualitas tegangan disisi150 kV menjadi

tanggung jawab JCC. Dalam fisiknya wewenang JCC adalah sampai pemutus tenaga ( PMT )

disisi 150 kV setelah itu menjadi wewenang ACC.

3.9. Batas ACC-GCS dan DCCBatas wewenang operasional antara ACC dengan DCC adalah pada Transformator 150 kV/20

kV atau 70 kV/20 kV. Keamanan operasi transformator dan kualitas tegangan disisi tegangan

menengah menjadi tugac DCC. Dalam fisiknya wewenang ACC adalah sampai pemutus tenaga

( PMT ) disisi 150 kV atau 70 kV.

- 14 -

3.10. Batas JCC-ACC GSC dan Pusat listrik.Batas wewenang operasional antara JCC-ACC dan pusat listrik adalah setelah pemutus tenaga

( PMT ) pada bay Generator.

Jadi JCC-ACC hanya berwenang mengatur masuk / keluarnya suatu pembangkit dari / ke

jaringan sampai ke pembebanan. Untuk pelaksanaan pemasukan / pengeluaran pembangkit

dilakukan oleh pengelola pusat listrik, dalam hal ini PLN Sektor.

Oleh karena itu semua PMT pada bay Generator tidak dilengkapi peralatan remot control dari

control center. Bila pada bay Generator tidak ada PMT maka pada PMT pengapit dari bay

generator tersebut pengoperasiannya menjadi wewenang pusat listrik.

Untuk menjaga mutu dan pelayanan listrik , maka pusat pengatur baik JCC, ACC/GSC dan

DCC harus mempunyai hubungan kerja yang erat dan kontinyu.

3.11. Perlengkapan Teknik ( Perangkat Keras )Untuk menunjang beroperasinya sistem SCADA maka di masing-masing Control Center

dipasang komputer lengkap dengan peralatan Man Machine Interface.

Untuk peralatan di remote station dipasang Remote Terminal Unit yang mempunyai kapasitas

yang berbeda sesuai besar / kecilnya Gardu Induk atau pusat pembangkit.

4. LOAD FREQUENCY CONTROL ( LFC )

Umum Untuk pengaturan sistem tenaga listrik yang andal khususnya jaringan listrik yang mempunyai

pembangkit interkoneksi sebaiknya dipasang peralatan Load Frequency Control ( LFC ) di Unit-

unit pembangkit yang mempunyai kapasitas minimal 100 MW . LFC juga dipasang pada Unit

dengan sistem blok yang artinya satu komando LFC untuk mengatur beberapa unit pembangkit.

Di Indonesia LFC sudah mulai dirancang sejak adanya proyek West Java Load Dispatching

Center yang biasa disebut LDC yang telah dilaksanakan pada th 1980 . Pada saat Scada

proyek LDC berjalan , JCC Gandul baru mulai pembangunan gedung. Sehingga pada saat itu

sudah ada 2 control center yang berfungsi yaitu :

Unit Pengatur Beban Cawang dan Unit Pengatur Beban Cigereleng.

Setelah Java Control Center ( JCC ) beroperasi , kemudian pada akhir Desember 1987 baru

ada sistem LFC yang beroperasi yaitu LFC Hydro Power Plant ( PLTA Saguling ) yang terdiri

dari 4 Unit pembangkit berkapasitas masing-masing 180 MW. Pada saat itu hanya PLTA

- 15 -

Saguling yang sangat dibutuhkan untuk menunjang keandalan sistem tenaga listrik Jawa-Bali,

karena ditinjau dari segi bahan bakar adalah yang termurah disamping itu telah dipasang

peralatan LFC yang dapat mengatur Frekwensi secara otomatis melalui peralatan SCADA.

Tidak lama kemudian menyusul beroperasinya LFC PLTA Cirata yang terdiri dari 4 Unit

pembangkit yang masing-masing mempunyai kapasitas 125 MW.

