Makalah Seminar Kerja Praktek PENGGUNAAN HFD UNTUK PENDETEKSI GANGGUAN SERTA PELAKSANAAN PREVENTIVE MAINTENANCE DI APD JAKARTA RAYA DAN TANGERANG Aswin Iffatyanto U (21060110120020) Email:
[email protected] Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Abstrak Untuk keperluan penyediaan tenaga listrik bagi para pelanggan, diperlukan berbagai peralatan listrik. Berbagai peralatan listrik tersebut dihubungkan satu sama lain yang mempunyai interrelasi dan secara keseluruhan membentuk suatu sistem tenaga listrik. Yang Dimaksud dengan Sistem Tenaga Listrik adalah sekumpulan Pusat Listrik dan Gardu Induk (Pusat Beban) yang satu sama lain dihubungkan dengan Jaringan Transmisi sehingga merupakan sebuah kesatuan interkoneksi Sebuah sistem tenaga listrik terdiri dari banyak peralatan yang beragam. Peralatan – peralatan tersebut sangat mahal, sehingga bisa dikatakan bahwa kelengkapan peralatan pada sistem tenaga listrik merupakan modal investasi yang sangat besar. Untuk memaksimalkan pengembalian pengeluaran ini, sistem harus dimanfaatkan secara optimal baik dari sistem proteksinya maupun keandalan pasokan. Jadi, penyediaan proteksi yang memadai untuk mendeteksi dan memutuskan elemen gangguan dari sistem tenaga merupakan syarat yang harus dipenuhi dalam mendesain suatu sistem tenaga listrik. Kata kunci: Distribusi, SCADA,Gangguan
I.PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Pada masa berkembangnya teknologi saat ini, ketersediaan energi listrik harus terpenuhi dengan sangat baik. Karena telah kita ketahui bahwasannya hampir semua kegiatan manusia membutuhkan energi listrik. Sistem tenaga listrik di Indonesia ditangani oleh Badan Usaha Milik Negara (BUMN) dan dalam hal ini PT PLN (Persero) memiliki tiga unit bisnis yang didukung oleh beberapa anak perusahaan. Pembahasan kali ini adalah salah satu unit bisnis PLN yaitu bidang distribusi yang ditangani oleh PLN Unit Distribusi diwilayah Jakarta Raya dan Tangerang. PT. PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang merupakan salah satu kantor distribusi wilayah di Indonesia dengan PT.
PLN Area Pengatur Distribusi (APD) merupakan salah satu unitnya yang bertugas untuk mengelola dan mengatur jaringan Distribusi Tenaga Listrik di wilayah Jakarta dan Tangerang. Berbeda dengan daerah lainnya, dalam tubuh PLN Jakarta Raya dan Tangerang , bidang distribusi dan pembangkitan dikelola secara terpisah. PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang mengelola semua persoalan dan masalah yang menyangkut distribusi tenaga listrik di daerah Jakarta Raya dan Tangerang mulai dari sumber daya besar sampai tempat konsumen , baik perluasan jaringan , pemeliharaan , pengawasan , pemasangan , pemasaran , rehabilitasi dan sebagainya.
1.2 Maksud dan Tujuan Kerja Praktek Adapun maksud dan tujuan dari pelaksanaan kerja praktek di PT PLN APD Jakarta Raya dan Tangerang : 1. Mahasiswa melalui kerja praktek ini dapat menerapkan teori yang didapat di bangku kuliah.
2. Menambah pengalaman kerja yang bermanfaat bagi mahasiswa dalam mengetahui dan memahami pekerjaan pengusahaan energi listrik. 3. Mahasiswa dapat mengetahui secara
langsung penggunaan alat-alat proteksi yang digunakan dalam mendeteksi arus gangguan. 1.3 Batasan Masalah
Dalam Laporan Kerja Praktek ini, penulis membatasi masalah hanya pada Penggunaan Homopolar Fault Detector (HFD) dan Preventive Maintenance untuk APD Jakarta Raya dan Tangerang.
II. DASAR TEORI 2.1.1 Pengertian SCADA Pengertian SCADA secara harafiah adalah Supervisory Control And Data Acquisition. Supervisory = Pengawasan Control = Kontrol Data Acquisition = Permintaan/ Pengiriman Data Bersama-sama dengan kata SISTEM, kata ini biasa dipakai untuk menyebut suatu kesatuan dari beberapa peralatan yang saling berkomunikasi untuk menjalankan fungsi pengukuran (Tele Metering),Tele Control dan permintaan pengiriman data (Tele Status).
