Semen Bosowa dalam sistem proteksinya terhadap beban lebih yang terjadi pada saat genset trip, penelitian ini merupakan hasil korelasi dari pengumpulan data dan perhitungan manual dari data yang diperoleh, untuk melindungi pabrik dari pelepasan beban jika genset trip, yaitu skenario pelepasan beban ini akan dibuat menggunakan ETAP 6.0.0 yang datanya berdasarkan hasil pengumpulan data selama penelitian di PT. SEMEN BOSOWA, skenario ini dibuat dengan menggunakan software ETAP (Electrical Transient Analysis Program) dengan mengetahui cara penggunaan software tersebut dan dapat memahami cara kerja sistem proteksi pelepasan beban di PT. Semen Bosowa dimana hasil dari hipotesis tersebut adalah bagaimana penerapan skenario load shedding yang penulis rancang pada software ETAP, dengan beberapa kejadian yang penulis rencanakan sebelumnya berdasarkan data yang diperoleh pada saat melakukan penelitian di PT.
Load Shedding merupakan suatu fenomena pada sistem tenaga listrik yang memungkinkan terjadinya pelepasan sejumlah beban untuk menjaga kestabilan sistem tenaga listrik. Pelepasan beban dapat terjadi akibat penurunan frekuensi akibat ketidakseimbangan antara daya aktif yang dihasilkan generator dengan konsumsi beban. Pelepasan beban dapat dilakukan secara manual maupun otomatis, tergantung besarnya pengurangan frekuensi yang terjadi pada sistem ketenagalistrikan.
Pada penulisan tugas akhir yang berjudul “Skenario Sistem Proteksi Load Shedding Menggunakan Software ETAP (Electrical Transient Analysis Program) di PT. Semen Bosowa” mencakup materi pembahasan yang sangat luas sehingga perlu dilakukan penyempitan permasalahan.
PENDAHULUAN
- Latar Belakang
- Rumusan Masalah
- Tujuan
- Manfaat
- Batasan Masalah
- Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini, maka penulis membaginya ke dalam suatu sistem penulisan yang terdiri dari beberapa bab pembahasan dengan urutan sebagai berikut :.
TINJAUAN PUSTAKA
Sistem Proteksi
- Definisi system proteksi
- Manfaat system proteksi
- Sifat-sifat system proteksi
- Proteksi pendukung
- Pertimbangan ekonomis
- Komponen-komponen system proteksi
Keandalan dan kemampuan suatu sistem ketenagalistrikan dalam melayani konsumen sangat bergantung pada sistem keamanan yang digunakan. Dari hasil analisis gangguan dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan seperti: spesifikasi switchgear, rating pemutus arus (CB) dan penentuan besaran-besaran yang menentukan bekerjanya suatu relai ( pengaturan relai) untuk tujuan perlindungan. Proteksi sistem tenaga listrik adalah suatu sistem proteksi yang dipasang pada peralatan listrik dalam suatu sistem tenaga listrik, misalnya genset, trafo jaringan, dan lain-lain, terhadap kondisi operasi abnormal dari sistem itu sendiri.
Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada beban berlebih yang kecil, namun dalam jangka waktu yang cukup lama, sehingga dapat menyebabkan panas berlebih pada rangkaian penghantar. Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan akibat arus gangguan dapat terjadi. Karakteristik ini juga merupakan persyaratan sistem proteksi yang baik bersama dengan persyaratan lain seperti misalnya.
Untuk keperluan tersebut biasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up).
ReleProteksi
- Kepekaan (sensitifity)
- Keandalan (reliability)
- Selektifitas (selectivity)
- Kecepatan kerja (speed of operation)
- Ekonomis(economic)
Jadi sistem proteksi/pengaman tenaga listrik merupakan satu kesatuan antara CT, PT, Relay, sumber DC dan PMT. Dalam beberapa kasus relay hanya memberi sinyal adanya gangguan atau kerusakan, jika dilihat gangguan atau kerusakan tersebut tidak berbahaya. Merasakan, mengukur dan menentukan bagian sistem yang terganggu dan mengisolasinya secepat mungkin agar sistem lain yang tidak terganggu dapat beroperasi secara normal.