Dengan adanya pengembangan Gardu-Gardu Induk dan Unit-Unit pembangkit tenaga listrik

Jawa Bali sampai saat sekarang sudah ada 10 Unit Pembangkit yang sudah menggunakan

fasilitas LFC yaitu :

-PLTA Saguling ( 4 X 175 MW )

-PLTA Cirata ( 8 X 125 MW )

-PLTGU Gresik Blok 2 ( 1 X 550 MW )


-PLTU Paiton ( 2 X 400 MW )

-PLTGU Grati ( 1 X 500 MW )

-PLTGU Muarakarang ( 1 X 500 MW )

-PLTU Muarakarang ( 2 X 200 MW )

-PLTGU Priok blk 1, 2 ( 2 X 600 MW )

-PLTU Gresik 150 ( 2 X 200 MW )

-PLTGU Muara Tawar ( 1 X 400 MW )

-PLTU Suralaya ( 3 X 600 MW )

Disamping lokasi-lokasi tersebut diatas ada beberapa pengembangan peralatan SCADA LFC

yang sedang dalam proses pemasangan dan pengetesan diantaranya adalah :

-PLTU Tambaklorok 150 ( 1 X 200 MW )


-PLTGU Tambak LOROK Blok 2 ( 2 X 500 MW )

-PLTA Cirata Unit 5 s/d 8 ( 4 X 125 MW )

LFC hanya dapat beroperasi pada saat jaringan sistem tenaga listrik dalam kondisi normal.

Pada saat sistem tenaga listrik mengalami gangguan atau lepas interkoneksi (Separated

Network) di salah satu Gardu Induk atau Pembangkit maka LFC secara otomatis akan OFF.

Untuk mengetahui terjadinya Separated Network, di Master komputer terdapat suatu program

Network Topologi yang berfungsi untuk memonitor jaringan tenaga listrik.

- 16 -

Jaringan sistem tenaga listrik akan lebih baik mutu frekwensinya apabila lebih banyak unit

pembangkit yang ikut berpartisipasi menggunakan LFC. Disamping itu pembangkitan akan

bekerja lebih stabil atau bekerja lebih ringan apabila banyak Unit yang beroperasi dengan LFC.

Antara Unit satu dengan unit yang lain saling berpacu untuk memperbaiki mutu frekwensi

biasanya PLTA adalah unit yang paling cepat dalam menerima respon dari Master Station dan

Unit2 yang bekerja lebih lambat bisa membantu untuk perbaikan Frekwensi.

Pembagian fungsi LFC

Ditinjau dari sistem tenaga listrik LFC dapat dibagi menjadi 3 fungsi yaitu :

- Fungsi pengaturan Frekwensi sistem.

- Fungsi pengaturan Beban ( Power )

- Fungsi pengaturan Power dan Frekwensi.

4.1. Fungsi pengaturan Frekwensi.

Dalam fungsi ini LFC akan bekerja mengatur Frekwensi sistem tenaga listrik dengan

menaikan atau menurunkan beban pembangkit dengan berdasarkan perbedaan Frekwensi

antara Frekwensi sistem dengan frekwensi standard yang ditetapkan oleh operator di master

station.

Bila Frekwensi sistem lebih rendah dari frekwensi standard, maka LFC bekerja memberi

perintah untuk menaikkan output beban pembangkit. Sebaliknya bila frekwensi sistem lebih

tinggi dari frekwensi standard, maka LFC bekerja menaikkan output beban pembangkit.

4.2. Fungsi pengaturan beban ( power )

Fungsi ini LFC akan mengatur pembebanan dengan menaikkan atau menurunkan beban

pembangkit berdasarkan perbedaan antara total pengukuran power pembangkit dengan

perubahan jadwal beban konsumen.

4.3. Fungsi pengaturan power dan frekwensi Fungsi ini merupakan fungsi gabungan antara fungsi pengaturan Beban dan fungsi pengaturan

frekwensi untuk itu LFC bekerja menaikkan atau menurunkan beban pembangkit berdasarkan beban

dan frekwensi saat itu.