SCADA digunakan untuk beberapa fasilitas yang menggunakan proses seperti dibawah ini : Proses Industri termasuk manufakturing, produksi, penghasil daya listrik, fabrikasi dan pengilangan minyak. Proses Infrastruktur seperti publik atau privat dan termasuk pengolahan dan distribusi air, pengumpulan air kotor dan penanganannya, pipa minyak dan gas, transmisi daya listrik dan distribusi listrik, kincir angin, sistem pertahanan sipil berbasis sirene dan sistem komunikasi massal. Fasilitas yang prosesnya terjadi pada kedua bagian yaitu fasilitas publik dan privat, termasuk bangunan, bandara, kapal, dan stasiun luar angkasa. Mereka menggunakan SCADA untuk memonitor dan mengontrol panas, ventilasi dan sistem pendingin udara (HVAC) akses dan konsumsi energi. Pengendalian dan Akuisisi. Akuisisi data dilaksanakan oleh subsistem akuisisi yang berinter-aksi dengan server SCADA. Fungsi akuisisi data meliputi : pengukuran analog (tegangan, arus, MVAR, MW dan tap trafo), input/status digital, dan pulsa dari RTU dan sistem komputer eksternal.Pengendalian harus dilengkapi mekanisme sekuriti sekuen pengendalian meliputi keadaan awal, antara, dan keadaan final. Manajemen Event dan Alarm. Perangkat lunak memproses seluruh perubahan data untuk mendeteksi alarm, kemudian memberikan tanda kepada operator bila batas-batas alarm dilampaui. Perangkat lunak harus dilengkapi daftar alarm dengan prioritas yang teratur dan fasilitas acknowledge alarm secara interaktif. Perangkat lunak penanganan alarm harus berintegrasi dengan database relasional sehingga memungkinkan pengambilan histori alarm dan event secara fleksibel
Perhitungan. Perhitungan dilakukan atas data-data yang diperoleh dari fungsi akuisisi data. Perhitungan meliputi fungsi-fungsi aritmetik dan logika untuk mendapatkan 'derived data'. Pembagian Wilayah Kerja Operator. Pembagian wilayah kerja operator secara geografis atau topologis harus dapat dilakukan secara fleksibel melalui 'operator workstation'. Wilayah dan kewenangan operator harus dapat ditentukan secara dinamis bila perubahan kondisi operasi menuntut perubah Trend dan Pengarsipan. Perangkat lunak pengarsipan harus memungkinkan untuk memilih pengukuran diambil dan disimpan dalam interval waktu tertentu yang bisa diubah sesuai kebutuhan. Data arsip melalui database relasional harus dapat diambil dan diproses untuk membuat laporan menggunakan alat/perangkat lunak standard. Harus ada juga fasilitas untuk mem-plot data arsip untuk mengetahui trend perubahan data yang disample secara grafis. Antarmuka Client (dalam 'Client-Server' SCADA). Perangkat lunak SCADA harus diimplementasikan menggunakan teknik 'object oriented program'. Fungsi SCADA dan element data merupakan objek. Objek ini dengan atribut fungsi antarmuka client memberikan Application Program Interface (API) SCADA. Antarmuka 'client' memungkinkan integrasi aplikasi yang terdistribusi dengan fungsi dasar SCADA.
