PENGATURAN TEGANGAN DAN FREKUENSI
PENGATURAN TEGANGAN DAN FREKUENSI
1.
1. PENGATURAN PENGATURAN TEGANGANTEGANGAN
Penyaluran tenaga listrik menjadi bagian yang penting dalam sistim tenaga listrik Penyaluran tenaga listrik menjadi bagian yang penting dalam sistim tenaga listrik karena pada umumnya lokasi pembangkit jauh dari lokasi beban (konsumen). Bila karena pada umumnya lokasi pembangkit jauh dari lokasi beban (konsumen). Bila saluran semakin panjang, tegangan sistem harus dipertahankan dalam batasannya. saluran semakin panjang, tegangan sistem harus dipertahankan dalam batasannya. Di dalam Aturan Jaringan (Grid Code) sistem interkoneksi Jawa-Bali tercantum salah Di dalam Aturan Jaringan (Grid Code) sistem interkoneksi Jawa-Bali tercantum salah satunya tentang batasan tegangan normal sistem. Tegangan normal atau tegangan satunya tentang batasan tegangan normal sistem. Tegangan normal atau tegangan nominal harus dipertahankan dalam batasan sebagai berikut:
nominal harus dipertahankan dalam batasan sebagai berikut: Tegangan
Tegangan Nominal Nominal Kondisi Kondisi NormalNormal 500 500 kV kV +5%, +5%, -5%-5% 150 150 kV kV +5%, +5%, -10%-10% 70 70 kV kV +5%, +5%, -10%-10% 20 20 kV kV +5%, +5%, -10%-10%
Adapun tujuan pengat
Adapun tujuan pengaturan tegangan sistem tenuran tegangan sistem tenaga listrik antara lain :aga listrik antara lain : ▪
▪ Tegangan Tegangan merupakan merupakan salah salah satu satu kualitas kualitas sistem sistem tenaga tenaga listrik.listrik. ▪
▪ Ekskursi Ekskursi tegangan tegangan dapat dapat mempengaruhi mempengaruhi unjuk unjuk kerja kerja peralatan peralatan listrik listrik atauatau bahkan dapat merusak peralatan tersebut.
bahkan dapat merusak peralatan tersebut. ▪
▪ Ekskursi Ekskursi tegangan tegangan dalam dalam waktu waktu yang yang lama lama dapat dapat memperbesar memperbesar kemungkinankemungkinan terjadinya
terjadinya voltage collapsevoltage collapse..
Secara keseluruhan sistem, ada beberapa hal yang dapat dilakukan dalam Secara keseluruhan sistem, ada beberapa hal yang dapat dilakukan dalam pengaturan tegangan, yaitu :
pengaturan tegangan, yaitu : 1.1 Pengaturan
1.1 Pengaturan TaTap Cp C hahangng er er Transformator Transformator Pengaturan
Pengaturan tap changer tap changer transformator dapat dilakukan kapan pun saat transformator dapat dilakukan kapan pun saat diperlukan tapi harus dengan memperhatikan sisi sekunder transformator. diperlukan tapi harus dengan memperhatikan sisi sekunder transformator. Setiap perubahan tegangan pada sisi sekunder transformator, maka akan Setiap perubahan tegangan pada sisi sekunder transformator, maka akan mempengaruhi kualitas tegangan di sub sistem 150 kV. Ini sering terjadi mempengaruhi kualitas tegangan di sub sistem 150 kV. Ini sering terjadi
karena jarak antar GI 150 kV yang berjauhan, terutama di wilayah RJTD dan RJTB.
