SIMULASI PELEPASAN BEBAN DENGAN MENGGUNAKAN RELE FREKUENSI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK CNOOC SES LTD.

dokumen-dokumen yang mirip
SIMULASI PELEPASAN BEBAN DENGAN RELAYFREQUENCY PADA SISTEM TENAGA LISTRIK CNOOC SES Ltd.NORTH BUSINESS UNIT MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 7.

STUDI PELEPASAN BEBAN PADA SKEMA PERTAHANAN (DEFENCE SCHEME) JARINGAN SISTEM KHATULISTIWA

SIMULASI PELEPASAN BEBAN DENGAN MENGGUNAKAN RELE FREKUENSI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK CNOOC SES Ltd. SKRIPSI

BAB 3 PELEPASAN BEBAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK. CNOOC SES Ltd NORTH BUSINIESS UNIT DENGAN TEGANGAN OPERASI 13.8 KV

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Cilacap, Jl. Letjen Haryono MT. 77 Lomanis, Cilacap, Jawa Tengah, Indonesia.

Analisis Stabilitas Transien dan Pelepasan Beban di Perusahaan Minyak Nabati

Analisis Kestabilan Transien dan Pelepasan Beban Pada Sistem Integrasi 33 KV PT. Pertamina RU IV Cilacap akibat Penambahan Beban RFCC dan PLBC

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Stabilitas Transien dan Perancangan Pelepasan Beban pada Joint Operating

Analisis Kestabilan Transien Dan Mekanisme Pelepasan Beban Di PT. Pusri Akibat Penambahan Generator Dan Penambahan Beban

BAB I PENDAHULUAN. penting dalam kehidupan masyarakat, baik pada sektor rumah tangga, penerangan,

Analisis Kestabilan Transien dan Mekanisme Pelepasan Beban di PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit (RU) VI Balongan

SIMULASI PELEPASAN BEBAN (LOAD SHEDDING) PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI TRAGI SIBOLGA 150/20 KV ( STUDI KASUS PADA PENYULANG TRAGI SIBOLGA, SUMUT)

Analisis Kestabilan Transien dan Mekanisme Pelepasan Beban di PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit (R.U.) VI Balongan Jawa Barat

BAB 2 SISTEM PELEPASAN BEBAN. listrik. Energi listrik mula-mula dibangkitkan oleh generator yang memanfaatkan

TUGAS AKHIR ANALISIS STABILITAS TRANSIEN DAN PELEPASAN BEBAN DI PT. WILMAR NABATI GRESIK AKIBAT ADANYA PENGEMBANGAN SISTEM KELISTRIKAN FASE 2

BAB I PENDAHULUAN. Di era modern saat ini, tenaga listrik memegang peranan penting dalam

BAB I PENDAHULUAN. dapat mempertahankan frekuensi nominalnya. peningkatan kualitas sistem kelistrikannya agar didapatkan sistem yang dapat bekerja

Tugas Mingguan Peserta OJT Angkatan 13 Th. 2009

PERANCANGAN SKEMA PELEPASAN BEBAN DAN ANALISIS STABILITAS TRANSIEN DI PERUSAHAAN MINYAK DAN GAS BALIKPAPAN TUGAS AKHIR

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang. Sistem Tenaga Listrik adalah suatu sistem yang terdiri atas sistem

BAB I PENDAHULUAN. merupakan sebuah kesatuan interkoneksi. Komponen tersebut mempunyai fungsi

ABSTRAK ABSTRACT. 1. Pendahuluan

Strategi Interkoneksi Suplai Daya 2 Pembangkit di PT Ajinomoto Indonesia, Mojokerto Factory

ANALISA DAN SIMULASI STABILITAS TRANSIEN DENGAN PELEPASAN BEBAN PADA SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK PT. INDO BHARAT RAYON SKRIPSI

Analisis Stabilitas Transien di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang Akibat Penggantian Sebuah Unit Pembangkit GTG 18 MW Menjadi STG 32 MW

Indar Chaerah G, Studi Penurunan Frekuensi pada Saat PLTG Sengkang Lepas dari Sistem

Nama : Ririn Harwati NRP : Pembimbing : 1. Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, PhD 2. Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT.

Analisis Kestabilan Transien di PT. PUSRI Akibat Penambahan Pembangkit 35 MW dan Pabrik P2-B Menggunakan Sistem Synchronizing Bus 33 kv

Studi Kestabilan Sistem dan Pelepasan Beban (Load Shedding) Berdasarkan Standar IEEE di PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit IV

Analisa Transient Stability dan Pelepasan Beban Pengembangan Sistem Integrasi 33 KV di PT. Pertamina RU IV Cilacap

Simulasi dan Analisis Stabilitas Transien dan Pelepasan Beban pada Sistem Kelistrikan PT. Semen Indonesia Pabrik Aceh

ANALISIS PENGOPERASIAN SPEED DROOP GOVERNOR SEBAGAI PENGATURAN FREKUENSI PADA SISTEM KELISTRIKAN PLTU GRESIK

Analisa Stabilitas Transien dan Koordinasi Proteksi pada PT. Linde Indonesia Gresik Akibat Penambahan Beban Kompresor 4 x 300 kw

SIMULASI PEMISAHAN BEBAN BERDASARKAN TINGKAT FLUKTUASI BEBAN PADA SUBSISTEM TENAGA LISTRIK 150KV

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. diperlukan suatu pengumpulan data dan fakta yang lengkap, relevan dan objektif

2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Erik Tridianto, Ontoseno Penangsang, Adi Soeprijanto Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang 50275, Indonesia.