2.1.2 Sistem SCADA di PT PLN (Persero)
Gambar 2.1 Contoh gambar hierarki SCADA di PT. PLN (Persero)
Pembagian Sistem berdasarkan tegangan pada PT. PLN (Persero) :
Gambar 2.2 Tabel Nama dan Lokasi dari Sistem SCADA di PT. PLN (Persero)
1. Sistem SCADA P3B : Pada awal pembentukkannya, unit ini mengelola system tegangan ekstra tinggi 500 kV, Tegangan Tinggi 150 kV, Tegangan Menengah 70 kV dan tegangan rendah 20 kV dan dalam perjalanannya tegangan rendah, pengelolalaannya dilimpahkan ke PLN Unit Distribusi. Pengalihan asset tersebut terjadi di awal tahun 2000-an. Pengalihan termasuk migrasi pegawai PLN P3B
JB ke PLN Distribusi. (Pusat Pengaturan Pelayanan Beban) 2. Sistem SCADA UPB : Unit ini bertugas untuk mengatur beban yang ada di wilayah Jawa Bali pada tegangan 150 kV,Unit ini masih merupakan bawahan dari P3B dan termasuk pelayanan untuk daerah dengan lingkup yang besar. (Unit Pengatur Beban) 3. Sistem SCADA APD : Pada unit ini dikhususkan untuk pendistribusian tegangan menengah (20kV) ke 220 Volt menuju konsumen dengan menggunakan Gardu-Gardu Distribusi yang ada di suatu Daerah. (Area Pelayanan Distribusi) 4. Sistem SCADA UCS : Unit ini digunakan untuk memonitor dan mengukur keadaan kWH Meter pada konsumen 20 kV,unit ini juga difokuskan tentang komunikasi agar pemakaian konsumen 20 kV dapat ditentukan biaya nya oleh APD. (Utility Communication System) 5. SIOTM dan TE LIPI : Unit ini berada di APD yang difokuskan untuk mengatur Energi dan Beban Gardu yang berada di bawah naungan APD. III. Homopolar Fault Detector (HFD) 3.1 Pengertian HFD
Gambar 3.1 Pemasangan HFD pada Gardu DS dan Contoh Trafo CT
HFD ( Homopolar Fault Detector) adalah alat yang dirancang untuk mendeteksi Arus Gangguan guna penunjang keandalan pengendalian jaringan listrik tegangan menegah yang menggunakan sistem SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). HFD ( Homopolar Fault Detector) sangat diperlukan guna mengetahui arah daerah yang mengalami gangguan arus lebih, dengan memberikan sinyal indikasi dari gangguan tersebut melalui card input peripheral (Telesignalling) pada Remote Terminal Unit(RTU) sehingga operator di pusat kontrol pengendali jaringan dapat mengisolasi dan memulihkan gangguan tersebut. Spesifikasi Teknik Rangkaian Detektor : Deteksi Arus Gangguan : 80 A , 100 A , 160 A (Selector) Delay Time : 80 ms , 100 ms , 120 ms (selector) Delay Output : 1 pole 2 throw Jenis Kontak : Nickel Palladium Arus Kontak : 1 Amp
Tegangan Kontak : 48 – 60 DC Kecepatan Kontak : 1 ms Isolasi Tegangan Tembus : 1,5 kV Dimensi Kontak : 110 x 110 mm Merk-merk HFD yang digunakan pada APD Jakarta Raya dan Tangerang antara lain SWADEN dan Schlumberger.
Penggunaan HFD Pada Jaringan Tegangan Menengah :
3.2 Cara Kerja CT & HFD Arus gangguan pada jaringan tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel tanah di deteksi oleh trafo arus/CT dan waktu gangguan yang ditentukan maka rangkaian control/HFD akan menggerakan relay sehingga mengeluarkan pulsa sesaat yang akan di kirim oleh media sebagai tele signaling. Tele signalling tersebut melalui Remote Terminal Unit (RTU) di kirim ke pusat pengendali jaringan. Agar semua kejadian yang terjadi di gardu PLN, baik di Gardu Induk (GI) Gardu Hubung (GH) dan Gardu Tengah (CDS) dapat dipantau dan dikontrol dari Pusat Kontrol , maka disetiap gardu tersebut harus dipasang alat yang dapat melaksanakan fungsi Tele Status (TS) , Remote Control (RC) dan Tele Meter (TM). RTU sebenarya sama saja dengan sebuah komputer, hanya saja tidak dilengkapi dengan monitor. Blok rangkaian HFD ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.2 Blok Rangkaian HFD
Gambar 3.3 Contoh Jaringan Spindle 1 Penyulang
HFD akan mendeteksi arus gangguan bila gangguan berada di daerah Zone 2, berarti bahwa daerah Zone 2 harus dipisahkan atau dilokalisir dari jaringan yaitu dengan membuka LBS gardu GD 5 seperti gambar di atas, sehingga gardu-gardu di daerah Zone 1 yang ikut padam dapat segera dinormalkan kembali. Untuk selanjutnya petugas dapat melakukan pengusutan gangguan pada jaringan Zone 2 secara bertahap untuk dinormalkan kembali.