Pengaturan Tap Transformator
1.2 Pengaturan Kompensator : Reaktor dan Kapasitor
• Reaktor Shunt
Pemasangan reaktor shunt bertujuan untuk mengkompensir pengaruh kapasitansi penghantar, khususnya untuk membatasi kenaikan tegangan pada ujung transmisi atau pada beban rendah dan pada saat switching . Pada umumnya digunakan pada SUTET dengan panjang lebih dari 200 km atau pada SUTET yang pendek dengan sumber yang lemah. Reaktor shunt dipasang pada ujung transmisi pada rel atau pada sisi tersier transformator seperti terlihat pada gambar berikut:
Pemasangan Reaktor Shunt
• Kapasitor Shunt
Pemasangan kapasitor shunt bertujuan untuk memasok daya reaktif dan memperbaiki tegangan lokal . Dapat dipasang pada sisi distribusi
maupun sisi transmisi. Pada sisi distribusi digunakan untuk koreksi power factor dan perbaikan tegangan penyulang, umumnya dioperasikan secara otomatis (time clock, voltage dan current sensing ). Dan pada sisi transmisi digunakan untuk kompensasi rugi-rugi transmisi dan untuk perbaikan tegangan . Kapasitor shunt dapat dipasang secara manual maupun otomatis. Pemasangan kapasitor shunt disisi distribusi dan transmisi dapat dilihat pada Gambar 2.2. (a) dan (b) sebagai berikut:
Pemasangan Kapasitor Shunt
• Static VAr Compensator (SVC)
SVC terdiri dari kapasitor atau reaktor yang di-switch secara elektronik. Teknologi yang terdapat didalamnya duantaranya Thyristor Controlled Reaktor (TCR) dan Fixed Capasitor (FC), serta TCR dengan Thyristor Switched Capasitor (TSC).
• Kompensator Serempak
Berupa motor serempak yang berputar tanpa beban mekanis. Kompensator serempak dapat menghasilkan atau menyerap daya reaktif tergantung pada nilai eksitasi dan memberikan fleksibilitas operasi. Pada umumnya dipasang di rel sisi penerima dari saluran tegangan tinggi yang panjang. Pemasangan kompensator serempak dapat dilihat pada Gambar di bawah.
Pemasangan Kapasitor Serempak dan Penunjukan Kurva Daya Reaktif Vs Tegangan
1.3 Pengaturan Daya Reaktif Generator
Pengaturan daya reaktif unit pembangkit adalah dengan menerapkan pola menyerap atau menghasilkan daya reaktif, yaitu dengan pengaturan pola eksitasi pembangkit. Daya reaktif tidak mengalir jauh sehingga harus dipasok didaerah setempat (lokal). Daya reaktif juga harus memenuhi hukum kirchoff yaitu daya reaktif total ke satu rel (simpul) harus sama dengan nol.
Daya reaktif dan nilai tegangan saling terkait erat. Peningkatan konsumsi daya reaktif yang besar dapat menurunkan tegangan rel selain itu peningkatan pembangkitan daya reaktif juga menaikkan tegangan rel. Mutu tegangan dinyatakan baik jika sesuai dengan Grid Code (+5% hingga -5% untuk sistem 500 kV dan +5% dan -10% untuk sistem 150 kV dan 70 kV). Nilai tegangan operasi diluar batas yang diijinkan pada rentang waktu yang lama dapat mempengaruhi unjuk kerja peralatan atau bahkan dapat merusak peralatan. Generator serempak dapat memasok atau menyerap daya reaktif tergantung kondisi eksitasi dari generator yang diatur oleh AVR. Pada kondisi over excited, generator memasok daya reaktif dan pada kondisi under excited, generator menyerap daya reaktif. Kemampuan generator untuk memasok atau menyerap daya reaktif dibatasi oleh arus medan, arus jangkar dan daerah pemanasan generator (kurva kapabilitas).
Tiga hal yang membatasi kemampuan daya reaktif generator serempak :
• batas arus jangkar, • batas arus medan,
2. PENGATURAN FREKUENSI
Frekuensi adalah salah satu besaran listrik yang merupakan gelombang sinusoidal dari tegangan atau arus listrik dalam satu detik dan diukur dengan besaran Hertz. Frekuensi merupakan salah satu tolok ukur kualitas tenaga listrik. Dalam kondisi normal, frekuensi menunjukkan keseimbangan sesaat antara pembangkitan dan beban (load and demand).
