BAB 3 PELEPASAN BEBAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK CNOOC SES Ltd NORTH BUSINIESS UNIT DENGAN TEGANGAN OPERASI 13.8 KV
3.1
UNIT BISNIS CNOOC SES Ltd China National Offshore Oil Company South East Sumatra Ltd. CNOOC
SES Ltd, merupakan perusahaan kerja sama kontrak bagi hasil dengan SKK Migas yang bekerja pada bidang pengeboran minyak dan gas diperairan Kepulauan Seribu. North Businiess Unit memiliki beberapa anjungan, antara lain: -. Widuri
-. Windri
-. Aida
-. Lidya
-. Indri
-. Vita
-. Intan
-. Aryani
-. Chessy
Gambar 3.1 Lay Out dan Sub Sea Cable
3.2
Sistem Tenaga Listrik Pada CNOOC SES Ltd North Businiess Unit CNOOC SES Ltd memiliki unit bisnis yang terletak di perairan Kepulauan
Seribu. Masing-masing unit bisnis tersebut saling berinterkoneksi dengan menggunakan kabel bawah laut (submarine cable), hal ini bertujuan untuk menghindarkan terjadinya kekurangan suplai daya terhadap sumur-sumur pengeboran akibat adanya gangguan yang dapat menyebabkan turunnya hasil produksi minyak dan gas. Sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd North Businiess Unit menggunakan standar kelistrikan milik ANSI (American Standart National Institute) dan frekuensi 60 Hz. Tegangan transmisi yang digunakan 34.5 KV. Tegangan distribusi yang digunakan pada anjungan adalah 13.8 KV sedangkan tegangan kerja motor pada sumur pengeboran rata-rata 2,4 KV. Pembangkit listrik yang dimiliki North Businiess Unit terletak diblok Widuri Prosses, Widuri Alpha, Rig Jack Up Lisa, South Businiess Unit.
Gambar 3.2 Single Line Sistem Tenaga Listrik CNOOC SES Ltd North Businiess Unit
3.2.1
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik Pembangkit listrik yang digunakan pada CNOOC SES Ltd North Businiess
Unit. Menggunakan turbin gas sebagai penggerak utama, dengan pengaturan governor Droop. merupakan suatu mode governor yang mengatur kecepatan turbin pada berbagai variasi beban dapat menghasilkan daya aktif keluaran generator tetap. ketika terjadi gangguan yang mengakibatkan beberapa beban lepas. Agar tidak terjadi pemborosan daya yang dibangkitkan pada generator maka harus diatur oleh operator (Azmi, 2008). Tabel 3.1 Pengaturan Generator pada Simulasi ETAP 7.5
Generator
Mode Operasi
Rating
Faktor
Kapasitas
Daya (
(MW)
Pf)
Type
Mode
Type
Governor
Governor
Wxiter
G2
PF Control
4.75
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G3
PF Control
4.75
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G5
PF Control
4.75
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G6
PF Control
4.75
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G7
PF Control
4.75
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G8
PF Control
4.75
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G 10
PF Control
10
0.8
Droop
GGOV3
AC3
G 11
PF Control
10
0.8
Droop
GGOV3
AC3
Swing
12
0.8
Isoch
GGOV3
ST4B
Incoming Kara
3.2.2
Mode Operasi Generator Pada perangkat lunak ETAP7.5 (Electrical Transient Analizer program),
mode operasi generator dibedakan menjadi 4, yaitu swing, voltage control, MVAR control dan PF control. a. Swing Sebuah generator dengan mode swing akan berusaha memenuhi kekurangan aliran daya pada sistem dimana nilai sudut tegangan terminal generator akan dijaga tetap berada pada nilai operasi tertentu. Salah satu operasi mesin yang beroperasi swing akan dipilih sebagai mesin referensi untuk keseluruhan sistem, sehingga harus ada minimal satu mesin yang terhubung dengan sistem pada diagram satu garis. Selain itu tegangan rating generator swing digunakan sebagai basis tegangan pada bus yang terhubung dengan generator tersebut. b. Generator voltage control Merupakan generator mode droop (nilai MW konstan) dengan sebuah AVR (Automatic voltage regulator) yang mengatur exciter untuk beroperasi pada tegangan konstan. c. MVAR Control Dengan MVAR Control, generator diset dengan nilai MW dan MVAR yang konstan. Berarti generator mode droop dengan pengaturan exciter yang juga konstan tanpa aksi AVR (Automatic voltage regulator)
d. PF Control Pada mode ini, governor beroperasi pada mode droop sehingga keluaran MW generator sama dengan dengan pengaturan MW. Sebaliknya, exciter AVR (Automatic voltage regulator) menyesuaikan pengaturan faktor daya. Intinya adalah mode ini menjaga agar keluaran generator memiliki daya listrik MW dan Power Faktor yang konstan. 3.2.3
Governor Pada simulasi ETAP 7.5 suplai daya dari Incoming Kara diatur pada mode
isochronous, sedangkan generator yang lain diatur pada mode droop. Pada mode ishocronous set point putaran governor ditentukan berdasarkan kebutuhan daya listrik sistem pada saat itu (real time). Pada saat terjadi perubahan beban, governor akan menentukan setting point yang baru sesuai dengan keadaan aktual beban. Dengan pengaturan ini diharapkan frekuensi listrik generator tetap berada didalam interval yang bisa diterima dan generator tidak keluar dari sinkronisasi. Sedangkan mode droop governor sudah memiliki setting point daya mekanik yang besarnya sesuai dengan rating generator atau menurut kebutuhan. Dengan adanya pengaturan yang konstan ini, outut daya listrik nilainya tetap dan adanya perubahan beban tidak akan mengakibatkan perubahan putaran turbin. Governor turbin seluruh generator di lokasi utara dimodelkan dengan GGOV3, model governor umum. Model ini dapat digunakan untuk merepresentasikan penggerak utama yang bervariasi.
