sistem monitoring

8/18/2019 Sistem Monitoring

1/7

SISTEM MONITORING, KONTROL DAN PROTEKSI TENAGA LISTRIK

(MONITORING SYSTEM, CONTROL & PROTECTION IN POWER SYSTEM)

Secara luas keandalan dapat didefiniskan sebagai kemungkinan dari kenyamanan operasi system

tenaga selama periode tertentu. Dapat dibilang sebagai kemampuan untuk menyediakan

kecukupanpelayanan listrik secara kesinambungan/kontinyu dengan beberapa interupsi dalam

periode waktu tertentu.

Istilah lain yang penting adalah security (keamanan) system tenaga yang mengacu kepada tingkat

resiko dari keandalan untuk bertahan dari disturbance/gangguan (contingencies) tanpa adanya

interupsi pelayanan pelanggan.

Hubungan antara keandalan dan kemanan adalah : eandalan merupakan tu!uan keseluruhan

dari desain dan operasi system tenaga. "ntuk men!adi andal# maka system tenaga harus aman

berkaitan waktu. $ika kemanan membahayakan dan sistem tenaga mengalami gangguan yang

tidak dapat dieliminasi maka dapat membawa ke scenario terburuk dan mebuat pengaruh seriusterhadap kehidupan sosial. $ika itu ter!adi# suatu prosedur untuk pemulihan yang rumit dan

kompleks harus diambil.

%ingkasnya adalah# aspek kemanan merupakan aspek yang penting untuk diperhatikan dengan

memeprtimbangkan aspek&aspek yang lain. 'enemukan keseimbangan dan kompromi diantara

kriteria&kriteria diatas merupakan masalah yang secara umum harus dapat dipecahkan.

omponen&komponen yang bersama&sama dalam membangun dan membentuk system tenaga

yang lengkap# dapat dibagi men!adi kelompok :

. *eralatan utama

. *eralatan +antu

*eralatan utama merupkan peralatan yang menghantarkan arus yang besar atau tegangan yang

tinggi# dengan kata lain komponen&komponen yang dapat mentransfer energy. Seperti peralatan&

peralatan yang mendukung operasi dari sistem pembangkit# system transmisi dan sistem

distribusi.

*eralatan +antu adalah komponen atau system yang berisikan alat&alat untuk monitoring#

proteksi dan kontrol.

Struktur dasar dari sistem tenaga dapat digambarkan sebagai berikut :

+agian teratas mempresentasikan pembangkit dari pusat&pusat listrik# dimana menyalurkan

produksinya ke ssitem transmisi melalui trafo tenaga. ,enerator yang ada adalah mesin sinkron#


2/7

dimana produksi tenaga diatur oleh gerak mekanis yang dikirim melalui poros sedangkan

terminal tegangan diatur oleh arus eksitasi dalam rotor.

Sistem transmisi merupakan backbone (tulang belakang) dari system tenaga dimana tu!uan

utamanya adalah untuk menyalurkan energi dalam !umlah yang besar dan !arak yang pan!ang.

Sistem transmisi beroperasi pada tegangan tinggi atau ekstra tinggi guna mengurangi rugi&rugi.

Sistem distribusi bertugas untuk mengirimkan energi listrik ke konsumen.

TEKNOLOGI MONITORING DAN KONTROL EKSISTING

Struktur untuk monitoring dan kontrol dari system tenaga adalah hirarki dan digunakan

untuk beberapa alasan# seperti ketahanan# scalability dan koordinasi dengan tugas&tugas berbeda.

oordinasi dapat dicapai dengan kecepatan yang berbeda tergantung dari area yang dico-er.

Dalam kosnep hirarki# koordinasi harus mempunyai posisi terendah dibandingkan dengan

tindakan lainnya seperti eksekusi yang lebih cepat dan scope local yang lebih luas.

Dalam konsep hirarki# terdapat dua !enis tugas !ika dilihat dari sudut pandang lokasi :

• Task crossing hierarchical layer yang bertu!uan untuk menyediakan suatu platform

guna pengawasan system yang luas. Dengan kata lain# penyediaan informasi kepada operator

dalam %egional dan etwork ontorl enter# sebaik mungkin diadakan untuk menun!ukkan

tindakan control dari operator. Dari sudut pandang teknologi# tugas peralatan dan

impelementasi teknologi seperti ini dibebankan kepada S0D0.