ANALISIS PENGOPERASIAN SPEED DROOP GOVERNOR SEBAGAI PENGATURAN FREKUENSI PADA SISTEM KELISTRIKAN PLTU GRESIK

Studi Penerapan Metode Island Operation Sebagai Defence Scheme Pada Gardu Induk Teluk Lembu

Analisa Stabilitas Transien dan perancangan pelepasan beban pada Industri Peleburan Nikel PT. Aneka Tambang di Pomaala (Sulawesi Tenggara)

Analisa Stabilitas Transien pada Sistem Kelistrikan PT. Pupuk Kalimantan Timur (Pabrik KALTIM 1), Akibat Reaktivasi Pembangkit 11 MW.

BAB II LANDASAN TEORI

Analisis Kestabilan Sistem Daya pada Interkoneksi PT.Ajinomoto Indonesia dan PT.Ajinex Internasional Mojokerto Factory

Analisis Stabilitas Transien dan Perancangan Pelepasan Beban Sistem Kelistrikan Distrik II PT. Medco E&P Indonesia, Central Sumatera

Analisis Kestabilan Sistem Daya pada Interkoneksi PT.Ajinomoto Indonesia dan PT.Ajinex Internasional Mojokerto Factory

PERBAIKAN STABILITAS DINAMIK TENAGA LISTRIK DENGAN POWER SYSTEM STABILIZER (PSS)

ANALISIS KESTABILAN TRANSIEN DAN PELEPASAN BEBAN PADA SISTEM INTEGRASI 33 KV PT. PERTAMINA RU IV CILACAP AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN RFCC DAN PLBC

Analisa Stabilitas Transien dan Perancangan Pelepasan Beban pada Industri Peleburan Nikel PT. Aneka Tambang di Pomaala (Sulawesi Tenggara)

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print)

ANALISA STABILITAS TRANSIEN PADA SISTEM KELISTRIKAN PT.CHANDRA ASRI,CILEGON AKIBAT INTEGRASI PLN

STUDI STABILTAS TRANSIEN DI PT PERTAMINA UP IV CILACAP AKIBAT PENAMBAHAN PABRIK BARU

Analisa Stabilitas Transien dan Koordinasi Proteksi pada PT. Linde Indonesia Gresik Akibat Penambahan Beban Kompresor 4 x 300 kw

Makalah Seminar Kerja Praktek APLIKASI SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS UTAMA PADA GAS TURBIN GENERATOR PLTGU

Studi Koordinasi Proteksi Sistem Kelistrikan di Project Pakistan Deep Water Container Port

Studi Load Shedding pada Sistem Kelistrikan Pengeboran Minyak Lepas Pantai, Kasus di Perusahaan X

BAB IV RELAY PROTEKSI GENERATOR BLOK 2 UNIT GT 2.1 PT. PEMBANGKITAN JAWA-BALI (PJB) MUARA KARANG

BAB IV HASIL DAN ANALISIS

Analisa Stabilitas Transien Pada Sistem Transmisi Sumatera Utara 150 kv 275 kv Dengan Penambahan PLTA Batang Toru 4 X 125 MW

Analisis Stabilitas Transien Dan Perancangan Pelepasan Beban Pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal Upgrading Plant (TCUP) Kalimantan Timur

Makalah Seminar Kerja Praktek APLIKASI SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS CADANGAN GAS TURBIN GENERATOR PADA PLTGU TAMBAK LOROK BLOK II

BAB IV SISTEM PROTEKSI GENERATOR DENGAN RELAY ARUS LEBIH (OCR)

Analisis Stabilitas Transien dan Perancangan Pelepasan Beban pada Joint Operating Body Pertamina Petrochina East Java (JOB P-PEJ), Tuban.

