1510_BROSUR ELC_Bahasa

ELECTRONIC LOAD CONTROLLER (ELC)
DIGITAL SYSTEM TECHNOLOGY
SISTEM KONTROL MODERN UNTUK PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA AIR SKALA KECIL / MIKRO HIDRO
Jl. Awibitung No.40 Ciawitali Selatan,
Cimahi 40512, Jawa Barat. Indonesia
Tel/fax : +62 22 6631608,
www.pme-bandung.com
PENGERTIAN ELC
Electronic Load Controller (ELC) merupakan suatu alat kontrol yang digunakan untuk
membuang kelebihan daya listrik yang dihasilkan oleh generator pada turbin air PLTMH
dengan cara mengalihkan beban yang tidak terpakai ke beban pengganti (ballast load),
sehingga frekuensi (Hz), tegangan (volt) serta putaran generator tetap terkendali dan stabil.
Hal ini terjadi biasanya pada saat malam hari antara jam 20.00 – 05.00 dimana pemakaian
konsumen berkurang sedangkan daya turbin tetap. Pada PLTMH tanpa ELC kondisi ini akan
mengakibatkan generator berputar sangat cepat, frekuensi dan tegangan akan naik
sehingga peralatan listrik akan rusak dan bahkan generator bisa terbakar karena berputar
terlalu cepat (over speed).
Proses pengalihan daya pada ELC dilakukan melalui saklar elektronik yang disebut thyristor
(Triac/SCR) dengan dikendalikan oleh ELC Mainboard yang sudah diprogram. Selain itu ELC
juga biasanya digabungkan dengan meteran listrik seperti Voltmeter, Ampere, Frequency,
Hour, dll untuk monitor parameter listrik. Panel ELC biasanya sudah dilengkapi dengan MCB
dan alat proteksi lain untuk melindungi konsleting dan beban lebih pada konsumen.
Pgenerator
= Pload + Pballast
20.000 Watt = 15.000 Watt + 5.000 Watt
Pemasangan Panel ELC Dan Ballast Load Pada PLTMH
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 2
KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN ELC PADA PLTMH
Seperti telah disampaikan di atas bahwa ELC akan mengatur frekuensi dan daya yang
dihasilkan, penggunaan ELC akan memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Frequensi dan tegangan yang dihasilkan generator stabil, sehingga menghindari
kerusakan peralatan listrik (TV, radio, lampu, dll)
2. Dapat menghindari kerusakan generator akibat kecepatan berlebih pada saat beban
konsumen berkurang (runaway speed)
3. Tidak diperlukan lagi buka tutup turbin pada saat terjadi perubahan beban, sehingga
pekerjaan operator lebih praktis dan efisien
4. Tidak akan terjadi tekanan air balik (water hammer) pada pipa penstok yang
disebabkan penutupan turbin secara tiba-tiba
5. Harga yang terjangkau serta mudah dalam pemasangan, pengoperasian, dan perawatan
serta usia pakai yang lama
6. ELC mampu menerima perubahan beban yang besar (>50%) dalam waktu sangat cepat
<2 detik / fast recovery time
7. Dapat didesain dan diproduksi dalam negeri, sehingga ketersediaan spare parts dan
perbaikan lebih terjamin
8. Sudah dilengkapi dengan peralatan pengaman/proteksi dan panel meter, sehingga tidak
diperlukan lagi panel tambahan
9. Dapat diintegrasikan dengan Remote Monitoring System (RMS) untuk memantau PLTMH
dari jauh melalui web server dan handphone (SMS).
Generator Bekas PLTMH Yang Terbakar Tanpa Menggunakan ELC
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 3
PRINSIP KERJA ELC PME
Prinsip Kerja
ELC Protel Multi Energy telah menggunakan teknologi micro controller dan merupakan ELC
berbasis sistem digital (Digital Load Controller) dengan semua parameter sistem diprogram
melalui software, sehingga tidak diperlukan lagi seting trimpot, potensio atau parameter
secara manual seperti ELC tipe analog pada saat komisioning maupun operasi normal.
ELC bekerja berdasarkan sinyal frekuensi dan bekerja untuk mengontrol frekuensi.