• Local autonomous tasks dengan scope hanya lokal dan biasanya memerlukanpersayaratan yang sangat tinggi untuk tindakan eksekusinya (seperti kecepatan). 1ype ini

diwakili oleh proteksi.

Hirarki dalam monitoring system tenaga disusun atas tingkatan&tingkatan berikut :

•€*rocess le-el

"ntuk meringkas# sinyal interface diantara process dan bay le-el dapat diuraikan sebagai

berikut (dari perspektif process le-el) :

• Input biner (perintah membuka atau menutup saklar)

• 2utput biner (informasi status saklar)

• 2utput analog (pengukuran dari tegangan dan arus)

Sedangkan interface diantara peralatan primer dan sekunder dilakukan oleh :

• Sensor (31s# 1s dan saklar dengan status sensor)

• 0ktuator (koil trip saklar dan motor penggerak kontak)


3/7

oneksi yang paling umum diantara process dan bay le-el adalah koneksi langsung dengan

kabel (hard wired).

•€+ay le-el

*eralatan di bay le-el biasanya ditempatkan dalam dua cubicle yang terpisah disesuaikan

dengan !enis dan fungsi pelayanannya# yaitu :

• *roteksi

• ontrol

•€Substation le-el

4lemen yang ada dalam station le-el adalah:

& ,ateway :

& 1ime synchroni5ation

& +usbar dan breaker failure protection

& 1ariff metering

Substation le-el berisikan pusat computer# tempat ker!a operator# peralatan peripheral (spt

computer) dan komunikasi diantara komponen&komponen yang sudah diuraikan diatas.

2tomasi substation merupakan suatu system yang menyediakan satu set dari fungsi

substation secara luas. +eberapa kemungkinan monitoring dari keseluruhan substation#

komponen monitoring tambahan ( contohnya adalah banyaknya operasi saklar dari circuit

breaker yang berpengaruh terhadap usia circuit breaker)# penerimaan data dan operasi

saklar diantara bay. 2perasi switching dapat dilaksanakan dengan menggunakan suatu

fungsi urutan berdasarkan aturan inter bay interlocking# dimana harus sama dengan satu

dalam bay le-el dengan mempertimbangkan hubungan diantara bay yang berbeda.Fungsi

per!"n pr#"e$si %n #n"r#! sering$!i %ise'u" se'gi IED (In"e!!igen" E!e"r#ni

Deie)

I4D memiliki kapabilitas untuk menerima dan memproses pengukuran# perintah control

dan komunikasi dengan system yang lebih tinggi (substation automation).

Seperti terlihat dalam gambar# fungsi dari arsitektur I4D adalah :


4/7

& *" (entral *rocessing "nit) untuk menginterpretasikan instruksi dan meproses data

yang diisikan dalam program proteksi# control dan fungsi komunikasi.

& *'I0 (*ersonal omputer 'emory ard International 0ssociation) merupakan

standard untuk *ortable omputer ard. * ard adalah peripheral dimana mampu

menambah funsi perangkat keras. Dalam masalah yang khusus# dikomunikasikan ke

system dengan le-el yang lebih tinggi seperti Station 6e-el omputer.

& %0' (%andom 0cces 'emory) 'enyimpan data sepan!ang power supply tersedia. Dalam

I4D# %0' digunakan untuk menyimpand ata yang berhubungan dengan komputasi

real time seperti perhitungan dan funsi penyelesaian instruksi proteksi.

& 4*%2' Data disimpan dalam 4raseble *rogrammable %ead 2nly 'emory men!adi agar

tidak tersentuh selama power supply mati. Data dapat dihapus hanya dengan

memaparkan 4*%2' ke sinar ultra -iolet yang kuat. Dalam I4D# 4*%2' digunakan

sebagai media penyimpanan untuk program&program.

& 7ilter 0/D on-erter pengukuran analog yang masuk seringkali mengandung noise

dimana dapat dihilangkan dengan low&pass filter. emudian 0/D mengkon-ersi

sinyal sample analog kedalam bentuk digital yang sesuai untuk diproses oleh I4D.

& Interface to H'I# kebanyakan I4D dapat dikonfigurasikan dan dikontrol melalui local

maupun remote H'I.

& Interface to *rocess 6e-el suatu isolasi gal-anis digunakan diantara sinyal yang datag dari

*rocess 6e-el dan I4D. ontohnya# pengukuran analog disiolasi oleh trafo sebelumdiproses dlebih lan!ut.