Analisis Perbandingan Besarnya Arus Start Motor Induksi Berkapasitas Besar Terhadap Jatuh Tegangan Bus

Teguh Baruna, Herman Ahmad, Nefo Alamsyah, Yusro Hakimah lain tidak overload dan bisa menimbulkan black out.untuk itu diperlukan pemilihan beban yang

SIMULASI PENGENDALIAN PRIME MOVER KONVENSIONAL

BAB II LANDASAN TEORI

PERANCANGAN KOORDINASI RELAI ARUS LEBIH PADA GARDU INDUK DENGAN JARINGAN DISTRIBUSI SPINDLE

STUDI SKEMA PELEPASAN GENERATOR PADA FREKUENSI BERLEBIH SEBAGAI PENGAMAN UNIT PEMBANGKIT SUBSISTEM SUMBAGSEL

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN. panasbumi Unit 4 PT Pertamina Geothermal Energi area Kamojang yang. Berikut dibawah ini data yang telah dikumpulkan :

PERBAIKAN STABILITAS DINAMIK TENAGA LISTRIK DENGAN POWER SYSTEM STABILIZER (PSS)

Studi Pengaturan Arus Eksitasi untuk Mengatur Tegangan Keluaran Generator di PT Indonesia Power UBP Kamojang Unit 2

Perhitungan Setting Rele OCR dan GFR pada Sistem Interkoneksi Diesel Generator di Perusahaan X

Politeknik Negeri Sriwijaya

Pengembangan Pemodelan Pembangkit Mini Hydro untuk Kajian Frekuensi

Analisis Kestabilan Transien dan Mekanisme Pelepasan Beban di PT. Badak NGL

STUDI PEMODELAN ELECTRONIC LOAD CONTROLLER SEBAGAI ALAT PENGATUR BEBAN II. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO-HIDRO

PELEPASAN BEBAN OTOMATIS MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY PADA SISTEM TENAGA LISTRIK SULSELRABAR

ANALISIS KESTABILAN TRANSIEN DAN MEKANISME PELEPASAN BEBAN DI PT. PERTAMINA RU IV CILACAP AKIBAT INTEGRASI DENGAN PLN

BAB IV ANALISA GANGGUAN DAN IMPLEMENTASI RELAI OGS

BAB I PENDAHULUAN. konsumen. Suplai daya listrik dari pusat-pusat pembangkit sampai ke konsumen

STUDY KASUS BLACKOUT 30 SEPTEMBER 2007 SISTEM SUSELTRABAR

Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Tiga Fasa terhadap Hasil Pengukuran

Studi Proteksi Gangguan Hubung Tanah Stator Generator 100% Dengan Metode Tegangan Harmonisa Ketiga

ANALISA KESTABILAN TRANSIEN DAN KOORDINASI PROTEKSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA 3 MW YANG TERHUBUNG KE PLN 20 KV

SISTEM TENAGA LISTRIK

KOORDINASI PROTEKSI TEGANGAN KEDIP DAN ARUS LEBIH PADA SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR NABATI, GRESIK JAWA TIMUR

Analisis Setting Relay Proteksi Pengaman Arus Lebih Pada Generator (Studi Kasus di PLTU 2X300 MW Cilacap)

1. BAB I PENDAHULUAN

Pengujian Relay Arus Lebih Woodward Tipe XI1-I di Laboratorium Jurusan Teknik Elektro

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

BAB III SISTEM PROTEKSI DENGAN RELAI JARAK. terutama untuk masyarakat yang tinggal di kota-kota besar. Kebutuhan tenaga

ABSTRAK Kata Kunci :

PENGESAHAN PUBLIKASI HASIL PENELITIAN SKRIPSI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Studi Perencanaan Penggunaan Proteksi Power Bus di Sistem Kelistrikan Industri Gas

STABILITAS SISTEM TENAGA LISTRIK di REGION 4 PT. PLN (Jawa Timur dan Bali)

Rifgy Said Bamatraf Dosen Pembimbing Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT Dr. Dedet Chandra Riawan, ST., M.Eng.

Seminar Nasional Inovasi Dan Aplikasi Teknologi Di Industri 2017 ISSN ITN Malang, 4 Pebruari 2017

Koordinasi Proteksi Tegangan Kedip dan Arus Lebih pada Sistem Kelistrikan Industri Nabati

EVALUASI SETTING RELAY PROTEKSI GENERATOR DAN TRAFO GENERATOR DI PLTGU TAMBAK LOROK BLOK 1

Transkripsi:

SIMULASI PELEPASAN BEBAN DENGAN MENGGUNAKAN RELE FREKUENSI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK CNOOC SES LTD. Ari Nugraheni 1, Rudy Setiabudy 2 1. Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, Indonesia, 16424 2. Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, Indonesia, 16424 ari.nugraheni@ymail.com rudy@eng.ui.ac.id Abstrak Skripsi ini membahas tentang skema pelepasan beban menggunakan rele frekuensi pada sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd. yang mempunyai pembangkit listrik tenaga gas. Pelepasan beban dilakukan sebagai usaha memperbaiki kestabilan sistem yang terganggu karena beban lebih. Salah satu komponen stabilitas sistem yang mampu menjadi referensi pelepasan beban adalah frekuensi. Pelepasan beban diharapkan dapat memulihkan frekuensi dengan cepat dan jumlah beban yang dilepaskan seminimal mungkin. Oleh sebab itu diperlukan beberapa pengaturan pada rele frekuensi seperti waktu tunda rele, frekuensi kerja dan besar beban dilepaskan. Dengan menggunakan persamaan swing generator pada beberapa perhitungan, didapatkan nilai frekuensi kerja untuk rele frekuensi yang sesuai dengan sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd. dan nilai beban lepas yang paling efektif pada setiap tahap pelepasan beban. Untuk membuktikan keefektifan dari skema pelepasan beban, dibuatlah beberapa simulasi generator lepas yang menghasilkan ketidakseimbangan daya aktif antara daya yang dibangkitkan dan daya yang dibutuhkan beban dengan menggunakan ETAP 7.0. Dari simulasi, frekuensi sistem dapat pulih sekitar 3-9 detik setelah gangguan tergantung pada besar kelebihan beban pada sistem tenaga listrik. Kata kunci: pelepasan beban, frekuensi, pembangkit listrik tenaga gas, rele frekuensi 1. Pendahuluan Pelepasan beban merupakan fenomena sistem tenaga listrik yang mengizinkan beberapa beban lepas dalam rangka memelihara kestabilan sistem tenaga listrik. Pelepasan beban dapat terjadi akibat penurunan frekuensi karena adanya ketidakseimbangan antara daya aktif yang dibangkitkan generator dan konsumsi beban. Penurunan frekuensi tersebut apabila tidak cepat diatasi dapat menyebabkan pemadaman total yang dapat menimbulkan kerugian bagi sistem tenaga listrik, dalam hal ini adalah hilangnya produksi suatu perusahaan minyak, dan memberikan efek negatif terhadap generator yang masih aktif bekerja. Efek negatif tersebut antara lain adalah pemanasan pada generator, vibrasi rotor dan terjadinya eksitasi lebih. Pelepasan beban dapat dilakukan secara manual maupun otomatis, hal ini bergantung kepada besar penurunan frekuensi yang terjadi pada sistem tenaga listrik. Semakin besar kelebihan beban yang terjadi maka semakin besar pula penurunan frekuensi yang terjadi. Untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan maka pelepasan beban pun semakin cepat dilakukan. Setiap pembangkit listrik memiliki karakteristik rating frekuensi kerja yang berbeda. Hal ini juga dipengaruhi oleh besar frekuensi nominalnya. Oleh sebab itu, untuk mendapatkan nilai frekuensi kerja dan waktu tunda rele frekuensi yang sesuai dan tidak membahayakan generator diperlukan suatu standar frekuensi generator yang sesuai dengan jenis penggerak utamanya. Dengan menggunakan skema pelepasan beban menggunakan rele frekuensi diharapkan penurunan frekuensi pada sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd. cepat teratasi tanpa menimbulkan kerugian yang signifikan terhadap perusahaan. 2. Perancangan Skema Pelepasan Beban Pelepasan beban dapat dilakukan apabila memenuhi beberapa syarat, syarat tersebut harus dipenuhi agar tidak menimbulkan permasalahan bagi sistem tenaga listrik setelah pelepasan beban. Syarat tersebut antara lain: a. Pelepasan beban dilakukan bertahap b. Beban yang dilepaskan seminimal mungkin c. Beban yang dipilih harus memenuhi kriteria tertentu yang tidak merugikan perusahaan apabila dilepas