Diantara ketiga fungsi tersebut diatas yang dipergunakan di sistem tenaga listrik Jawa-Bali

adalah fungsi pengaturan Frekwensi. Apabila program LFC di Master Station tidak diaktifkan,

maka tidak ada pula perintah yang dikirim ke unit pembangkit, karena perintah harus

- 17 -

terpusat dari satu Master dan disebar keseluruh Unit Pembangkit yang menggunakan

fasilitas LFC.

4.4. System komunikasi SCADA LFC.LFC adalah salah satu bagian dari input/output pada peralatan RTU yang terpasang di Unit

pembangkit ( TM, TS, RCA dan RCD )

Dari Master Station ( Pusat Kontrol ) mengirim signal N ( level ) yang besarnya antara 1 s/d

+1 ke semua unit yang berpartisipasi menggunakan LFC. Besarnya level N tersebut

dihasilkan dari perhitungan komputer di Master Station yang berdasarkan frekwensi sistem

dan jumlah total bandwide beban dari masing-masing unit pembangkit yang telah ditentukan

oleh operator (Dispatcher).

Dalam pengoperasian LFC ada beberapa parameter yang dibutuhkan baik dari Master

Station maupun dari Unit pembangkit a.l :

- Signal dan besaran 2 yang dikirim oleh komputer Master.

- Signal dan besaran2 yang dikirim dari Unit Pembangkit.

- Signal alarm dari RTU ke Pempangkit atau sebaliknya.

4.5. Signal dan besaran2 yang dikirim oleh komputer master - Referensi beban real untuk beban pembangkit. ( Po ) dalam MW

- Variasi (Bandwide) beban generator unit pembangkit. ( Pr ) dalam MW

- Level N yang mempunyai nilai 1 s/d +1.

- Remote Control untuk LFC Request ( LFC ON dan LFC OFF ).

4.6. Signal dan besaran2 yang dikirim oleh unit pembangkit. - Referensi beban real dari pembangkit. ( Po ) dalam MW

- Variasi (Bandwide) beban generator unit pembangkit. ( Pr ) dalam MW

- Indikasi LFC ON dan LFC OFF.

- Indikasi kesiapan peralatan LFC ( LFA )

- Indikasi balik LFC Request yang dilakukan Remote dari JCC.

4.7. Signal alarm dari RTU ke pembangkit. Untuk sistem proteksi/pengamanan beroperasinya LFC, Unit pembangkit perlu juga

memonitor indikasi kesiapan RTU untuk itu RTU disiapkan suatu alarm yang disebut RTU

Faulty (RTU mati) . Bila RTU Fault muncul, maka unit pembangkit (Load Coordinator) secara

- 18 -

otomatis akan mati (LFC Off) dan untuk pengaturan beban diambil aleh oleh operator unit

secara manual.

4.8. Prinsip kerja LFC

LFC bekerja full automatic yang diatur oleh komputer di Master Station kemudian setelah

sampai di unit pembangkit diatur oleh suatu peralatan yang disebut Load Coordinator yang

langsung berhubungan dengan peralatan control unit pembangkit.

Antara komputer di Master Station dan Load Coordinator saling mengontrol bila terjadi alarm

di salah satu sisi maka menyebabkan LFC Off dan bila ini terjadi, maka unit pembangkit

menerima data terakhir yang dikirim dari Master/RTU.

Prinsip kerjanya sangat simpel, yaitu ketika LFC beroperasi maka beban unit pembangkit

akan berubah sebagai berikut :

-Output Unit Pembangkit = P = Po + N.Pr dimana

-P = Output unit pembangkit.

-Po = Power yang diset oleh operator unit.(sesuai permintaan dari Master).

-Pr = 50% dari bandwide yang diset operator unit (sesuai permintaan Master).

-N = Level dari Master Station yang mempunyai nilai -1 s/d +1.

Bila terjadi gangguan LFC ( LFC Off ) maka tidak ada pengaturan yang otomatis dari Master

Station dan pengaturan diambil alih oleh operator Unit Pembangkit secara manual.

