SISTEM OPERASI PROSEDUR SCADA DI PENYULANG LIPAT KAIN GI GARUDA SAKTI Ayu Widiana Putri (LT3D/06) Email : [email protected] Dosen Pembimbing : Yusnan Badruzzaman, S.T., M.Eng Jurusan Teknik Elektro Polines Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA Intisari Peningkatan pelayanan pasokan tenaga listrik kepada konsumen merupakan program prioritas dari PT PLN (Persero). Salah satu parameter keandalan dari Sistem Distribusi Tenaga Listrik adalah kesinambungan pasokan daya listrik kepada konsumen. Sistem kelistrikan dibangun dari keadaan yang sederhana yang kemudian berkembang karena terdapat beberapa macam pelanggan dengan tingkat yang berbedabed, hal tersebut dapat menimbulkan kerumitan dalam pengoperasian dan pelayanan. Terdapat dua hal yang harus diperhatikan dalam pengolahan tersebut. Pertama komunikasi data untuk pengolahan informasi, kedua teknologi komunikasi yang dapat mentransfer data-data untuk operasi system. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang dapat memonitor dan mengontrol kinerja sistem distribusi secara realtime dan berbasis komputer. Perkembangan teknologi dan informasi telah membawa era baru dalam semua aspek kehidupan. Sistem yang melakukan pekerjaan ini adalah sistem Pengawasan Kontrol dan Akuisisi Data (SCADA). Sistem Distribusi yang telah terintegrasi dengan SCADA dapat meminimalkan gangguan waktu yang berdampak pada indeks keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik. Pada makalah ini SCADA digunakan sebagai software untuk mengolah data pada peralatan kelisrikan system SCADA dengan tujuan manuver beban daya saat terjadi gangguan hubung singkat ke tanah di Penyulang Seblanga GI Garuda Sakti dan Teluk Lembu I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam penyaluran tenaga listrik, tingkat keandalan Sistem Distribusi sangat diperlukan, karena ini merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap kesinambungan penyaluran energi listrik sampai ke konsumen. Untuk mendapatkan keandalan yang tinggi, penerapan sistem Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) pada Sistem Distribusi Tenaga Listrik sangatlah diperlukan. Kelebihan dari sistem SCADA yang diterapkan pada jaringan distribusi jika dibandingkan dengan sistem yang telah ada sebelumnya (konvensional) yaitu dapat memantau, mengendalikan, mengkonfigurasi dan mencatat kerja sistem secara real time (setiap saat),serta mampu menangani gangguan yang bersifat permanen ataupun yang bersifat sementara dalam waktu yang singkat secara remote (jarak jauh) dari pusat kontrol. Dengan diterapkannya sistem SCADA pada sistem distribusi, diharapkan dapat memberikan kualitas pelayanan yang lebih efektif dan efisien kepada konsumen. Serta bisa meminimalisir terjadinya kerugian finansial akibat keandalan sistem yang rentan gangguan. Disamping itu, pemeliharaan jaringan secara rutin serta evaluasi kerja sistem dapat dilakukan secara berkala berdasarkan data–data harian yang ada. Baik data gangguan maupun data pembacaan metering dari peralatan sistem sangat diperlukan, karena dapat membantu meningkatkan keandalan pada sistem distribusi 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 1 peralatan yang berbasis komputer untuk membantu operator (dispatcher) dalam melaksanakan tugasnya. 1.2 Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah 1. 2. 