2.1 Maksud Dan Tujuan
Salah satu parameter mutu pada sistem tenaga listrik yang sangat penting untuk dijaga kestabilannya adalah frekuensi. Pasokan energi dengan frekuensi yang berkualitas baik merupakan kebutuhan konsumen.
Pengendalian frekuensi tidak semata untuk memuaskan pelanggan, tindakan ini juga bertujuan untuk menjaga kestabilan sistem yang sangat tergantung dari peran pembangkit.
Keuntungan-keuntungan berikut dapat diperoleh dengan adanya pengendalian frekuensi sistem yang baik :
1. Kestabilan frekuensi dapat mempermudah pengontrolan generator dan governor, khususnya untuk pembangkit termal dengan kapasitas besar. Kestabilan pada pengaturan kecepatan dapat mempermudah operasi boiler dan turbin, menurunkan tekanan termal dan vibrasi sudu-sudu rotor. Intensitas tekanan disebabkan oleh uap yang masuk ke sudu-sudu rotor turbin tidak tersebar merata. Intensitas terdiri dari frekuensi dasar dari satu putaran yang dianggap satu siklus dan menambah harmonik yang lebih besar. Sudu-sudu rotor menerima uap sebanding dengan frekuensi dasar dan harmonik yang lebih besar perputarannya.
2. Frekuensi yang stabil bermanfaat untuk mesin-mesin yang bekerja secara otomatis.
3. Kestabilan dan kecepatan putar motor-motor listrik dapat meningkatkan kualitas produksi, khususnya dalam bidang tekstil dan industri kertas yang menggunakan motor-motor berkecepatan tinggi.
Penanganan ketika tejadi keadaan dimana frekuensi < 50 Hz dapat dilakukan dengan cara:
• menambahkan jumlah total energi yang di suplai ke sistem melalui cara menambah unit pembangkit yang bekerja.
• Memanfaatkan fasilitas LFC (load Frequency Control)/AGC yang mengendalikan putaran generator sesuai dengan fluktuasi beban. Ketika beban besar makan AGC akan memberikan bahan bakar lebih banyak agar unit pembangkit dapat membangkitkan energi sesuai yang dibutuhkab oleh beban
• Apabila unit pembangkit sudah beroperasi maksimal, maka dengan terpaksa harus dilakukan pengurangan beban melalui manual load shedding (pembuangan beban) ataupun melaui relai UFR yang bekerja ketika frekuensi sistem berada dibawah nilai settingnya.
Sebaliknya penanganan ketika tejadi keadaan dimana frekuensi > 50 Hz dapat dilakukan dengan menaikkan daya aktif pembangkit dengan berdasar pada merit order agar keekonomian tercapai.
2.2 Strategi Pengaturan Frekuensi
Pengaturan frekuensi secara umum ada dua yaitu : 1. Pengaturan daya aktif ( sisi generator)
Frekuensi pada sistem tenaga listrik dapat diatur dengan melakukan pengaturan daya aktif yang dihasilkan generator. Pengaturan daya aktif ini erat kaitannya dengan Torsi mekanik yang dikendalikan oleh governor. Terdapat 3 cara pengaturan frekuensi yaitu pengaturan primer, sekunder (otomatis dan manual) dan manual dispatch.
2. Pengurangan beban
Sistem dapat mengalami kekurangan pasokan daya secara tiba-tiba atau telah diprediksi sebelumnya. Kekurangan daya secara tiba-tiba terjadi apabila kehilangan pasokan daya yang relative besar (unit pembangkit besar trip) sehingga kebutuhan konsumen lebih besar dari pada kemampuan pambangkitan saat itu, maka untuk
mengembalikan frekuensi system pada kondisi normal perlu dilakukan pelepasan beban.
Pelepasan beban dapat dilakukan manual atau otomatis dengan mengunakan relay under frequency (UFR).