IV. Preventive Maintenance 4.1 Pengertian Preventive Maintenance adalah Pemeliharaan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan atau kesalahan pada suatu sistem SCADA tanpa menunggu terjadinya kesalahan sistem. Pada PLN APD Jakarta Raya dan Tangerang ini menggunakan jasa pihak ketiga yaitu PT Samudra Kencana yang melaksanakan Perawatan Rutin tsb. Perawatan Rutin dibagi menjadi beberapa bagian antara lain : Pemeliharaan RTU(Remote Terminal Unit), Pemeliharaan Rectifier, Pemeliharaan Baterai, Pemeliharaan Motor Elektromekanis, Pemeliharaan Kabel Kontrol, Pemeliharaan HFD (Homopolar Fault Detector)
melakukan diagnostic kerusakan dengan menggunakan software di Laptop. Apabila RTU menunjukan malfungsi,atau tidak mengirimkan sinyal balik maka dilakukan penggantian Card yang sudah dibawa dari Service Part resminya. Lalu setelah diganti ditest kembali apakah sudah lancar dan membersihkan RTU nya menggunakan kuas. 4.1.2 Pemeliharaan Rectifier
4.1.1 Pemeliharaan RTU (Remote Terminal Unit)
Gambar 4.2 Rectifier pada Gardu
Langkah awal yang dilakukan adalah membuka pintu rectifier lalu melepas fuse beban dan baterai lalu memutuskan saklar rectifier. Setelah itu mengukur dan memeriksa fuse (apakakah ada yang di jumper) Bila ada lakukan penggantian fuse. Lalu melakukan setting tegangan charge, setting tegangan floating, Gambar 4.1 RTU pada Gardu DS
Pemeliharaan RTU disini bertujuan untuk mengecek apakah RTU masih berfungsi dengan baik atau tidak. Pemeliharaan diawali dengan membuka lemari RTU lalu, Melepas konektor dengan baterai, dan yang paling utama
pengukuran tegangan input rectifier (supply tegangan jala-jala), memasang kembali fuse battery, Melakukan charging battery (bila diperlukan), melakukan setting mode operasi pada posisi floating dan memasukkan fuse beban.
Perawatan Rectifier ini berfungsi untuk menjaga agar Rectifier tetap berfungsi sebagaimana mestinya untuk menge-charge baterai agar bisa siap seandainya terjadi gangguan baterai tetap dalam kondisi terisi.
4.1.4 Pemeliharaan Motor Elektromekanis
4.1.3 Pemeliharaan Baterai
Gambar 4.4 Pemberian Pelumas Pada Kubikel Motor
Gambar 4.3 Pemeliharaan air accu pada Baterai
Baterai disini berfungsi sebagai sumber utama saat terjadi gangguan pada Gardu Distribusi. Jadi pada saat tidak ada arus yang mengalir dari sumber PLN maka baterai ini yang akan take over sumber untuk melakukan remotecontrolling pada Gardu dari Dispather. Cara melakukan pemeliharaan baterai adalah yang pertama membuka pintu rectifier, melepas fuse baterai, melepas kabel baterai dari rectifier, memeriksa level air baterai dan melakukan pengisian sampai ke level maksimum, menyiapkan dummy load, melakukan discharge pada muatan baterai dengan waktu yang dicatat, melakukan pembersihan baterai, memasang fuse baterai, dan melakukan charging baterai dari rectifier.
Kubikel Elektromekanis disini berfungsi sebagai switch dimana pada saat terjadi gangguan maka switch ini akan bisa merubah arah sumber listrik dari GI menuju GH dengan menggunakan baterai sehingga pemadaman dapat dipersingkat waktunya. Cara melakukan pemeliharaan pada Motor Elektromekanis adalah men-switch off kan kubikel, membuka LBS dengan menggunakan handle, memasukkan switch pentanahan dengan menggunakan handle, melakukan pembersihan dan pelumasan pada motor-motor mekanisnya, membersihkan auxiliary contact relay dan limit switch dengan menggunakan elektronik contact cleaner, memeriksa sambungan kabel wiring, mengatur switch di bagian remote, melakukan pengujian remote dan lokal.
4.1.5 Pemeliharaan Kabel Kontrol
4.1.6 Pemeliharaan HFD (Homopolar Fault Detector)
Gambar 4.5 Pengecekan Tegangan pada Kabel Kontrol Gambar 4.7 Pengetesan HFD menggunakan Injector (Valist Test)
Kabel Kontrol berfungsi sebagai media komunikasi antara Dispatcher dengan Gardu, saat ini media yang digunakan selain kabel kontrol juga ada yang menggunakan GPRS, fiber optic, dan radio.
HFD adalah alat yang akan mendeteksi gangguan apabila mendeteksi arus lebih yang melewati gardu yang dipasangi HFD.