& *ower supply module Substation dilengkapi dengan suatu !aringan *ower supply D yang

aman.

1ugas +ay le-el dapat dibagi men!adi kelompok# yaitu :

& *roteksi

& ontrol

*roteksi adalah tugas tersendiri yang hanya dibebankan kepada bay le-el (kecuali proteksi

busbar).

Sedangkan control berdasarkan fungsinya dibagi men!adi dua kelompok# yaitu :

& 'onitoring

& Switching operation


5/7

•€%egional ontrol enter 6e-el

1ugas utama dari control center adalah menyediakan informasi ke operator untuk

membuat keputusan apakah melakukan tindakan control atau tidak. Su"u #n"#* %ri

#n"r#! en"er seper"i g+'r , +eneri+ %" %ri su's""i#n %n 'er%sr$n

p% rsi"e$"ur s-s"e+ %p" .ug +eneri+ %ri #n"r#! en"er -ng !in (%ri

regi#n! #n"r#! en"er %n/"u nsi#n! #n"r#! en"er su"u Negr) D" ser

!ngsung %i"+pi!$n %n !e'i* !n.u" %ipr#ses #!e* Energ- Mnge+en" S-s"e+

(EMS) 'ers+0s+ %engn sin-! rn"i 1uisi"i#n %" %n $#+p#nen %!+

#n"r#! en"er

•€

etwork ontrol enter 6e-el

SCADA/EMS

S0D0 (Super-isory ontrol and Data 0c8uisition) merupakan teknologi yang memberikan

pengumpulan data (umumnya ke suatu lokasi central) dari fasilitas remote (didistribusikan

sesuai area geografi) dan mengirim perintah control ke fasilitas tersebut. Dengan kata lain#

S0D0 mempresentasikan suatu alat dimana operator menggunakannya untuk super-isi

suatu proses yang besar (system).

Struktur dasar S0D0 yang modern berisikan tiga kelompok komponen :

• Distibuted Data 0c8uisistion and ontrol 49ecution %1" dan 0ktuator dan Sensor

• omunikasi

• entral *rocessing

entral processing biasanya mengambil tempat didalam sehingga disebut 'aster Station

(biasa disebut 'aster 1erminal "nit) dan dapat menyediakan akses secara langsung untuk operator (H'I). 'aster station berisikan bermacam hardware dan modul software. Dalam

skala S0D0 yang besar# perangkat keras berisikan beberapa ser-er# operator dan tempat

ker!a pemeliharaan. 1empat ker!a operator biasanya direpresentasikan dengan keyboard

dan satu atau beberapa layer. adangkala penyediaan media yang lebih besar dipakai#

seperti proyeksi di dinding dengan dimensi yang besar# panel 6D yang besar# atau dinding

khusus yang menampilkan pengawasan sistem. Satu set printer disediakan untuk

menghasilkan hard copy dari susatu ke!adian. Sistem operasinya biasanya "ni9 atau sama.

;indows kadangkala digunakan untuk interface grafik. 'odul software

mengimplementasikan fungsi sebagai komunikasi# penyimpanan dan penerimaan data#

H'I dan lain&lain.


6/7

Dalam hardware# system komunikasi S0D0 menggunakan semua !enis media# seperti

radio dan serial langsung atau koneksi modem yang dikombinasikan dalam satu system

instalasi S0D0. Standar protocol komunikasi S0D0 adalah I4 ?=&@&= atau =A#

profibus D0+ D*B.

omponen utama dalam data ac8uisition and control e9ecution adalah %1" (%emote

1elemetry "nit atau sering dibilang %emote 1erminal "nit). "mumnya terdapat satu %1"

tiap masing&masing lokasi geografi dari fasiltias remote. %1" mormalnya diletakkan di

Substation 6e-el dimana satu %1" per substation. %1" mempunyai struktur modular

untuk mengakomodasi se!umlah besar arbitrary dari input# bisa analog atau biner dan

output biner. %1" adalah interface komunikasi ke process le-el seperti pengukuran (input

analog)# switches (circuit breaker# diskonektor)# status (input biner) dan pembukaan atau

penutupan switches (output biner). *engukuran itu sendiri diambil dari suatu sensor yang

dikon-ersi ke bentuk yang sesuai untuk input %1". Dalam system tenaga dilaksanakan

dalam dua tingkatan yang terpisah yaitu yang pertama kuantitas pengukuran di kon-ersi ke

tingkat yang aman (tegangan diukur trafo pengukur tegangan dan dikonersi ke nilai sekitar

== -olt) dan kemudian disearahkan oleh tranducer ke nilai %'S. 2utput %1" akan

menu!u ke actuator untuk mengeksekusi perintah control yang diinginkan.