Mengurangi dampak gangguan terhadap bagian lain dalam sistem yang tidak terganggu dan mencegah meluasnya gangguan. Untuk mencapai area aman yang memadai, sistem kelistrikan dibagi menjadi area aman yang cukup dengan gangguan subsistem yang seminimal mungkin. Pada prinsipnya alat pengaman harus bekerja dengan andal (dapat mendeteksi dan menghilangkan bagian yang terganggu), dan tidak boleh rusak.
Untuk meminimalkan kerugian atau kerusakan akibat gangguan, bagian yang terganggu harus dipisahkan dari bagian lain dalam sistem secepat mungkin.
Load Shedding
- Kestabilan system tenaga listrik
- Kestabilan system tenaga
- Kestabilan sudut, frekuensi, dantegangan
- Persamaan ayunan
- Skema pelepasan beban
- Standard yang berkaitan dengan efektransien
Jika frekuensi daya yang dihasilkan bertambah atau berkurang, maka gubernur akan menurunkan atau menambah kecepatan turbin. Apabila terjadi gangguan yang mengakibatkan berkurangnya daya pembangkit hanya sampai 10% dari kapasitas pembangkit yang ada, maka penurunan frekuensi akan terjadi secara perlahan sehingga tidak menimbulkan permasalahan yang serius pada sistem. Hal ini disebabkan karena gubernur generator masih memiliki waktu untuk bekerja, namun jika jumlah pembangkitan listrik semakin dikurangi maka penurunan frekuensi akan semakin cepat sehingga dapat mencapai nilai yang relatif rendah hanya dalam waktu yang sangat singkat.
Dalam keadaan seperti ini, gubernur tidak mempunyai waktu untuk menangkap frekuensi tersebut, sehingga perlu dilakukan pelepasan sebagian beban agar frekuensi yang ditentukan menjadi stabil kembali. Stabilitas sistem tenaga listrik diartikan sebagai kemampuan suatu sistem tenaga listrik atau bagian-bagian komponennya dalam menjaga sinkronisasi dan keseimbangan sistem.Sistem tenaga listrik yang baik harus mempunyai beberapa syarat, yaitu; Kualitas adalah: Kemampuan suatu sistem kelistrikan untuk menghasilkan besaran standar yang ditentukan untuk tegangan dan frekuensi.
Stabilitas sudut rotor adalah kemampuan mesin sinkron yang saling berhubungan dalam suatu sistem tenaga untuk mempertahankan sinkronisasi setelah terjadi gangguan. Stabilitas frekuensi mengacu pada kemampuan sistem tenaga untuk mempertahankan frekuensi stabil setelah terjadi gangguan yang menyebabkan ketidakseimbangan signifikan antara generator dan beban. Stabilitas tegangan adalah kemampuan suatu sistem tenaga untuk mempertahankan keseragaman tegangan pada semua bus dalam sistem setelah terjadi gangguan.
Kemampuan suatu sistem tenaga untuk mempertahankan sinkronisasi antar mesin dalam sistem setelah mengalami gangguan yang kecil b. Kemampuan suatu sistem tenaga untuk mempertahankan sinkronisasi setelah mengalami gangguan yang besar secara tiba-tiba selama kira-kira. Kemudian dengan mengalikan persamaan (2.1) dengan m. 2.2) Jika kecepatan putaran dikalikan torsi sama dengan daya, maka persamaan (2.2) dapat dituliskan persamaan daya sebagai berikut;
Pada pelepasan beban otomatis perlu dipasang alat yang dapat dengan cepat melindungi sistem jika terjadi perubahan frekuensi yang besar pada sistem. Oleh karena itu harus digunakan relai frekuensi rendah (UFR/underFrequency Relay) yang dapat mendeteksi nilai frekuensi sistem pada batas tertentu.