Pada kondisi LFC normal untuk pembebanan Unit operator harus menyesuaikan perintah

dari Master yaitu Po = Po dan Pr = Pr .

Apabila terjadi ketidak samaan antara permintaan dari Master dengan pengesetan di unit

pembangkit ( Po tidak sama Po atau Pr tidak sama Pr ) maka kemungkinan LFC akan blok.

Contoh :

Kita ambil contoh misal Unit Pembangkit mempunyai kapasitas Max 150 MW.

Ditentukan Po = 100 MW

Pr = 25 MW dan

N perhitungan dari komputer menghasilkan + 1 maka berdasarkan rumus diatas

P = Po + Pr.N 25.1 = 125 MW

Jadi generator Unit pada kondis

untuk membangkit tergantung ber

Dengan demikian untuk contoh in

125 MW.

4.9. Frekwensi MeterPemantauan Frekwensi sangat d

dibutuhkan untuk program LFC d

dipasang minimal satu buah ala

apabila dipasang dua buah Frek

Po - Pr

Po

Po + Pr

P Min

P Max

Bandwide Perubahan beban Unit

MW

Unit Pembangkit P = 100 + i seperti ini harus membangkit 125 MW dan besarnya unit

asnya level N yang dikirim oleh komputer Master .

embangkit bisa membangkitkan beban antara 75 s/d i unit p- 19 -

iperlukan oleh Master kontrol dan frekwensi ini pula yang

i komputer Master, oleh karena itu di Master Station harus

t untuk memonitor Frekwensi sistem dan lebil andal lagi

wensi meter yang bekerja secara Master dan Slave yang

- 20 -

berfungsi bila terjadi gangguan Master Frekwensi meter maka secara otomatis Frekwensi

meter Slave mengambil alih menjadi master sehingga LFC tidak terganggu.

Bila kejadian kedua alat tersebut terganggu, dari frekwensi meter mengirim alarm ke

komputer dan LFC langsung blok sehingga level N yang dikirim ke Unit Pembangkit yang

saat itu menggunakan LFC akan blok n harga terakhir secara kontinyu selama belum

ada pemberitahuan dari operator di Master Station bahwa LFC terganggu.

Untuk memperkecil terjadinya gangguan monitoring Frekwensi dapat diambil langkah sbb :

- Pengambilan input untuk Frekwensi meter usahakan dari dua sumber.

- Pasang alat yang dapat bekerja secara otomatis untuk memindahkan sumber input

apabiala salah satu sumber tegangan/Frekwensi terganggu.

- Pasang dua buah Frekwensi meter di Master Station aga erja bergantian.

- Masing-masing komputer harus saling berhubungan dengan Frekwensi meter.

Contoh :

BB 150 kV BB 500 kV

Frek. meter Frek. meter

KKomputer 1

PTPT

220 V 220 V

RTU

Gardu Induk

DIFomr dapat bek dengaputer 2

Trans

XXX

IindikatorRecorder

Kontrol Center

- 21 -

4. 10. Sistem Pengiriman Level N.Untuk program LFC pengiriman level N dari komputer adalah setiap 10 detik sekali dengan

pulsa pengiriman selama 1 detik , oleh karena itu LFC berfungsi pada saat sistem dalam

kondisi normal. Pada saat sistem keadaan terganggu LFC tidak berfungsi.

Ada beberapa faktor yang mengakibatkan LFC terganggu a.l :

4.11. Di Master Station :

- Gangguan frekwensi meter .

LFC Blok ketika peralatan monitor frekwensi ( Frekwensi meter ) mengalami gangguan

atau alat tersebut memberikan data tidak benar/invalid .

- Gangguan sistem Deviasi .

LFC Blok ketika terjadi perubahan atau deviasi beban yang terlalu besar terhadap

Band Wide yang telah ditentukan ( jumlah Pr yang saat itu ).

- Jaringan sistem terpisah ( separated network ).

LFC Blok ketika terjadi gangguan sistem jaringan listrik ( interkoneksi terpisah ).

- Frekwensi Deviasi .