d. Pelepasan beban dilakukan tepat guna yaitu pada saat benar-benar terjadi penurunan frekuensi akibat beban lebih. Dengan mengacu kepada syarat pelepasan beban tersebut dapat dirancang suatu skema pelepasan beban bagi sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd. Untuk mendapatkan skema pelepasan beban akibat frekuensi rendah yang sesuai bagi sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd. dibutuhkan pemilihan frekuensi kerja under frequency relay dan beban yang dilepaskan yang tepat pada setiap tahapan pelepasan beban. Untuk mendapatkan nilai-nilai tersebut, beberapa hal yang harus dilakukan adalah: a. Membuat kombinasi generator lepas untuk memprediksi besarnya beban lebih yang mungkin terjadi pada sistem tenaga listrik. b. Menghitung penurunan frekuensi yang mungkin terjadi dari setiap kombinasi generator lepas dengan menggunakan persamaan swing generator. c. Memperkirakan nilai frekuensi saat pemutus tenaga bekerja dimana under frequency relay pertama kali bekerja pada saat frekuensi sistem 59,5 Hz dan waktu kerja rele 50 ms serta waktu kerja pemutus tenaga 100 ms. d. Menghitung kecepatan pemulihan frekuensi yang diharapkan setelah pelepasan beban dilakukan dan beban yang harus dilepaskan untuk mendapatkan kecepatan pemulihan tersebut. e. Memilih beban yang harus dilepas berdasarkan kriteria tertentu. 2.1 Kombinasi Generator Lepas Pada simulasi pelepasan beban dengan menggunakan perangkat lunak ETAP 7.0 dapat terjadi apabila terdapat penurunan frekuensi sistem. Penurunan frekuensi tersebut didapatkan apabila terjadi ketidakseimbangan suplai daya aktif dan kebutuhan beban. Untuk mendapatkan ketidakseimbangan daya tersebut maka dibuatlah skenario generator lepas. CNOOC SES Ltd. memiliki 9 unit generator dengan penggerak utama adalah tenaga gas. Masing-masing generator memiliki spesifikasi yang berbeda. Karena perbedaan tersebut maka dibuat beberapa kombinasi generator lepas yang dapat menggambarkan kemungkinan beban lebih yang terjadi pada sistem tenaga listrik. Berikut ini adalah spesifikasi generator CNOOC SES Ltd.: Tabel 2.1 Spesifikasi Generator CNOOC SES Ltd. (lanjutan) Generator MVA pf Governor MW G9 5,938 0,8 Droop 3,5 Gen14 5,338 0,8 Droop 3 GEN 21 5,338 0,8 Droop 3 SFX GTG1 25 0,8 Droop 19 SFX GTG2 25 0,8 Droop 19 Dari 9 unit generator tersebut dibuat beberapa kombinasi generator lepas untuk mengetahui kemungkinan-kemungkinan yang mungkin terjadi akibat beban lebih seperti berikut: Gambar 2.1 Kombinasi Generator Lepas Bagian Pertama Gambar 2.2 Kombinasi Generator Lepas Bagian Kedua Tabel 2.1 Spesifikasi Generator CNOOC SES Ltd Generator MVA pf Governor MW G101A 25 0,8 Isochronous 14,82 G101B 25 0,8 Isochronous 14,82 G101C 25 0,8 Isochronous 14,82 G4 5,938 0,8 Droop 3,5

Gambar 2.4 Standar IEEE C37-106 2003 Gambar 2.3 Kombinasi Generator Lepas Bagian Ketiga 2.2 Laju Penurunan Frekuensi Langkah kedua yang harus dilakukan untuk mendapatkan nilai frekuensi kerja rele dan besar beban efektif yang harus dilepaskan pada setiap tahap pelepasan beban setelah membuat kombinasi generator lepas adalah menghitung laju penurunan frekuensi setiap kombinasi generator lepas. Untuk dapat menghitung besar laju penurunan frekuensi digunakan persamaan swing generator [4]. = f (1) Dimana, = laju penurunan frekuensi, P =kelebihan beban, G = rata-rata MVA generator (16,4 MVA), H = rata-rata konstanta inersia generator, f = frekuensi nominal. Nilai rata-rata konstanta inersia dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini: H = (2) Dari perhitungan tersebut didapatkan nilai rata-rata konstanta inersia generator 6,55 MJ/MVA. 2.3 Frekuensi Pemutus Tenaga Bekerja Untuk mendapatkan nilai beban yang dilepaskan sesuai dengan kebutuhan sistem tenaga listrik, maka frekuensi yang digunakan sebagai acuan perhitungan kebutuhan beban yang dilepaskan bukan frekuensi saat rele frekuensi bekerja melainkan frekuensi saat pemutus tenaga benar-benar bekerja. Pada tahap ini diasumsikan rele frekuensi pertama kali bekerja saat terjadi penurunan frekuensi pada saat 59,5 Hz dan tidak memiliki waktu tunda. Hal ini sesuai dengan standar frekuensi abnormal yang diijinkan bagi pembangkit listrik tenaga gas yaitu IEEE C37-106 2003 sebagai berikut [6]: Sesuai dengan standar tersebut, generator turbin gas boleh bekerja secara terus-menerus ketika frekuensi kerja memiliki nilai 59,5 60,5 Hz dengan frekuensi nominal 60 Hz. Karena usia generator yang relatif tua, maka pada skema pelepasan beban ini dipilih frekuensi 59,5 Hz sebagai frekuensi kerja rele tahap pertama. Untuk mendapatkan nilai frekuensi saat pemutus tenaga benar-benar bekerja digunakan rumus sebagai berikut: f = f t (3) Dimana t = waktu yang digunakan sistem sesaat sebelum frekuensi turun hingga pemutus tenaga benar-benar bekerja. Waktu trip dipengaruhi oleh 3 waktu, yaitu: a. waktu pick-up b. waktu rele c. waktu pemutus tenaga Waktu pick-up adalah waktu yang digunakan sistem sesaat sebelum frekuensi turun hingga rele pertama kali bekerja (59,5 Hz). Sedangkan waktu rele adalah waktu yang digunakan rele untuk menghantarkan sinyal penurunan frekuensi ke pemutus tenaga (50 ms) dan waktu pemutus tenaga adalah waktu yang digunakan pemutus tenaga untuk membuka kontaknya untuk melepas beban (100 ms). Dengan menggunakan rumus (1) dan (3) didapatkan nilai laju penurunan frekuensi serta frekuensi saat pemutus tenaga benar-benar bekerja pada setiap kombinasi sebagai berikut: Gambar 2.5 Laju Penurunan Frekuensi dan Frekuensi Lepas