Rangkaian mainboard akan terus mengecek setiap perubahan frekuensi pada tiap setengah
gelombang (10 ms) dan akan menyulut thyristor dan ballast load sesuai dengan frekuensi
error yang terukur. Penyulutan Thyristor dilakukan dengan mengatur sudut fasa (phase
angle control) sampai frequensi set point tercapai (50 Hz). Frekuensi akan terus dijaga pada
set point 50 Hz dengan accuracy ± 0.1- 0.2 Hz dengan waktu pemulihan (recovery time)
sebesar ±2 detik. Recovery time merupakan waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk
kembali ke set point awal ketika terjadi perubahan beban. Respon controller dapat diatur
melalui dip switches dengan mengatur parameter Proportional Integral untuk mengatur
kecepatan respon kontrol apakah lambat, sedang atau cepat disesuaikan dengan
karakteristik beban dan sistem pembangkit.
Sistem Dua Step
Penyulutan thyristor dan ballast load dilakukan dengan cara mengatur penyalaan sudut fasa
(phase angle control) secara dua tahap. Ballast step pertama (R1,S1,T1) akan digunakan
pada saat beban yang dialihkan 0 – 50% dari daya terbangkit, sedangkan tahap kedua
(R2,S2,T2) hanya akan dinyalakan jika ballast step 1 tidak dapat menampung kelebihan
beban atau daya yang dibuang sudah lebih dari 50%. Keuntungan metode ini adalah variasi
pengendalian yang dapat dilakukan dari 0% - 100% power dengan distorsi gelombang yang
lebih kecil. Selain itu kehandalan sistem lebih terjaga mengingat step kedua akan menjadi
back up jika sistem step pertama mengalami masalah (misalnya ballast rusak, thyristor
rusak,dll). Selain itu dengan sistem dua step dampak negative harmonic pada pembangkit
dapat diminimalkan.
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 4
Under Frequency dan Pengatur Tegangan
ELC hanya akan mengendalikan frekuensi pada saat daya yang dihasilkan lebih besar
daripada daya yang dipakai oleh konsumen. Pada saat sebaliknya dimana daya yang
dihasilkan lebih kecil daripada daya yang dipakai konsumen maka frekuensi akan turun
kurang dari 50 Hz dan ELC tidak akan bekerja. Hal yang dapat dilakukan adalah mengurangi
pemakaian beban atau menambah bukaan turbin sehingga frekuensi kembali ke 50 Hz
Sebagian orang berpikir ELC dapat mengatur frekuensi pada semua kondisi, padahal hanya
pada kondisi dimana daya yang dihasilkan lebih besar dari daya yang dipakai konsumen.
CONTOH KONDISI OPERASI ELC
TURBIN
KONSUMEN
KONDISI
BALLAST FREKUENSI
TINDAKAN
Kurangi bukaan
UNDERLOAD
turbin
25 kW
10 kW
15 kW
F = 50 Hz
ELC BEKERJA
25 kW
18 kW
7 kW
F = 50 Hz
ELC BEKERJA
NORMAL
25 kW
26 kW
0 kW
F < 50 Hz
ELC TIDAK BEKERJA
OVERLOAD
Tambah air atau
kurangi beban
Selain itu ELC bekerja dengan mendeteksi dan mengatur frekuensi, bukan tegangan.
Tegangan generator diatur dengan menggunakan Automatic Voltage Regulator (AVR) yang
biasanya sudah menyatu dengan generatornya. Generator dengan AVR biasanya dapat
menjaga tegangan tetap stabil pada frekuensi 47.5 - 52.5 Hz. Pada generator tanpa AVR
tegangan biasanya tidak terkendali dan tidak sebanding dengan frekuensi, terkadang
frekuensi 50 Hz tetapi tegangan output generator mencapai 250 Volt (L – N), sehingga
disarankan untuk selalu menggunakan generator yang dilengkapi dengan AVR agar listrik
yang dibangkitkan stabil dan lebih baik.