LFC Blok ketika terjadi deviasi ( perubahan ) Frekwensi terlalu besar sehingga melewati

batas frekwensi yang telah ditentukan oleh operator kontrol senter.

- Power regulator ( Band Wide Power )

LFC Blok ketika komputer master tidak menerima total Band Wide dari masing-masing

unit pembangkit ( Pr = 0 ).

- Manual Blok

LFC dapat di blok secara manual oleh operator di kontrol senter kemudian level N dapat

diberikan secara manual .

4.12. Di Power Station .- Gangguan Komunikasi Data.

- Gangguan RTU.

Ketika RTU mati maka alarm dari RTU dikirim ke Unit pembangkit sehingga LFC Blok.

- Gangguan Load Kordinator.

LFC bisa terganggu disebabkan oleh peralatan kontrol ( Load Kordinator ) di Power

Plant Pembangkit.

- Ketidak samaan pengesetan antara Po dengan Po atau Pr dengan Pr.

- 22 -

4.13. LFC Level Band Wide

Dalam Program LFC Level N telah dibatasi besarnya yaitu 1 s/d +1 bila perhitungan dari

komputer melewati harga tersebut maka LFC level akan berhenti di 1 atau +1.

Apabila ini terjadi operator harus mengambil langkah-langkah untuk menaikkan atau

menurunkan unit pembangkit secara manual dengan merubah Po dan Pr yang sudah

ditentukan sebelumnya agar supaya harga N level mendekati 0 atau =0.

4.14. LFC Level Manual.

Disamping pemberian Level N secara otomatis dari komputer, operator di kontrol senter

dapat juga memberikan Level N secara manual ke Unit-unit pembangkit berdasarkan

perhitungan sesuai dengan rencana pembebanan operasional.

Dengan dirubahnya Level N oleh operator maka N tersebut langsung dikirimkam ke unit-

unit pembangkit yang mempergunakan LFC untuk menaikkan atau menurunkan beban

pembangkit. Dengan cara ini operator di kontrol senter harus betul-betul memperhatikan

perubahan Frekwensi pada saat itu sehingga cara ini jarang sekali dilakukan.

4.15. Frekwensi referensi

Operator di kontrol senter dapat memberikan batasan referensi Frekwensi secara manual

misal 49,5 Hz < = Fo < = 50,5 Hz sehingga komputer akan menghitung dan menentukan

Level N berdasarkan perbedaan antara Frekwensi sistem dengan referensi frekwensi

tersebut ( F = F Fo ).

Disamping itu juga berdasarkan dari jumlah Pr dari seluruh unit pembangkit yang

menggunakan LFC saat itu.

Dengan ketentuan tersebut diatas komputer secara Real Time menghitung berapa

besarnya level N yang harus diberikan.

4.16. Pengukuran Frekwensi

LFC harus menggunakan Frekwensi yang terpasang di kontrol senter walaupun disetiap GI

ada fasilitasnya dan dapat dimonitor karena untuk menghindarkan kesalahan perhitungan .

Frekwensi-frekwensi yang datang dari gardu induk ini berfungsi sabagai referensi apabila

terjadi gangguan terpisahnya sistem interkoneksi ( separated network ).

- 23 -

4.17. Band Wide Regulation ( Pr )

Besarnya 50% Band Wide untuk masing-masing Generator ditentukan oleh operator dari

Unit Pembangkit yang sebelumnya telah dikoordinasikan dengan operator kontrol senter.

Jumlah Pr dari unit-unit Pembangkit inilah yang dipergunakan komputer untuk menentukan

besarnya level N dan diperhitungkan juga dengan Frekwensi pada saat itu.

4.18. Base Point Generator.

Base Point suatu Generator ( Po ) adalah input TM yang diatur oleh operator di unit

Pembangkit sehingga operator kontrol senter dapat mengetahuinya bahwa permintaan

Base Point dari Master Station sudah disesuaikan oleh Unit Pembangkit.

- 24 -

- 25 -

DASAR SCADAUmum

1.4. Panel control.

dasar scada

Documents