Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik.B 103

Sistem Monitoring MICRO SCADAKelompok Merlin Gerin, Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri., ITS SurabayaAbstrak - SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA merupakan sebuah sistem yang mengumpulkan informasi atau data-data dari lapangan dan kemudian mengirimkan-nya ke sebuah komputer pusat yang akan mengatur dan mengontrol data-data tersbut. Sistem SCADA tidak hanya digunakan dalam proses-proses industri, misalnya, pabrik baja, pembangkit dan pendistribusian tenaga listrik (konvensional maupun nuklir), pabrik kimia, tetapi juga pada beberapa fasilitas eksperimen seperti fusi nuklir. Dari sudut pandang SCADA, ukuran pabrik atau sistem proses mulai dar 1.000an hingga 10.000an I/O (luara/masukan), namun saat ini sistem SCADA sudah bisa menangani hingga ratusan ribu I/O. Namun dalam praktikum ini di ajarkan tentang sisitem monitoring SCADA dalam skala mirconya dengan tujuan agar dapat memahami dan menganalisa parameter yang terukur dengan yang realnya.

I. PENDAHULUANAda banyak bagian dalam sebuah sistem SCADA. Sebuah sistem SCADA biasanya memiliki perangkat keras sinyal untuk memperoleh dan mengirimkan I/O, kontroler, jaringan, antarmuka pengguna dalam bentuk HMI (Human Machine Interface), piranti komunikasi dan beberapa perangkat lunak pendukung. Semua itu menjadi satu sistem, istilah SCADA merujuk pada sistem pusat keseluruhan. Sistem pusat ini biasanya melakukan pemantauan data-data dari berbagai macam sensor di lapangan atau bahkan dari tempat-tempat yang lebih jauh lagi (remote locations).

Biasanya, SCADA digunakan untuk melakukan proses industri yang kompleks secara otomatis, menggantikan tenaga manusia (bisa karena dianggap berbahaya atau tidak praktis - konsekuensi logis adalah PHK), dan biasanya merupakan proses-proses yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor kontrol gerakan-cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana pengontrolan oleh manusia menjadi tidak nyaman lagi.II. SISTEM SCADA2.1.Arsitektur SCADAAda dua elemen dalam Aplikasi SCADA, yaitu:

Proses, sistem, mesin yang akan dipantau dan dikontrol - bisa berupa power plant, sistem pengairan, jaringan komputer, sistem lampu trafik lalu-lintas atau apa saja.

Sebuah jaringan peralatan cerdas dengan antarmuka ke sistem melalui sensor dan luaran kontrol. Dengan jaringan ini, yang merupakan sistem SCADA, membolehkan Anda melakukan pemantauan dan pengontrolan komponen-komponen sistem tersebut.Fungsi-fungsi tersebut didukung sepenuhnya melalui 4 (empat) komponen SCADA, yaitu: Sensor (baik yang analog maupun digital) dan relai kontrol yang langsung berhubungan dengan berbagai macam aktuator pada sistem dikontrol;

RTUs (Remote Telemetry Units). Merupakan unit-unit komputer kecil (mini), maksudnya sebuah unit yang dilengkapi dengan sistem mandiri seperti sebuah komputer, yang ditempatkan pada lokasi dan tempat-tempat tertentu di lapangan. RTU bertindak sebagai pengumpul data lokal yang mendapatkan datanya dari sensor-sensor dan mengirimkan perintah langsung ke peralatan di lapangan;

Unit master SCADA (Master Terminal Unit - MTU). Kalo yang ini merupakan komputer yang digunakan sebagai pengolah pusat dari sistem SCADA. Unit master ini menyediakan HMI (Human Machine Iterface) bagi pengguna, dan secara otomatis mengatur sistem sesuai dengan masukan-masukan (dari sensor) yang diterima;

Jaringan komunikasi, merupakan medium yang menghubungkan unit master SCADA dengan RTU-RTU di lapangan.

Berikut ini beberapa hal yang bisa Anda lakukan dengan Sistem SCADA:

Mengakses pengukuran kuantitatif dari proses-proses yang penting, secara langsung saat itu maupun sepanjang waktu.

Mendeteksi dan memperbaiki kesalahan secara cepat.

Mengukur dan memantau trend sepanjang waktu.

Menemukan dan menghilangkan kemacetan (bottleneck) dan pemborosan (inefisiensi).

Mengontrol proses-proses yang lebih besar dan kompleks dengan staf-staf terlatih yang lebih sedikit.

Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:

Akuisis Data,

Komunikasi data jaringan,

Peyajian data, dan

Kontrol (proses)

2.2. SCADA Pada Sistem Tenaga ListrikFasilitas SCADA diperlukan untuk melaksanakan pengusahaan tenaga listrik terutama pengendalian operasi secara realtime. Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station / RCC (Region Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan Master Station. RTU dipasang di

setiap Gardu Induk atau Pusat Pembangkit yang hendak dipantau. RTU ini bertugas untuk mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui pengumpulan besaran-besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke RCC melalui jaringan telekomunikasi data. RTU juga dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk merubah status peralatan tegangan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari RCC.

Dengan sistem SCADA maka Dispatcher dapat mendapatkan data dengan cepat setiap saat (real time) bila diperlukan, disamping itu SCADA dapat dengan cepat memberikan peringatan pada Dispatcher bila terjadi gangguan pada sistem, sehingga gangguan dapat dengan mudah dan cepat diatasi / dinormalkan. Data yang dapat diamati berupa kondisi ON / OFF peralatan transmisi daya, kondisi sistem SCADA sendiri, dan juga kondisi tegangan dan arus pada setiap bagian di komponen transmisi. Setiap kondisi memiliki indikator berbeda, bahkan apabila terdapat indikasi yang tidak valid maka operator akan dapat megetahui dengan mudah.III. DATA PERCOBAANMENGGUNAKAN PM 800

Modul-Modul/Peralatan

PC (Personal Computer)

PM800

Modul Beban

Ethernet EGX 100

Power Supply for Ethernet EGX 100

CT (Current Transformer)

Prosedur / Langkah-Langkah Percobaan:

1. Memahami blok diagram dan rangkaian percobaan

Gambar 1. Blok diagram rangkaian

Gambar 2. Gambar rangkaian,

2. Setup PM800 sesuai dengan Rangkaian yang digunakan

Melakukan pengaturan CT (Current Transformer)

Pilih menu selanjutnya hingga menu METER muncul

Pilih METER

Masukkan nilai perbandingan PRIM ( CT primer=50) kemudian OK

Masukkan nilai perbandingan SEC ( CT skunder=0) kemudian OK

Kembali ke menu sebelumnya dan pilih YES untuk menyimpan

Gambar 3 Pengaturan CT

Melakukan pengaturan PT (Potensial Transformer)

Pilih menu selanjutnya hingga menu METER muncul

Pilih METER

Masukkan nilai perbandingan PRIM ( PT primer=220) kemudian OK

Masukkan nilai perbandingan SEC ( PT skunder=220) kemudian OK

Kembali ke menu sebelumnya dan pilih YES uantuk menyimpan

Gambar 4 Pengaturan PT

Pengaturan frekuensi

Pilih menu selanjutnya hingga menu METER muncul

Pilih METER

Pilih menu selanjutnya hingga menu HZ muncul

Berikan nilai frekuensi ( 50 Hz) kemudian OK

Kembali ke menu sebelumnya dan pilih YES uantuk menyimpan

Gambar 5 Pengaturan frekuensi

Pengaturan Tipe system yang kita gunakan

Pilih menu selanjutnya hingga menu METER muncul

Pilih METER

Pilih menu selanjutnya hingga menu SYS muncul

Pilih pengaturan A (jumlah kawat = 2), B (jumlah CT yang digunakan = 1), C (jumlah PT yang digunakan = 0), D (tipe system sms = dapat di abaikan)

Pilih OK

Kembali ke menu sebelumnya dan pilih YES untuk menyimpan

Gambar 6 Pengaturan Tipe system

3. Pengkabelan (Wiring)

Gambar 7 Konfigurasi pengkabelan 1-Phasa Line-to-Netral 2-Kawat, Tegangan Langsung, 1 CT

4. Melakukan Monitoring terhadap PM800 menggunakan Langsung

Yaitu melakukan monitoring terhadap hasil pengukuran langsung pada alat ukur yaitu langsung pada display PM800

5. Melakukan Monitoring terhadap PM800 menggunakan komputer

Selain monitor pada alat ukur langsung, monitoring PM800 dapat dilakukan melalui komputer. Dalam proses ini diperlukan aplikasi (Ion Enterprise) serta beberapa peralatan tambahan, diantara peralatan tersebut adalah:

EGX (Ethernet Gateway)

Power Supply

Network Server

Dengan tidak merubah konfigurasi yang telah dilakukan sub bab di atas, maka dilakukan beberapa langkah tambahan sebagai berikut:

Melakukan koneksi PM dengan EGX ( wiring)

Melakukan koneksi EGX dengan komputer

Konfigursi dari komunikasi PM 800 dengan komputer dapat dilihat pada gambar berikut:

SHAPE \* MERGEFORMAT

Gambar 8. Konfigurasi komunikasi PM800

Hasil PercobaanParameter yang dimonitor pada PM 800

Beban yang digunakan 600 W

Arus: 1 A

Tegangan: 218 VL-N

Daya aktif (P ): 0

Daya reaktif (Q) : 0

Power factor (Pf ) : 0,999

Harmonic: 1.9%

Gambar Fasor:

ION 7650

Modul-Modul/Peralatan

PC (Personal Computer)

ION7650

Modul Beban

Ethernet

CT (Current Transformer)

Prosedur / Langkah-Langkah Percobaan:

1. Memahami blok diagram dan rangkaian percobaan

Gambar 1. Blok diagram rangkaian

Gambar 2. Gambar rangkaian2. Setup PM800 sesuai dengan Rangkaian yang digunakan

Melakukan pengaturan CT (Current Transformer)

Melakukan pengaturan PT (Potensial Transformer)

Pengaturan frekuensi

Pengaturan Tipe system yang kita gunakan

3. Pengkabelan (Wiring)

SHAPE \* MERGEFORMAT

Gambar 3. Konfigurasi pengkabelan 1-Phasa Line-to-Netral 2-Kawat, Tegangan Langsung, 1 CT4. Melakukan Monitoring terhadap ION7650 menggunakan Langsung

Monitoring terhadap hasil pengukuran langsung pada alat ukur yaitu langsung pada display ION7650

Gambar 4. Fungsi tombol Monitoring

5. Melakukan Monitoring terhadap ION7650 menggunakan komputer

Selain monitor pada alat ukur langsung, monitoring ION7650 dapat dilakukan melalui komputer. Dalam proses ini diperlukan aplikasi (Ion Enterprise) serta beberapa peralatan tambahan, diantara peralatan tersebut adalah:

EGX (Ethernet Gateway) Network Server

Dengan tidak merubah konfigurasi yang telah dilakukan sub bab di atas, maka dilakukan beberapa langkah tambahan sebagai berikut:

Melakukan koneksi EGX dengan komputer

Konfigursi dari komunikasi ION7650 dengan komputer dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 5. Konfigurasi komunikasi ION7650 secara langsung

Gambar 6. Konfigurasi komunikasi ION7650 melalui jaringan

HASIL PERCOBAANParameter yang dimonitor pada ION 7650

Beban yang digunakan 600 W

Arus: 1.475 A

Tegangan: 216 VL-NDaya aktif (P ): 315 W

Daya reaktif (Q): -0.009 kVar

Power factor (Pf ): 99.95% leading

Harmonic: 1.9%

Gambar Fasor :

IV. ANALISA PERCOBAANSCADA dapat digunakan untuk dua tujuan, yaitu monitoring dan kontrol. Pada percobaan ini, beban yang digunakan berupa lampu. Kendali on/off lampu dilakukan melalui saklar, dan tidak ada peralatan yang dapat digunakan untuk mengontrol saklar ini. Sehingga, pada percobaan ini SCADA hanya digunakan untuk monitoring saja, yaitu monitoring parameter-parameter tegangan listrik ketika beban (lampu) dihubungkan dengan sumber tegangan. Parameter-parameter yang dimonitor tersebut adalah:

Arus I

Tegangan V

Daya nyata P

Daya reaktif Q

Power Factor pf

Harmonisa

Diagram fasor

Terdapat 2 peralatan SCADA yang digunakan yaitu PM880, ION7650. Beban yang digunakan berupa sejumlah lampu bohlam sehingga total beban adalah 540 Watt. Oleh karena beban yang terhubung adalah beban kecil dan SCADA yang diterapkan hanya berfungsi untuk monitoring, maka SCADA ini adalah jenis Micro SCADA. Micro SCADA berarti SCADA yang diterapkan pada sistem skala kecil.

Dengan menghubungkan peralatan SCADA dan beban secara benar, maka masing-masing peralatan ini akan dapat mengukur besaran-besaran listrik yang ada. Berikut adalah hasil pengukuran dan perbedaan yang terlihat di antara ketiga peralatan setelah percobaan dilakukan:

1. PM800

a. PM800 memiliki ketelitian hingga 3 angka di belakang koma.

b. PM800 baru dapat membaca sebuah harga besaran jika nilainya lebih dari 0,500.

c. PM800 tidak sesuai digunakan untuk monitoring beban sangat kecil (540 Watt), karena tidak semua besaran dapat terukur.

d. Besaran yang dapat diukur oleh PM800 pada percobaan ini adalah:

Tegangan

Arus

Power factor

Harmonic

2. ION7650

a. ION7650 memiliki ketelitian hingga 3 angka di belakang koma.

b. ION7650 dapat membaca sebuah harga besaran mulai dari nilai 0,001.

c. ION7650 sesuai digunakan untuk monitoring semua level beban, termasuk beban sangat kecil (540 Watt)

d. Besaran yang dapat diukur oleh ION7650 pada percobaan ini adalah:

Tegangan

Arus

Power factor

Daya nyata

Daya reaktif

Daya total

Harmonic arus

Harmonic tegangane. ION7650 dapat menampilkan diagram fasor dari besaran-besaran yang ada.