Dalam kontek sistem tenaga# central processing ditempatkan di control center. Suatu back

up control center harus ada untuk ber!aga&!aga apabila control center mengalami

kegagalan. Dalam beberapa system# satu atau beberapa control center regional

menyediakan back up untuk control center nasional. S0D0 biasanya mengirim hanya data

mentah# dimana lebih lan!ut diproses oleh 4nergy 'anagement System (4'S). 4'S adalah

satu set program/tools yang ditambahkan sebagai interpretasi untuk pengukuran#

mengi!inkan operator untuk mengamankan system agar lebih baik dengan !alan melakukantindakan kontrol yang sesuai.

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MONITORING DAN KONTROL KE DEPAN

Sistem tenaga listrik berkembang terus mengikuti kebutuhan konsumen akan tenaga listrik.

"ntuk dapat mengoperasikan system tenaga listrik yang terus berkembang# maka fasilitas operasi

khususnya untuk system monitoring dan control !uga harus dikembangkan. e depan# teknik

tenaga lsitrik menu!u ke wilayah hi!au dan intelligent. Hi!au berarti ramah lingkungan# sedangkan

intelligent dapat diartikan pintar dan otomasi.

Strategi pegembangan

"ntuk itu pengembangan system monitoring dan kontrol untuk operasi system tenaga

harus mencakup strategi&strategi sebagai berikut :

. Dapat meningkatkan keandalan dan power 8uality

eandalan berkaitan dengan waktu kegagalan. Diupayakan agar waktu kegagalan dapat

dikurangi seminimal mungkin untuk mendapatkan nilai keandalan yang tinggi.

Sedangkan power 8uality lebih mengarah kepada kualitas dari tenaga listrik yang

dihasilkan# seprti pengaturan tegangan# frekwensi dan lain&lain. *engembangan system


7/7

monitoring dan control ke depan harus dibangun dengan tu!uan untuk menghasilkan

keandalan yang tinggi dan power 8uality yang sesuai standard.

. Dapat mengurangi biaya operasi

"ntuk keperluan penyediaan tenaga listrik bagi para pelanggan diperlukan beberapa

peralatan listrik yang dihubungkan satu dengan yang lain dan mempunyai relasi secara

keseluruhan akan membentuk satu system tenaga. *eralatan listrik yang dimaksudkan

disini adalah sekumpulan pusat pembangkit listrik yang dihubungkan oleh !aringan

transmisi dengan pusat beban (dalam hal ini gardu induk) sehingga men!adi suatu

kesatuan interkoneksi.

Dalam operasi system tenaga listrik yaitu pada proses penyediaan tenaga listrik bagi

para pelanggan# memerlukan biaya bahan bakar yang tinggi dan terdapat rugi&rugi

!aringan. eduanya merupakan factor&faktor yang harus ditekan agar men!adi sekecil

mungkin dengan tetap memperhatikan mutu dan keandalan system dalam menyuplaidaya.

B. 'eningkatkan outage restoration time

1idak bisa dipungkiri bahwa gangguan terhadap operasi system tenaga listrik pasti

akan ter!adi. Hal yang harus dilakukan adalah menyiapkan langkah&langkah untuk

mengatasi gangguan dan yang paling penting adalah !ika ter!adi gangguan# bagaimana

dapat mempercepat waktu keluaran akibat gangguan ke kondisi normal lebih cepat.

A. 'eningkatkan pelayanan kepada konsumen

1u!uan akhir proses penyediaan tenaga listrik adalah untuk memenuhi kebutuhan

konsumen. *eningkatan pelayanan harus terus dilakukan agar konsumen dapat

menikmati tenaga listrik sesuai yang diharapkan. *engembangan monitoring dan

control tentunya harus memperhatikan faktor&faktor tersebut.

@. %eal time data

%eal time data didapatkan dari system real time monitoring yang dapat memberikan

informasi secara real time tentang keadaan status system agar dapat di!adikan dasar

untuk melakukan tindakan yang lebih cepat untuk pemulihan# proteksi atau tindakan

lainnya.

sistem monitoring

Documents