3. Untuk memenuhi tugas mata kuliah SCADA. Mengetahui dan memahami bagaimana SCADA beroperasi pada operasi sistem tenaga listrik, khususnya pada penyulang campuhan GI Payangan Area Bali. Mengetahui cara penyelesaian gangguan hubung singkat ke tanah dengan manuver daya beban 1.3 Pembatasan Masalah Dalam penulisan makalah ini penulis membatasi tentang masalah SOP Pengoperasian SCADA di Penyulang Lipat Kain GI Pemecutan Area Bali. II. PEMBAHASAN 2.1 Definisi SCADA SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA merupakan sebuah sistem yang mengumpulkan informasi atau data-data dari lapangan dan kemudian mengirimkannya ke sebuah komputer pusat yang akan mengatur dan mengontrol data-data tersebut. SCADA pada sistem tenaga listrik merupakan suatu sistem pengawasan, pengendalian dan pengolahan data sistem tenaga listrik secara real time. Komponen SCADA meliputi Master Station, media telekomunikasi, dan Remote Station/Remote Terminal Unit (RTU). SCADA mendapatkan data secara real time baik dari Remote Terminal Unit (RTU) atau sumber komunikasi lainnya yang ada di lapangan, sehingga operator (dispatcher) memungkinkan untuk melakukan pengawasan (supervisory) operasi jaringan tenaga listrik dan pengendalian peralatan pemutus beban jarak jauh (remote controle operation). Media telekomunikasi yang digunakan sebagai perantara pengiriman data pada SCADA dari Remote Terminal Unit (RTU) ke Master Station ada beberapa macam, diantaranya adalah Power Line Carrier (PLC), Fiber Optic Network, Radio Link/GPRS dan media komunikasi lainnya. 2.2 Perkembangan SCADA SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya design sebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supervisory Control dan Data Acquisition melalui satu atau banyak RTU yang berfungsi sebagai (dumb) Remote I/O melalui jalur komunikasi Radio, dedicated line Telephone dan lainnya. Generasi SCADA pertama ini disebut monolitik. Generasi berikutnya yaitu jaringan, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi local control dilakukan oleh RTU di lokasi masing-masing RTU, dan MTU hanya melakukan surya control yang meliput beberapa atau semua RTU. Dengan adanya local control, operator harus mengoperasikan masingmasing local plant dan membutuhkan MMI local.Banyak pabrikan yang mengalihkan komunikasi dari MTU – RTU ke tingkatan MMI (Master) – MMI (Remote) melalui jaringan microwave satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan system padter, dan komunikasi pada tingkatan computer (MMI) membutuhkan banwidth yang lebar dan mahal. Dengan majunya teknologi dan internet saat ini, concept SCADA diatas berubah menjadi lebih sederhana yang disebut dengan generasi ketiga “terdistribusi” dan memanfaatkan infrastruktur internet yang pada saat ini umumnya sudah dibangun oleh perusahaan‐perusahaan besar seperti Pertamina. Apabila ada daerah‐daerah atau wilayah yang belum terpasang infrastruktur internet, saat ini dipasaran banyak bisa kita dapatkan Wireless LAN device yang bisa menjangkau jarak sampai dengan 40 km (tanpa repeater) dengan harga relatif murah. Setiap Remote Area dengan sistem kontrolnya masing‐masing yang sudah dilengkapi dengan OPC (OLE for Process Control; OLE = Object Linking & Embedding) Server, bisa memasangkan suatu Industrial Web Server dengan Teknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah diakses dengan Web Browser biasa seperti yang kita gunakan. 2.3 Prinsip dan Fungsi SCADA SCADA berfungsi mulai pengambilan data pada peralatan pembangkit atau gardu induk, pengolahan 2 informasi yang diterima, sampai reaksi yang ditimbulkan dari hasil pengolahan informasi. Secara umum fungsi dari SCADA yaitu, system SCADA digunakan dalam distribusi tenaga listrik untuk memonitor : a) 1. 2. 3. Penyampaian data, Proses kegiatan dan monitoring, Fungsi control, Penghitungan dan pelaporan. Telemetering (TM) Mengirimkan informasi berupa pengukuran dari besaran-besaran listrik pada suatu saat tertentu, seperti : tegangan, arus, frekuensi. Pemantauan yang dilakukan oleh dispatcher diantaranya menampilkan daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar, tegangan dalam KV, dan arus dalam A. Dengan demikian dispatcher dapat memantau keseluruhan informasi yang dibutuhkan secara terpusat. Telesinyal (TS) Mengirimkan sinyal yang menyatakan status suatu peralatan atau perangkat. Informasi yang dikirimkan berupa status pemutus tegangan, pemisah, ada tidaknya alarm, dan sinyal-sinyal lainnya. Telesinyal dapat berupa kondisi suatu