Terdapat beberapa besaran yang dapat dihitung dan dibandingkan dalam percobaan ini, yaitu:1. Percobaan pada PM 800

a. Daya nyata ( P ) pada PM 800 tidak tampil dikarenakan untuk mengetahui nilainya kita harus menunggu beberapa menit untuk direcord dulu hasilnya.Berdasarkan perhitungan :

P = V.I.cos = 218 . 1 . 0,999 = 215,82 Watt b. Daya Reaktif ( Q ) pada PM 800 tidak tampil dikarenakan untuk mengetahui nilainya kita harus menunggu beberapa menit untuk direcord dulu hasilnya.

Berdasarkan perhitungan :

Q = V.I.sin (arc cos 0,999) = 218 .1.Sin 2,56 = 9,75 Var

2. Parameter yang dimonitor pada ION 7650

a. P = V.I.cos = 216 x 1.475 x .0,99 = 315.41 Watt% error = (314-315.41)/314 x 100% = 0.45 %

b. Q = V x I x sin (arc cos 0,999) = 216 x 1,475 x sin 2,56 = 14.23 VarDari hasil percobaan didapatkan arus sebesar 1.475A dengan daya sebesar 600 W dimana bila dari hasil teori didapatkan :

I = P / (V x cos ) = 600 / (216 x 1.475) = 1.88 A

Hal ini karena arus yang dihasilkan konduktor primer sebesar 1.9 A dibawah dari batas rating CT ( terlalu kecil ) sehingga pada arus yang dihasilkan pada belitan sekunder CT akan turun sebesar 1.459 A atau dengan kata lain flux yang dihasilkan konduktor primer sangat kecil.

V. KESIMPULANBerdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya:

SCADA merupakan alat bantu supervise dan monitor system jaringan agar bekerja sesuai pola operasi yang diharapkan. Boleh dikatakan SCADA adalah system pengendalian alat secara jarak jauh, dengan kemapuan memantau data-data dari alat yang dikendalikan. Jadi secara kontinu kondisi kelistrikan dapat dipantau.

Untuk proses SCADA suatu alat untuk membantu pengolahan data, yaitu CT (Current Transformer) dan PT (Potential Transformer)

Rasio yang terdapat pada sebuah CT merupakan nilai perbandingan antara nilai sesungguhnya dengan nilai yang akan terbaca pada alat. Hal ini dimaksudkan agar alat ukur mampu membaca nilai arus tersebut karena kemampuan membaca alat ukur terbatas.

Sistem SCADA terdapat dua macam konfigurasi, yaitu konfigurasi poit-to-point dan konfigurasi point-to-multipoint

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah PM 800 dan ION 7650. ION 7650 merupakan alat ukur yang dapat memantau pengukuran dan pengontrol peralatan dengan hasil yang lebih akurat dibandingkan alat sebelumnya yaitu PM800 serta dapat mengukur tegangan RMS, frekuensi, tegangan, arus, daya serta dilengkapi dengan kemampuan mengukur input dan output yang luas, kualitas daya, dan fungsi lainnya.

DAFTAR PUSTAKA[1]. Hadi Saadat, Power system analysis, WCB McGraw Hill, 1999.

[2]. IEEE Power Engineering Society, Aplication and coordination of recloser, sectionalizer and fuse, New york, 1980.

[3]. Komari Ir., Pembumian titik netral, PT PLN (Persero), Udiklat Teknologi Kelistrikan

[4]. Pribadi Kadarisman Ir., Pengaman Arus lebih, Udiklat Teknologi Kelistrikan.

[5]. SPLN 64 : 1985, Petunjuk pemilihan dan penggunaan pelebur pada sistem distribusi tegangan menengah.

[6]. SPLN 52 3 : 1983, Pola pengaman sistem

[7]. Soemarto Soedirman Ir., Pembumian dan proteksi sistem distribusi, Udiklat Teknologi Kelistrikan.

[8]. Sunil S. Rao, Switchgear and protection, Khanna Publishers, Delhi, 1978. rangkaian

1.90

Vr

V4

PAGE

Semester Genap 2010-2011

_1348304047.vsdIR

VR