3.2.4
Exciter Pada simulasi ETAP 7.5 Generator yang ada dilokasi CNOOC SES Ltd
North Businiess Unit semuanya menggunakan mode AC3 kecuali yang ada dilokasi selatan pada mode ST4B.
3.2.5
Sistem Transmisi dan Distribusi Sistem distribusi yang digunakan oleh CNOOC SES Ltd North Businiess
Unit adalah sistem radial. Masing-masing Switchgear dihubungkan secara Ring yaitu disuplai dari satu titik pembangkitan. Tegangan yang digunakan pada sistem distribusi ini adalah 13.8 KV. Switchgear atau anjungan utama yang dimiliki unit CNOOC SES Ltd North Businiess Unit antara lain :
Widuri Proses
Widuri Alpha
Rig Jack Up Lisa
Selanjutnya dari masing-masing Switchgear didistribusikan ke anjungananjungan yang saling berdekatan dengan sistem Radial. Sistem distribusi Radial adalah sistem distribusi dimana beban disuplai dari satu titik sumber, jika terjadi gangguan pada saluran distribusi tersebut maka beban ini tidak mendapatakan suplai dari tempat lain. pada anjungan terdapat beberapa pompa yang menggunakan motor induksi dengan tegangan bervariasi antara 1 KV sampai 4 KV. Sehingga tegangan dari Switchgear sebesar 13,8 KV harus diturunkan menggunakan transformator penurun tegangan.
3.3
Jenis Beban pada sistem Tenaga Listrik CNOOC SES Ltd North Businiess Unit Beban yang terdapat pada sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd North
Businiess Unit antara lain anjungan sumur, anjungan proses, motor serta lampu penerangan pemprosesan dan area pembangkitan listrik (Power Plant). Sistem transmisi dan distribusi menggunakan kabel bawah laut (Submarine Cable) sehingga daya yang hilang pada sistem transmisi ini cukup signifikan. Beban terbesar pada sistem ini adalah motor-motor induksi yang digunakan pada anjungan sumur. Beban yang dimiliki terdiri dari 2 jenis, yaitu: a.
Motor induksi Motor induksi pada sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd North Businiess Unit digunakan sebagai pompa di sumur-sumur pengeboran, jenis motor yang digunakan adalah Electrical Submergible Pump (ESP), selain itu motor induksi juga digunakan pada Gas Plant sebagai kompresor
b.
Lampu penerangan, hotel, dan alat telekomunikasi Beban lain yang terdapat di CNOOC SES Ltd North Businiess Unit adalah lampu penerangan, hotel dan telekomunikasi yang memiliki daya tidak terlalu besar.
3.4
Skema Pelepasan Beban Akibat Under Frequency CNOOC SES Ltd North Businiess Unit Skema pelapasan beban di sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd North
Businiess Unit dibedakan menjadi 2 yaitu: a. Manual DTT (Direct Transfer Trip) merupakan aksi pelepasan beban tanpa memiliki tahapan frekuensi pelepasan, artinya ketika Generator mengalami masalah lepas dari sistem, dengan memanfaatkan auxiliary relay dari pemutus tenaga pada generator tersebut maka akan memerintahkan penyulang mana yang sebelumnya telah ditentukan untuk lepas dari sistem dan melalui operator. b. Otomatis Skema pelepasan beban berkaitan dengan pelepasan beban akibat under frequency dilakukan secara bertahap. Berikut ini adalah tahapan pelepasan beban yang dimiliki oleh North Businiess Unit :
Menurut CNOOC SES Ltd Database Library Power System, (2009) : skema pelepasan beban yang digunakan adalah : Tabel 3.2 Skema pelepasan Beban yang diterapkan di North Businiess Unit Frekuensi dan LSS
Penyulang dilepas
KW
BOPD
WIDE
6.985
2073
WIDB
5.146
2320
INDRI
1.542
1844
Waktu Tunda LSS 1 (Hz)
59.40
LSS 1 (T1)
1.2
LSS 2 (Hz)
59.20
LSS 2 (T1)
1
LSS 3 (Hz)
58.60
LSS 3 (T1)
0.4
Skema pelepasan terdiri dari 3 tahap yaitu ketika frekuensi turun hingga mencapai 59.4 Hz selama 1.2 detik, maka pemutus tenaga WIDE di Switchgear WIDP akan bekerja. Kemudian tahap kedua dari skema pelepasan beban adalah ketika frekuensi mencapai 59.2 Hz pemutus tenaga penyulang WIDB di Switchgear WIDP akan bekerja selama 1 detik. Sedangkan tahap ketiga frekuensi akan turun terus hingga mencapai 58.6 Hz maka setelah 0.4 detik pemutus tenaga pada INDRI akan bekerja.