BALLAST LOAD
Ballast load atau dummy load merupakan beban resistif tempat membuang kelebihan daya
pada saat pemakaian dikonsumen berkurang. Ballast load terbuat dari bahan resistif murni
yang dibuat dari lilitan kabel yang dilapisi keramik dengan casing metal stainless, Jenis
ballast load yang digunakan adalah pemanas udara tipe tubular (tubular air heater) atau
pemanas air tipe tubular (tubular water heater). Pemanas udara disusun dengan pengaman
casing dan ditempatkan pada ruangan indoor dengan sirkulasi udara bagus, sedangkan
pemanas air ditempatkan pada tangki dengan sirkulasi air.
Mengingat gelombang yang dihasilkan pada ballast tidak sinusoidal dan tegangan bervariasi
maka tidak disarankan untuk menggunakan peralatan elektronik biasa sebagai pengganti
ballast load seperti motor, kipas, kulkas, dll. Ukuran ballast biasanya ±20% diatas daya
desain turbin, misal turbin 10 kW ballastnya ±12 kW. Hal ini untuk keamanan sistem dan
menjaga jika daya terbangkit melebihi desain. Ballast yang terlalu kecil akan mengakibatkan
putaran generator tinggi (overspeed) dan frekuensi naik lebih dari 50 Hz. Hal ini berarti daya
yang dibuang melebihi kapasitas daya ballast load, sedangkan ballast yang terlalu besar
dapat menyebabkan putaran generator yang kurang stabil.
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 5
Ballast load Pemanas Udara
Ballast Load Pemanas Air
ELC METERING
Panel ELC sudah dilengkapi dengan metering lengkap, sehingga tidak diperlukan tambahan
panel metering lagi. Untuk standard metering ELC adalah panel meter tipe analog dengan
jumlah sbb :
1. Pilot lamps generator, 3 phase
2. Ampermeter ballast, 3 phase
3. Ampermeter konsumen, 3 phase
4. Voltmeter generator, 1 Phase
5. Frequency generator, 1 Phase
6. Hour counter, 1 unit
Pada dasarnya metering ELC dapat di tambahkan
atau dikurangi sesuai dengan permintaan dan
kebutuhan konsumen. Selain itu penggunaan
metering tipe digital dapat dibuatkan jika diminta
dan dianggap perlu. Mengingat ELC digunakan di
pedesaan maka metering yang dipakai dipilih tipe
analog untuk memudahkan penduduk desa.
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 6
ELC PROTECTION
Panel ELC sudah dilengkapi dengan proteksi standar
untuk melindungi generator, konsumen dan sistem
sendiri. Berikut adalah kelangkapan proteksi ELC :
1. MCCB konsumen untuk proteksi beban lebih
dan short circuit
2. Kontaktor konsumen untuk on/off konsumen
3. Fuse/MCB proteksi
4. Grounding terminal
5. Under/over frequency relay (optional)
6. Penangkal petir / Lightning arrester (optional)
7. Kipas pendingin untuk ELC>30 kW
DIP SWITCH SETTING
Main board ELC dilengkapi dengan dip switch setting untuk mengatur beberapa parameter.
Pada dasarnya dip switch sudah disesuaikan dengan spesifikasi pembangkit pada saat
pemesanan, namun dilokasi beberapa parameter bisa dirubah sesuai karaktersitik yang
diinginkan. Berikut penjelasan umum fungsi dip switch pada main board ELC
DIP SWITCH NO
DIP 1
DIP 2
DIP 3
DIP 4
DIP 5
DIP 6
DIP 7
DIP 8
FUNCTION
Proportional Value
Integral Value
Set Point -1 = 49 Hz
Set Point +1 = 51 Hz
System freq. (50/60 Hz)
Droop setting (52Hz)
DEFAULT POSITION
STATUS
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
VALUE
3
3
50 Hz
50 Hz
50 Hz
Disable
pengaturan lebih jelas mengenai dip switch terdapat pada buku operation manual ELC yang
diberikan bersama dengan ELC dan petunjuk lainnya.