peralatan tunggal, dapat pula berupa pengelompokan dari sejumlah kondisi. Telesinyal dapat dinyatakan secara tunggal (single indication) atau ganda (double indication). Status peralatan dinyatakan dengan cara indikasi ganda. Indikasi tunggal untuk menyatakan alarm. Telekontrol (TC) Perintah untuk membuka atau menutup peralatan sistem tenaga listrik dapat dilakukan oleh dispatcher secara remote, yaitu hanya dengan menekan salah satu tombol perintah buka/tutup yang ada di dispatcher. Dengan adanya peralatan SCADA penyampaian dan pemrosesan 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 dan di pusat pembangkit. Kontrol penyaluran sistem peralatan memungkinkan penyampaian data secara remote. Data dapat dilakukan secara manual atau perhitungan. Data yang baru dapat juga dihitung dan disimpan dalam data base melalui pengumpulan nilai secara automatis. Penyampaian data dan pemrosesan data dilakukan secara real-time. Secara umum b) c) d) e) f) g) h) i) Mengetahui posisi saklar LBS ( terbuka / tertutup ). Mengetahui posisi saklar PMT ( terbuka / tertutup). Mengetahui posisi Recloser ( terbuka / tertutup). Perintah untuk membuka atau menutup PMT. Perintah untuk membuka / menutup LBS. Perintah untuk membuka / menutup Recloser. Mengetahui besaran-besaran pengukuran tegangan, arus, frequency, faktor daya. Mengetahui lokasi daerah yang mengalami gangguan listrik. Mengetahui kurva beban. Sementara itu untuk fungsi SCADA di PT PLN Persero sendiri antara lain : a. b. c. d. Mengumpulkan data-data di sisi proses (pembangkit / gardu induk). Mengirimkan data ke master (pusat pengatur / control centre). Mengolah data untuk berbagai aplikasi pengaturan dan manajemen (kelistrikan). Mendistribusikan informasi ke komputer / master lain melalui local area networks. 2.4 Jenis-Jenis Sistem SCADA Menurut skala sistem keseluruhan, sistem SCADA dapat dibedakan menjadi : 2.4.1 SCADA Dasar SCADA dasar ini umumnya hanya terdiri dari sebuah RTU/PLC saja yang digunakan untuk mengendalikan suatu plant dengan berbagai field device. Jumlah MTU yang digunakan juga hanya satu buah. Gambar 2.5 menunjukan SCADA dasar. Contoh : - Car manufacturing robot - Room temperature control - Water Level Control 3 WAN, maupun internet. Blok sederhana dapat dilihat pada Gamabar 2.4.3 Contoh : - Power systems - Communication systems Gambar 2.4.1 SCADA Dasar 2.4.2 Integrated SCADA Sistem ini terdiri dari beberapa PLC/RTU yang terhubung dengan beberapa Distributed Control System (DCS), namun hanya menggunakan 1 MTU. MTU ini dapat terhubung dengan komputer lain melalui LAN, WAN ataupun internet. Gambar 2.4.2 menunjukan blok sederhananya. Contoh : - Water systems - Subway systems - Security systems Gambar 2.4.3 Networked SCADA 2.5 Komponen-Komponen SCADA 2.5.1. Pusat Kontrol Komponen utama SCADA yang terdapat di pusat kontrol adalah MTU (master terminal unit) yang berupa komputer utama atau server. Dua server tersebut yaitu satu sebagai master atau komputer utama dan yang satu lagi sebagai slave, pengganti master bila terjadi gangguan. Komponen lain yang penting yang teradapat di pusat kontrol adalah : Gambar 2.4.2 Integrated SCADA 2.4.3 Networked SCADA Sistem ini memiliki lebih dari 1 MTU yang saling terhubung. Ada 1 MTU pusat sebagai koordinator dari sistem – sistem yang lain. MTU pusat ini juga dapat terhubung dengan dunia luar melalui LAN, a. Mimic Board Mimic board adalah sebuah papan elektronik yang menampilkan suatu sistem tenaga listrik yang terkontrol. Mimic board ini apat menampilkan atau menunjukakan status PMT pada masing-masing gardu yang telah dihubungkan dengan RTU. Adapun data status diperoleh dari server yang mengambil data tersebut dengan sistem polling atau dengan sistem interrupt dari semua RTU. b. Mimic Dynamic Mimic dynamic adalah layar monitor yang berfungsi menampilkan secara lebih rinci dan 4 dinamis terhadap keadaan gardu yang terdapat pada jaringan tegangan menengah. c. MMI (man-machine interface) Komputer yang digunakan untuk menghubungkan server dengan komputer untuk operator. Pada layar komputer ditampilkan informasi menyeluruh dan rinci dari setiap gardu. Informasi rinci tersebut didapat dari telemetering yang tidak dapat terlihat dari mimic board. Dari MMI ini operator melakukan seluruh fungsi telekontrol. d. Logger Peralatan ini berfungsi untuk melakukan pencatatan tentang semua kejadian yang terjadi pada setiap gardu. Dengan adanya peralatan ini, maka akan didapat kemudahan untuk menganalisa dan mendeteksi sumber gangguan atau masalah. 