dilepaskan pada setiap tahap dengan menggunakan persamaan swing generator sebagai berikut: Gambar 2.5 Laju Penurunan Frekuensi dan Frekuensi Lepas (Lanjutan) Dari hasil perhitungan frekuensi lepas dari beberapa kombinasi generator lepas, pada skema pelepasan beban ini perhitungan dibatasi hingga frekuensi lepas 58,22 Hz, mengingat menurut standar IEEE C37-106 2003 pada saat frekuensi 58,22 Hz generator boleh bekerja selama 10 menit. Kolom yang berwarna kuning merupakan nilai frekuensi lepas yang dipilih sebagai acuan pemilihan frekuensi kerja rele tahap kedua dan seterusnya. Nilai frekuensi kerja rele tahap kedua dan seterusnya yang dipilih adalah nilai yang sedikit lebih kecil daripada perkiraan frekuensi lepas (kolom kuning). Berikut ini adalah tahaptahap pelepasan beban serta frekuensi kerja rele: Tabel 2.2 Tahap Pelepasan Beban Tahap ke- Frekuensi (Hz) Frekuensi Lepas 1 59,5 59,31 2 59,3 59,17 3 59,15 59,02 4 59 58,77 5 58,75 58,52 6 58,5 58,37 7 58,35 58,22 2.4 Laju Pemulihan Frekuensi dan Perhitungan Beban yang Dilepaskan Untuk mendapatkan nilai beban efektif yang dilepaskan, sebelumnya harus dihitung laju pemulihan frekuensi yang diharapkan ketika terjadi pelepasan beban. Pada skema pelepasan beban ini diharapkan frekuensi pulih dalam kurun waktu 5 detik setelah pelepasan beban dan frekuensi akhir setelah pemulihan adalah frekuensi nominal (60 Hz). Laju pemulihan frekuensi dapat dihitung dengan menggunakan rumus: f = f + t (4) Dimana = laju pemulihan frekuensi, f=frekuensi saat pemutus tenaga benar-benar bekerja, t = waktu pemulihan yang diharapkan (5 s). Perhitungan tersebut diterapkan pada setiap tahap pelepasan beban. Dari perhitungan laju pemulihan frekuensi tersebut dapat diperkirakan nilai beban yang =. f (5) Dimana, P = daya aktif yang dibangkitkan generator (MW), P = daya atif yang dibutuhkan beban (MW), P = beban dilepaskan (MW). Didapatkan nilai laju pemulihan frekuensi dan beban yang dilepaskan pada setiap tahap pelepasan beban sebagai berikut: Tabel 2.3 Laju Pemulihan dan Beban Lepas Tahap ke- Frekuensi Lepas Laju Pemulihan Beban yang Dilepaskan Frekuensi 1 59,31 0,137 4,99 2 59,17 0,167 8,61 3 59,02 0,196 12,22 4 58,77 0,246 18,41 5 58,52 0,297 24,6 6 58,37 0,327 28,21 7 58,22 0,356 31,82 2.5 Pemilihan Beban yang Dilepaskan Pada suatu sistem tenaga listrik milik perusahaan minyak dan gas, pelepasan beban adalah fenomena sistem tenaga listrik yang dihindari. Hal ini berkaitan dengan kerugian ekonomis yang ditimbulkan oleh hilangnya sejumlah produksi minyak dan gas akibat pelepasan beberapa anjungan. Oleh sebab itu, untuk membatasi besarnya kerugian diperlukan pemilihan beban berdasarkan beberapa kriteria, yaitu: a. Sumber air b. Anjungan yang bermasalah pasir c. Anjungan monopod d. kw/bopd Setelah melakukan beberapa percobaan kombinasi generator lepas dengan menggunakan perangkat lunak ETAP dan memilih beban sesuai dengan kriteria maka didapatkan anjungan yang dilepaskan dan waktu tunda pada setiap tahap pelepasan sebagai berikut: Gambar 2.6 Hasil Relay Setting