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 7
ELECTRONIC LOAD CONTROLLER SIZING
DESCRIPTIONS
SPECIFICATIONS
5-10 kW
11-20 kW
21-30 kW
31-40 kW
41-50 kW
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
CT 50/5 A
CT 75/5 A
CT 100/5 A
METERING
Pilot lamp - 3P
Ampermeter ballast load - 3P
Ampermeter main load - 3P
DIRECT 30A CT 50/5 A
CT 50/5 A
CT 50/5 A
CT 50/5 A
CT 75/5 A
CT 100/5 A
Voltmeter generator - 1P
0-300 V
0-300 V
0-300 V
0-300 V
0-300 V
Frequency meter generator - 1P
45-55 Hz
45-55 Hz
45-55 Hz
45-55 Hz
45-55 Hz
6 digit
6 digit
6 digit
6 digit
6 digit
-
-
-
-
-
MCCB main load
20A
20/30A
50/60A
80A
100A
Contactor main load
20A
20/30A
50/60A
80A
100A
Fuse/MCB protection
3x2A
3x2A
3x2A
3x2A
3x2A
Over/underfrequency relay
-
Optional
Cooling fan
-
-
12 cm fan
12 cm fan
12 cm fan
Lightning arrester
-
-
-
-
-
PEN
PEN
PEN
PEN
PEN
4 mm²
6 mm²
10 mm²
16 mm²
25 mm²
Ballast load cable size - x2
1.5 mm²
2.5 mm²
4 mm²
6 mm²
10 mm²
THYRISTOR Size
3xSKKT42
6xSKKT42
6xSKKT42
6xSKKT57
6xSKKT57
Cubicle dimension (cm)
40x60x20
40x60x20
50x70x20
50x70x20
50x70x20
4x6
4x10
4x16
4x25
4x35
±15 kg
±20 kg
±24 kg
±31 kg
±38 kg
220 or 230
220 or 230
220 or 230
220 or 230
220 or 230
6
6
6
6
6
1.5 - 2 kW
2 - 4 kW
4 - 6 kW
6 - 8 kW
8 - 10 kW
Ballast cables size - 7 pcs
4x2.5
4x2.5 mm2
4x4 mm2
4x6 mm2
4x10 mm2
Approximate Weight
±7 kg
±15kg
±22 kg
±28 kg
±35 kg
Hour Counter
Digital multi meter CVM NRG
(V,I,Hz,kW,kWh,PF,kVA,etc)
PROTECTION
Grounding
47.5/52.5 Hz 47.5/52.5 Hz 47.5/52.5 Hz
CABLES & DIMENSION
Main load cable size
Generator cables size - 4 pcs
Approximate Weight
BALLAST LOAD
Rated Voltage
Ballast amount (pcs)
Ballast capacity per element
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 8
ELECTRONIC LOAD CONTROLLER SIZING
DESCRIPTIONS
SPECIFICATIONS
51-60 kW
61-70 kW
71-80 kW
Yes
Yes
Yes
81-90 kW 91-100 kW
METERING
Pilot lamp - 3P
Yes
Yes
Ampermeter ballast load - 3P
CT 100/5 A CT 150/5 A
CT 150/5 A
CT 200/5 A CT 200/5 A
Ampermeter main load - 3P
CT 100/5 A CT 150/5 A
CT 150/5 A
CT 200/5 A CT 200/5 A
Voltmeter generator - 1P
0-300 V
0-300 V
0-300 V
0-300 V
0-300 V
Frequency meter generator - 1P
45-55 Hz
45-55 Hz
45-55 Hz
45-55 Hz
45-55 Hz
6 digit
6 digit
6 digit
6 digit
6 digit
Included
Included
Included
Included
Included
MCCB main load
100A
125A
160A
200A
200A
Contactor main load
100A
125A
160A
200A
200A
Fuse/MCB protection
3x2A
3x2A
3x2A
3x2A
3x2A
Hour Counter
Digital multi meter CVM NRG
(V,I,Hz,kW,kWh,PF,kVA,etc)
PROTECTION
Over/underfrequency relay
Cooling fan
47.5/52.5 Hz 47.5/52.5 Hz 47.5/52.5 Hz 47.5/52.5 Hz 47.5/52.5 Hz
12 cm fan
12 cm fan
12 cm fan
12 cm fan
12 cm fan
3P+N
3P+N
3P+N
3P+N
3P+N
PEN
PEN
PEN
PEN
PEN
Main load cable size
25 mm²
35 mm²
35 mm²
50 mm²
50 mm²
Ballast load cable size - x2
10 mm²
16 mm²
16 mm²
25 mm²
25 mm²
THYRISTOR Size
6xSKKT57
6xSKKT92
6xSKKT92
6xSKKT132 6xSKKT132
Cubicle dimension (cm)
60x80x30
60x80x30