Auto Load Shedding
- Laju penurunan frekuensi
- Frekuensi pemutus tenaga bekerja
- Momen inersia
Sampai titik C, UFR mendeteksi frekuensi fc dan akan melakukan pelepasan tingkat kedua. Jika unit pembangkit yang turun tidak terlalu besar, penurunan frekuensi mungkin tidak akan pernah mencapai nilai fc sehingga pelepasan beban tingkat pertama saja sudah cukup untuk mengembalikan sistem ke frekuensi normal. Pada saat penulisan laporan akhir ini, kajian yang dilakukan adalah skenario load shedding dengan software ETAP 6.0.0 sebagai pengaman GTG di PT.
SEMEN BOSOWA terdiri dari beberapa dokumen atau salinan berkas yang diterima dari unit pelayanan dan unit RBB (Desain dan Bangun Bosowa) yang diperlukan untuk penyusunan tugas akhir ini, antara lain: Dalam penyusunan tugas akhir ini yang bertajuk “Skenario Sistem Proteksi Kehilangan Beban Menggunakan Software ETAP (Electrical Transient Analysis Program) di PT.Semen Bosowa". Penulis mengambil langkah-langkah persiapan untuk mempermudah perhitungan frekuensi. Setelah mengetahui semua komponen yang terlibat Maka perlu dimulai pembuatan rangkaian dari generator (GTG) hingga SEMEN BOSOWA.
Setelah dirangkai sedemikian rupa dengan pengaturan yang sesuai, sama seperti pengaturan yang terdapat di PT.SEMEN BOSOWA yaitu berdasarkan data yang diperoleh pada saat pengumpulan data, maka hasilnya adalah. Semen Bosowa memerlukan sistem pengolahan tenaga listrik yang cukup baik, yaitu tidak hanya mampu menyediakan tenaga listrik untuk peralatan produksi, namun juga dapat menyediakan tenaga listrik untuk berbagai perkantoran dan perumahan di wilayah PT. Semen Bosowa. Apabila terjadi permasalahan yang mengakibatkan ketidakseimbangan energi, maka sebagian Semen Bosowa akan memutus hubungan pengguna energi atau yang sering disebut dengan load shedding.
Sistem relief Semen Bosowa yang dibangun tidak menggunakan Under Frekuensi Relay (UFR) seperti yang telah disebutkan sebelumnya. BOSOWA SEED total beban yang dibawa oleh 4 buah genset sekitar 44 MW dan beban masing-masing genset sebesar 11 MW. Misalnya terjadi gangguan pada sistem yang menyebabkan salah satu generator mati (misalnya generator H2), maka beban pada masing-masing generator yang masih beroperasi tidak lagi sama seperti sebelumnya ketika generator H2 masih beroperasi normal. Pelepasan beban sebagian di PT SEMEN BOSOWA dilakukan dengan koordinasi GTG dan sebagai alat deteksi dihubungkan dengan PLC untuk melepaskan beban yang telah ditentukan, dalam hal ini beban selektif pada pembangkit.
SEMEN BOSOWA memotong sebagian beban selektif pada beberapa alat, namun tetap tidak merusak hasil produksi yang berlangsung. Semen Bosowa memiliki 4 unit pembangkit gas yang terdiri dari 3 GTG merek Hitachi (P-2, P-3, dan P4) dan 1 GTG merek General Electric (P-1B), sedangkan data dari papan nama 4 GTG tersebut adalah : a. .