Berikut ini adalah beberapa simulasi yang telah dilakukan: 1. G4 dan G9 lepas Pada kondisi 2 unit generator ini lepas maka sistem kehilangan suplai daya aktif sekitar 7 MW. Hal ini tidak mengaktifkan skema pelepasan beban karena frekuensi dapat pulih kurang dari 2,5 detik (waktu tunda yang diijinkan skema pelepasan beban). Gambar 2.6 Hasil Relay Setting (Lanjutan) Beban yang dipilih untuk dilepas merupakan kombinasi beban pada unit bisnis Selatan Tengah dan unit bisnis Utara. Hal ini disebabkan oleh adanya kabel C-85 yang memiliki sifat mampu mengalirkan daya maksimal 13 MW dari Selatan Tengah ke Utara. Namun, kabel C-85 tidak mengijinkan adanya aliran daya dari Utara ke Selatan Tengah. Hal ini disebabkan oleh tingkat produktivitas yang relatif tinggi pada unit bisnis Utara dan dikhawatirkan bila terjadi aliran daya dari Utara ke Selatan Tengah terjadi pemadaman total pada sistem tenaga listrik. 3. Simulasi Simulasi pelepasan beban akibat frekuensi rendah dapat dilakukan pada perangkat lunak ETAP 7.0 (Electrical Transient Analyzer Program). Fitur perangkat lunak yang dapat mensimulasikan kondisi transien adalah transient stability analysis. Untuk dapat mengamati perubahan perilaku sistem tenaga listrik saat sebelum gangguan dan penurunan frekuensi hingga terjadi pelepasan beban dan frekuensi pulih, simulasi dilakukan selama 60 detik. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, untuk dapat melakukan suatu pelepasan beban maka sistem tenaga listrik harus mengalami penurunan frekuensi. Pada simulasi ini untuk mendapatkan suatu penurunan frekuensi sistem tenaga listrik diberikan gangguan generator lepas dalam berbagai kombinasi. Dengan melakukan beberapa percobaan kombinasi generator lepas, dapat diketahui seberapa andal skema pelepasan beban yang telah dirancang. Dari simulasi yang dilakukan beberapa paramter yang diamati adalah sebagai berikut: a. Perubahan daya aktif setiap generator yang masih bekerja b. Perubahan frekuensi sistem tenaga listrik unit bisnis c. Besarnya beban yang dilepaskan untuk memulihkan frekuensi d. Durasi waktu pemulihan setelah gangguan terjadi Gambar 3.1 Frekuensi saat G4 dan G9 lepas Gambar 3.2 Suplai Daya Aktif G101A, G101B, G101C, SFX GTG1 dan SFX GTG2 Gambar 3.3 Suplai Daya Aktif Gen14 dan Gen21 Dari gambar 3.2 terlihat bahwa generator yang bekerja dengan pengaturan governor isochronous menghasilkan daya aktif yang meningkat mengambil alih beban yang harus ditanggung oleh 2 unit generator yang lepas dari sistem. Sedangkan generator dengan pengaturan governor droop memiliki suplai daya aktif yang konstan pada nilai tertentu. Terjadinya lonjakan pada grafik tersebut menunjukkan adanya respon terhadap gangguan. Pada gambar 3.3 terlihat bahwa Gen 14 dan Gen 21 mengalami peningkatan suplai daya aktif yang seharusnya tidak terjadi pada generator droop. Hal ini disebabkan oleh nilai konstanta inersia

generator yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang masih aktif lainnya. Sehingga generator tersebut cenderung lebih meudah mengalami ketidakstabilan. 2. G4, G9 dan Gen 14 Lepas Ketika 3 unit generator tersebut lepas, sistem tenaga listrik mengalami kehilangan suplai daya aktif sebesar 10 MW. Tanpa melakukan suatu pelepasan beban, frekuensi sistem mampu pulih sekitar 10 detik. Hal ini bertentangan dengan skema pelepasan beban yang hanya mengijinkan frekuensi sistem di bawah nilai 59,5 Hz selama 2,5 detik. Akibatnya, terjadi pelepasan beban hingga 2 tahap yaitu melepas beban sebesar 10,5 MW dan frekuensi pulih 4,65 detik setelah gangguan. Untuk mengatasi hal tersebut beban-beban yang telah dilepaskan dapat dihubungkan kembali ke sistem tenaga listrik untuk mengurangi kerugian peusahaan. Hal ini masih memungkinkan karena cadangan berputar yang dimiliki oleh generator isohcronous masih memenuhi kebutuhan beban. 3. G101A Lepas Ketika generator G101A lepas maka sistem tenaga listrik kehilangan suplai daya 14,82 MW. Hal ini mengakibatkan aktifnya pemutus tenaga pada kabel C-85 karena terjadi aliran daya dari Utara ke Selatan Tengah. Sistem tenaga listrik mengalami islanding dan terbagi menjadi South Central Business Unit (SCBU) dan North Business Unit (NBU). Pada kondisi ini skema pelepasan beban yang terjadi pada SCBU hingga 2 tahap yaitu melepaskan 4,664 MW dan pada NBU pelepasan beban terjadi hingga 3 tahap yaitu 6,9 MW. Setelah melepaskan beban frekuensi dapat pulih 3,76 detik setelah gangguan di SCBU dan 7,82 detik setelah gangguan di NBU. Gambar 3.7 Frekuensi Sistem saat G101A Lepas Gambar 3.4 Frekuensi Sistem saat G4, G9, Gen 14 Lepas dan Setelah Beban Lepas yang Dihubungkan Kembali Gambar 3.8 Suplai Daya Aktif G101B, G101C, SFX GTG1 dan SFX GTG2 saat G101A Lepas Gambar 3.5 Suplai Daya Aktif G101A, G101B, G101C, SFX GTG1, SFX GTG2 saat G4, G9, Gen 14 Lepas dan Setelah Beban Lepas yang Dihubungkan Kembali Gambar 3.8 Suplai Daya Aktif G4, G9, Gen14 dan Gen21 saat G101A Lepas Gambar 3.6 Suplai Daya Aktif Gen21 saat G4, G9, Gen 14 Lepas dan Setelah Beban Lepas yang Dihubungkan Kembali Pada skenario ini juga terlihat bahwa ada peningkatan suplai daya aktif pada G4 dan G9. Hal ini disebabkan oleh konstanta inersia yang dimiliki kedua generator tersebut jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator lain di pulau SCBU. Sehingga generator tersebut cenderung mengalami ketidakstabilan.