2.5.2. Media komunikasi Media komunikasi adalah media yang menghubungkan antar peralatan untuk bertukar informasi yang terjadi antara pusat kontrol (Master Station) dengan Remote Terminal Unit (RTU). Ada beberapa bahan yang digunakan sebagai media komunikasi, antara lain : a. Fiber Optik b. Radio Kontrol c. Modem 2.5.3. Remote Terminal Unit (RTU) Remote Terminal Unit (RTU) adalah mikroprosesor yang bertugas melakukan scanning, pengelolaan dan penyimpanan data di memori sementara sebelum diminta oleh pusat kontrol dan melakukan kendali sesuai permintaan dari pusat kontrol. RTU terpasang pada setiap Gardu Induk (GI) atau pusat pembangkit yang masuk dalam sistem jaringan tenaga listrik. (Rian novel, FT UI, 2009). RTU secara umum adalah perangkat komputer yang dipasang di remote station atau dilokasi jaringan yang dipantau oleh control center. Adapun fungsi utama dari RTU adalah : a. Mendeteksi perubahan posisi saklar (open/close/invalid). b. Mengetahui pengukuran dan perhitungan, RTU mengambil dan memproses data tentang nilai arus maupun tegangan yang didapat dari transducer yang dihubungkan kepadanya. c. Menerima perintah remote control dari pusat kontrol untuk membuka dan menutup. d. RTU akan melaksanakan perintah untuk membuka atau menutup LBS yang terhubung. e. Mengirim data dan informasi ke pusat kontrol yang terdiri dari status saklar, hasil eksekusi, dan nilai tegangan, arus, dan frekuensi 2.6 Keypoint 2.6.1 Recloser Recloser merupakan salah satu peralatan proteksi pada JTM yang mampu melepaskan beban saat terjadi gangguan dan mampu menutup kembali (reclose) sesuai dengan setting yang ditetapkan. Penempatan recloser di jaringan sangat membantu mengatasi gangguan temporer dan membagi jaringan menjadi section-section yang lebih kecil. Penempatanya sebagai keypoint harus tetap memperhatikan koordinasi proteksi recloser tersebut dengan peralatan prteksi lain yang terdapat di penyulang yang sama. 2.6.2 LBS LBS (Load Breaker Switch) merupakan alat switching yang dapat dioperasikan (lepas ataupun tutup) dalam keadaan bertegangan dan berbeban. Seiring dengan perkembangan teknologi dan permintaan pelanggan, beberapa LBS saat ini sudah di lengkapi dengan fitur deteksi arus gangguan. LBS yang dilengkapi fitur deteksi arus gangguan ini dapat digunakan sebagai keypoint pada JTM. LBS ini bukan termasuk peralatan proteksi, jadi dalam penempatanya sebagai keypoint di jaringan lebih fleksibel daripada recloser. 2.6.3 PMCB PMCB (Pole Mounted Circuit Breaker) adalah sistem proteksi yang terpasang pada tiang jaringan listrik 20 kV untuk semua jenis sistem pentanahan yg efektif, flesibel, murah, sekaligus untuk Alat Pembatas dan Pengukur (APP) pelanggan PT. PLN (Persero), untuk tegangan menengah. Dengan menggunakan PMCB, lingkupnya lebih kecil dan akan melokalisir pemutusan aliran listrik di suatu daerah bila terjadi gangguan, dibandingkan bila pemutusan aliran dari gardu induk. Pengukuran penggunaan listrik untuk pelanggan juga akan lebih akurat dan dapat mendeteksi kebocoran listrik bila terjadi. 2.6.4 Pole Top Switch 5 Pole Top Switch adalah Peralatan hubung yang hanya dapat melepas atau memasukan jaringan dengan keadaan tanpa beban. 