Proramable Logic Controller
Bahasa Pemrograman PLC
- Ladder diagram
- Timer
- Counter
- Operasi logika
- Perbandingan
Kontak memiliki dua kondisi yaitu 'on' atau 'off', atau jika diubah ke tipe data boolean akan menjadi 'true' atau 'false'. Pada kondisi NO, jika arus dapat melewati kontak dan mencapai kumparan maka kumparan bernilai 'benar', jika tidak ada arus yang mencapai kumparan maka nilainya 'salah'. Digunakan untuk mengatur berapa lama suatu alat berjalan atau berhenti, mengatur penundaan mulai, mengatur jarak antara satu proses dengan proses berikutnya, dll.
TP akan aktif selama "set point" waktu setelah masukan TP menjadi benar, terlepas dari apakah masukan TP tetap benar atau menjadi salah. Digunakan untuk menghitung berapa banyak pekerjaan yang dilakukan sistem, untuk menghitung jumlah produk yang dibutuhkan untuk proses selanjutnya, dll. Selain operasi aritmatika yang dapat dilakukan dengan kontak di atas, PLC juga memungkinkan operasi logis dengan 16 bit memori.
ETAP 6.0.0
- Persyaratan system
ETAP memungkinkan kita dengan mudah membuat dan mengedit diagram satu garis grafis, sistem kabel tanah, sistem kabel 3 dimensi, sistem koordinat dan plot selektivitas ETAP 6.0.0 User Guide 2009, skema sistem informasi geografis (GIS), dan tanah tiga dimensi dimensi sistem jaringan. Saat kita mis. membuka atau menutup pemutus sirkuit, mematikan elemen, atau mengubah status pengoperasian motor, elemen dan subsistem yang tidak diberi energi muncul pada diagram dengan garis abu-abu. ETAP menggabungkan konsep inovatif untuk menentukan koordinasi perangkat pelindung langsung dari diagram garis tunggal.
Misalnya, kabel tidak hanya berisi data yang mewakili sifat listrik dan dimensi fisik, tetapi juga informasi yang menunjukkan arah transmisinya. Dengan demikian, data kabel individual dapat digunakan untuk analisis arus beban atau hubung singkat (yang memerlukan parameter kelistrikan dan sambungan) dan penghitungan penyusutan kabel (yang memerlukan data perutean fisik). Untuk mencapai hal ini, perangkat lunak Etap telah disusun untuk pengembang real estate dengan cara yang paling logis untuk memasukkan data untuk berbagai jenis analisis atau perencanaan.
Diagram ban ETAP mendukung sejumlah fitur untuk membantu Anda membangun berbagai jenis jaringan. Program ini mempunyai beberapa persyaratan minimum pada komputer pengguna agar dapat berfungsi dengan baik, yaitu:.
METODDOLOGI PENELITIAN
Tempat danWaktuPenelitian
Metode Penelitian
- Studi Pustaka
- Pengumpulan Data
Pengolahan Data
- Alat dan bahan
Persiapan Penyusunan
- Pembuatan simulasi menggunakan ETAP 6.0.0
- Flow chart dari pembuatan simulasi menggunakan ETAP 6.0.0 . 43
Sistem Load Shedding di PT. Semen Bosowa
- Control load shedding
Perhitungan
- Pada saat keadaan normal
- Pada saat satu GTG trip (H2/H3/H4)
- Pada saat GE trip
- Pada saat 2 GTG trip (H2 & H3/H3 & H4/H4 & H2)
- Padasaat 2 GTG trip (H2 & GE/H3 & GE/H4 & GE)
Perancangan Menggunakan ETAP
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Apabila terjadi gangguan pada generator yang beroperasi secara paralel, maka sebagian beban harus dilepaskan untuk menjaga kestabilan sistem pada stasiun pembangkit agar kelangsungan operasional tenaga listrik tetap terjaga dan untuk menjamin generator yang masih beroperasi tidak membawa beban berlebih. dapat merusak penyebab generator.
Saran
Analisis penurunan frekuensi akibat gangguan unit pembangkit pada kinerja relai frekuensi bawah (UFR) pada sistem tenaga listrik.