Pemeliharaan Kabel kontrol meliputi pengecekan tegangan pada kabel apakah sesuai dengan tegangan operasinya, pemeriksaan koneksi kabel piar dari box ke platine apakah sudah benar, pengukuran dengan meter tahanan kurang dari 130 ohm/km.
Pemeliharaanya meliputi pemeriksaan pengawatan CT apakah dilalui posisi grounding atau tidak. Pengukuran tahanan CT dengan Ohmmter, Cek Card HFD secara fisik jika ada yang terbakar harus diganti, bila normal lakukan inject dengan valish test setting arus ± 80 A dan
time delay 100 ms, pantau pada terminal MDF no 9 dan 10 dimana harus short(sesaat) dalam kondisi short tanya ke DCC apakah sinyal HFD sudah muncul atau belum. Jika sudah berarti HFD berfungsi dengan baik. Gambar 4.6 Rangkaian Pengukuran Tahanan
4.2 Kesimpulan Preventive Maintenance Preventive Maintenance sangat diperlukan dalam sistem SCADA disini karena apabila salah satu komponennya rusak/tidak berfungsi dengan benar maka Mode Remote dari Dispatcher tidak akan berfungsi dan harus dilakukan secara manual yang mana akan merugikan konsumen dan PLN sendiri.
V. Penutup
HFD dan dikirimkan melewati RTU ke Master Room
5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari Kerja Praktek yang kami laksanakan di PT PLN APD Jakarta Raya dan Tangerang adalah:
5.2.Saran 1.
1. PT. PLN (Persero) memiliki banyak bagian – bagian bidang kerja antara lain bidang APD Disjaya Tangerang yang terdiri dari SCADATEL dan OPSISDIS
2. Tugas dari Bidang SCADATEL antara lain adalah Pengawasan, Kontrol, Permintaan/Pengiriman Data dari jarak jauh 3. Sistem SCADA terdiri dari 3 sub bagian, yaitu : Pusat Kontrol ( Master Station ) Media Transmisi Data Remote Terminal Unit ( RTU ) di Gardu 4. Homopolair fault detektor (HFD) merupakan alat bantu pendeteksi arah gangguan hubung tanah pada sistem SCADA. HFD dilengkapi Current Transformator ( CT ) yang berfungsi mengkonversi arus gangguan sesaat pada sebuah penghantar menjadi besaran arus dan besaran tegangan, kemudian besaran-besaran tersebut menjadi inputan modul logic AL.05 dan merupakan telesignal atau informasi posisi lokasi bagi operator SCADA. Karena HFD tidak memiliki catu Daya permanen, HFD memanfatkan arus sesaat dengan memiliki delay 200 ms. 5. Penggunaan HFD bersamaan dengan CT (Current Transformator) yang digunakan untuk mendeteksi arus gangguannya lalu dideteksi dengan
2.
Memberikan kemudahan dan kelonggaran kepada mahasiswa yang sedang melaksanakan Kerja Praktek, saat survey dilapangan dan ketika pengambilan gambar di lapangan untuk keperluan penyusunan laporan. Kalau bisa agar semua Gardu yang ada di Daerah Jakarta Raya dan Tangerang di buat agar bisa di Remote semua agar apabila ada gangguan tidak menyebar dan bisa dilokalisir sekecilkecilnya.
DAFTAR PUSTAKA [1] Diktat Kuliah Sistem Proteksi dan Rele
[2] SOP ISO 9001 Pemeliharaan Rutin SCADATEL [3]Blackburn, JL. Applied Protective Relaying. Westinghouse Electric Coorporation, 1976. [4]Brunet. MV Network Protection System Adjustment of Protection Devices. SOFRELEC, 30 September 1974, Jakarta. [5]Sarimun, Ir. Wahyudi, MT. Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik. Diktat Kuliah Perencanaan Sistem Tenaga. Jurusan Teknik Elektro, UNDIP, Semarang. [6]Djiteng Marsudi. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta, 8 Juni 1990.
BIODATA Aswin Iffatyanto Utomo dilahirkan
di
Pati,
Desember
1992.
8
Telah
menempuh studi mulai dari taman
Kanak-kanak
Purbasari Semarang, SD Negeri 2 Pedurungan Kidul Semarang, SMP Negeri 2 Semarang, SMA Negeri 3 Semarang dan sekarang sedang melanjutkan studi S-1 di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, Semarang
Semarang, November 2013 Dosen Pembimbing
Ir. Bambang Winardi NIP. 196106161993031002