2.7 Aset Jaringan PT PLN Area Riau dan Kepuulauan Riau Jumlah GI beroperasi = 9 GI Jumlah penyulang beroperasi = 45 feeder Jumlah gardu hubung : 11 buah Gardu Induk 20 kV Garuda Sakti Area Riau dan Kerpulauan Riau 2.8 Studi Kasus Gambar 2.8.1 Angka gangguan teporer dan permanen penyulang tertinggi 2.8.2 Waktu Gangguan Isolir Waktu gangguan isolir cukup tinggi, penyebabnya yaitu: 1. Inspeksi dilakukan secara visual pada kondisi jaringan padam, dimana titik gangguan tidak selalu nampak, sehingga hasil inspeksi cenderung dugaan dengan tingkat kesalahan yang cukup tinggi 2. Banyak Fault Detector di jaringan yang sudah tidak berfungsi 3. Keypoint ( LBS dan Recloser ) masih dioperasikan secara manual. 2.8.3 Proses Integrasi 1. Gambar 2.8 Single Line Penyulang Lipat Kain Gardu Induk Garuda Sakti 2. Gambar 2.2 Flowchart SOP Manuver Jaringan Penyulang Seblanga Gardu Induk Pemecutan 3. 2.8.1 Upaya-upaya Peningkatan Keandalan Jaringan 1. Penurunan angka gangguan, yaitu antisipasi untuk mengurangi kejadian gangguan 2. Manajemen area gangguan, yaitu mengisolir daerah yang terganggu sekecil mungkin agar jumlah pelanggan yang padam dapat diminimalisir 3. Mempercepat waktu pemulihan gangguan persiapan server SCADA dan Gateway komunikasi di Master Station identifikasi peralatan eksisting yang tersedia Dari hasil identifikasi, 56% masih dapat berfungsi tapi membutuhkan rekondisi, 44% membutuhkankan pengadaan baru, Untuk mengefisienkan waktu, maka proses integrasi LFD dan KP dilakukan secara parallel dengan proses pengadaan peralatan baru 6 telepon, frekuensi radio, Serat Optik. Pemilihan media komunikasi sangat bergantung kepada jarak antar site,media yang telah ada dan penting tidaknya suatu titik (gardu).Pengaturan sistem tenaga listrik yang komplek, sangat bergantung kepada SCADA. Tanpa adanya sistem SCADA, sistem tenaga listrik dapat diibaratkan seperti seorang pilot membawa kendaraan tanpa adanya alat instrument dihadapannya.Pengaturan sistem tenaga listrik dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis. Gambar 2.8.3 Hasil Integrasi SCADA Penyulang Lipat Kain 2 PENUTUP 1.1 Kesimpulan SCADA merupakan suatu system computer untuk mengumpulkan dan manganalisa data secara real time. Pada era sekarang ini SCADA memiliki peranan yag sangat penting dan memiliki berbagai fungsi. Fungsi SCADA ialah sebagai monitoring dan control suatu plant atau peralatan di industry, seperti industry telekomunikasi, pengolahan air, dan limbah, dan transportasi. Prinsip umum dari SCADA sendiri yaitu telemetering yaitu sebagai pengukuran jarak jauh (TM), telesignaling sebagai alat signal jarak jauh (TS ), dan sebagai Telecontrol yaitu alat perintah jarak jauh (TC). Jenis-jenis SCADA ada berbagai macam dilihat dari jumlah komponennya, dari yang paling sederhana yaitu basic SCADA yang terdiri dari hanya 1 RTU, integrated SCADA yang terdiri dari gabungan beberapa RTU, dan networked SCADA yang merupakan gabunagn dari beberapa SCADA. Untuk system SCADA yang beroperasi di Indonesia ada 3 jenis yaitu SCADA ROPO, SCADA survalent, dan SCADA IDAS (Intelegent Distribution System). Dalam pengoperasiannya SCADA terdiri dari 3 bagian system yaitu pusat control, media transmisi dan remote terminal unit (RTU). Pada pusat control biasanya tediri dari 2 komputer untuk mengatirdan mengolah data. Kemudian pada system transmisi digunakan sebagai sarana penyaluran data yang menggunakan kabel 3.2 Sumber 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. http://www.elektro.undip.ac.id/el_k pta/wpcontent/uploads/2012/05/210 60110141043_MKP.pdf https://dewiimaz.wordpress.com/su pervisory-control-and-dataacquisition-scada/ https://www.scribd.com/presentatio n/258264168/SCADA http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/ 431/jbptunikompp-gdlmulyanasya-21508-5-6.babi-i.pdf http://mte.pasca.mercubuana.ac.id/ wpcontent/uploads/2013/11/02.paper_ sholeh.pdf http://www.elektro.undip.ac.id/el_k pta/wpcontent/uploads/2012/05/L2F00814 5_MKP.pdf http://learnautomation.files.wordpr ess.com/2009/02/1-pengenalanscada-18-feb-09.pdf 7 8