60x80x30
80x120x40
80x120x40
4x35
4x35
4x50
4x50
4x50
±45 kg
±53 kg
±58 kg
±80 kg
±80 kg
220 or 230
220 or 230
220 or 230
220 or 230
220 or 230
6
6
6
6
6
Ballast capacity per element
12 - 14 kW
14 - 16 kW
16 - 18 kW
18 - 20 kW
19 - 21 kW
Ballast cables size - 7 pcs
4x10 mm2
4x16 mm2
4x16 mm2
4x25 mm2
4x25 mm2
±40 kg
±47kg
±54 kg
±68 kg
±73 kg
Lightning arrester
Grounding
CABLES & DIMENSION
Generator cables size - 4 pcs
Approximate Weight
BALLAST LOAD
Rated Voltage
Ballast amount (pcs)
Approximate Weight
v Spesifikasi tidak mengikat dan dapat berubah sewaktu-waktu
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 9
SPESIFIKASI TEKNIS ELC
1. ELC Type
2.
3.
4.
5.
: Digital system with microcontroller
Control method : phase angle control with PI algorithm, two steps.
Switching method : Double Thyristor (SCR), 6 units – 2 units per phase
Power
: 1 – 500 kW
Voltage
: 220/380 V, 230/400 Volt
6. Phase
7. Frequency
8. Freq. accuracy
: 1 and 3 Phase
: 50 / 60 Hz
: <± 0.2
9. Freq. sensing
; every half cycle or every 10 ms or 100 times/second at 50 Hz
10. Recovery time
: ±2 seconds
11. Standard protection
-
Main load MCCB
Main load contactor
Fuse/ MCB protection
- Over/Under Frequency relay (optional)
- Lightning arrester (optional)
12. Standard metering
- Pilot lamps generator, 3 phase
-
Ampermeter ballast, 3 phase
Ampermeter consumer, 3 phase
Voltmeter generator, 1 Phase
- Frequency generator, 1 Phase
- Hour counter, 1 unit
13. Ballast load
: tubular air heater, 6 units (2 units / phase)
STANDARD CUBICLE LAYOUT
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 10
REFERENSI PROJECT ELC
Sejak tahun 2010 s/d 2015 ELC PME telah beroperasi di lebih dari 430 lokasi PLTMH dengan
kapasitas mulai 1 – 200 kW dan total daya terpasang ±7.5 MW. ELC tersebar di seluruh
Indonesia dan telah di Ekspor ke beberapa Negara seperti : Malaysia, Philippine, Thailand,
Australia, Turkey, Switzerland, Iran, Francis, Pakistan, South Africa, Kenya, Mozambique,
Ethiopia, Nigeria,.
Kami terus berusaha untuk meningkatkan kualitas produk dan service yang diberikan dari
waktu ke waktu. ELC PME dinamis dan menyesuaikan dengan perkembangan teknologi dan
permintaan konsumen. Kita terus berinovasi untuk mengatasi permasalahan yang ditemukan
dilapangan. Saran dan masukan dari konsumen sangat diharapkan untuk perkembangan
produk ke depan yang lebih baik. Berikut beberapa proyek ELC yang telah kami kerjakan :
ELC+ turbin pelton 75 kW Palu – Indonesia
ELC 2x150 kW Kalimantan - Indonesia
ELC terpasang pada beberapa PLTMH proyek PNPM di Sumatera dan Sulawesi
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 11
ELC dengan hydraulic actuator - Thailand
ELC 90 kW pada PELTON Turbin – Turkey
ELC + water heater Ballast load – Pakistan
ELC pada mini Geothermal Turbine – Bandung
ELC 2x100kW Mozambique & South Africa
ELC 1 Phase untuk Sarawak - Malaysia
PROTEL MULTI ENERGY – www.pme-bandung.com
Page 12