4. Kesimpulan Setelah melakukan beberapa perhitungan dan simulasi dengan menggunakan perangkat lunak ETAP 7.0 didapatkan beberapa kesimpulan mengenai skema pelepasan beban akibat frekuensi rendah dengan menggunakan rele frekuensi pada sistem tenaga listrik CNOOC SES Ltd sebagai berikut: 1. Skema pelepasan beban akibat penurunan frekuensi pada sistem tenaga listrik CNOOC Ltd. sebagai berikut: Tabel 4.1 Skema Pelepasan Beban CNOOC SES Ltd waktu tunda maksimum yang diijinkan rele sekitar 2,5 detik. 4. Nilai konstanta inersia suatu generator mempengaruhi kerja generator dalam menghasilkan suplai daya aktif. Ketika terjadi gangguan generator lepas yang mengakibatkan penurunan frekuensi karena sistem kekurangan suplai daya aktif, generator dengan nilai konstanta inersia lebih kecil dan bekerja dengan pengaturan governor droop mengalami ketidakstabilan dengan menghasilkan peningkatan suplai daya aktif lebih besar daripada yang seharusnya disuplai untuk memenuhi kekurangan suplai daya aktif tersebut. 2. Penggunaan rele frekuensi sebagai divais untuk mendeteksi adanya penurunan frekuensi akibat beban lebih karena generator lepas pada suatu sistem tenaga listrik memiliki kemampuan yang cukup baik dalam rangka upaya pemulihan frekuensi. Namun terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu penggunaan persamaan swing generator untuk mendapatkan frekuensi kerja rele yang tepat dan besar beban yang dilepaskan sesuai dengan kebutuhan sistem tersebut serta pemilihan waktu tundarele yang dapat mempengaruhi pengaktifan skema pelepasan beban. 3. Pengaruh pemilihan waktu tunda rele terlihat jelas pada simulasi, yaituketika terjadi kehilangan suplai daya aktif sekitar 6-8 MW, waktu tunda rele yang dipilih membuat tidak terjadi pelepasan beban karena frekuensi dapat pulih dengan sendirinya selama kurang lebih 2 detik. Sedangkan ketika sistem kehilangan daya sekitar 10 MW frekuensi dapat pulih dengan sendirinya selama kurang lebih 10 detik, namun pada sistem ini pelepasan beban terjadi karena REFERENSI [1] Azmi, Ulil. 2008. PLTG. http://www.ccitonline.com/mekanikal/tikiindex.php?page=pltg [2] A Status Report On Methods Used For System Preservation During Underfrequency Condition. (1975). New York: IEEE Committe Report. [3] Chapman, Stephen J. (2002). Electrical Machinery Fundamental. New York: McGraw-Hill. [4] Gers, Juan M., and Edward J. Holmes. (2004). Protection of Electricity Distribution Network. London: The Institution of Electrical. [5] Hidayat, Fani Irfan. (2004). Simulasi Pelepasan Beban Pada Sistem Tenaga Listrik. Depok: Departemen Elektro Fakultas Teknik UI. [6] IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection for Power Generating Plants. (2003). New York: IEEE The Institute of Electrical and Electrical Engineers Inc. [7] Instructions Type SDF-1 Solid State Underfrequency Relay. (1974). Westinghouse. [8] Karim, Khairuddin., Adi Soeprijanto, Mauridhi Hery Purnomo. (2008). Pelepasan Beban Otomatis Menggunakan ANN-CBP-FLC Pada Sistem Tenaga Listrik Industri Besar. Yogyakarta: Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi. [9] Lokay, H.E., and and V. Burtnyk. (1968). Application of Underfrequency Relays for Automatic Load Shedding. [10] Survey of Underfrequency Relay Tripping of Under Emergency Conditions. (1968).New York: IEEE Committee Report. [11] Type KF Underfrequency Relay. (1980). ABB. [12] Yuli, Asiffudin. (1998). Studi Aplikasi Pelepasan Beban Pada Penurunan Frekuensi Sistem Tenaga Listrik. Depok: Jurusan Elektro Fakultas Teknik UI.