BAB III TEORI DASAR2. 3. 3.1. Supervisory Control and Data Aqcuisition (SCADA)Supervisory Control and Data Aqcuisition (SCADA) merupakan suatu sistem teknologi yang terdiri dari fungsi pengawasan, pengendalian, dan pengambilan data secara jarak jauh (remote area) yang terpusat pada suatu titik tempat bernama Control Center (Master). Pada Control Center terdapat sebuah atau beberapa Human Machine Interface (HMI) atau Man Machine Interface (MMI) berupa monitor maupun layar yang menampilkan diagram-diagram jaringan kondisi proses di lapangan ataupun keadaan peralatan penunjang yang terintegrasi dengan sistem SCADA. Seorang Dispatcher secara dapat melakukan dan memanfaatkan hal-hal sebagai berikut: Telemetering (TM) Dispatcher memanfaatkan TM untuk kebutuhan pemantauan meter, baik daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar, tegangan dalam kV, dan arus dalam A. Dengan demikian Dispatcher dapat memantau meter dari keseluruhan jaringan hanya dengan berada di suatu titik tertentu dengan didukung oleh peralatan penunjang lainnya. Telesinyal (TS)Dispather dapat memanfaatkan TS untuk mendapatkan indikasi dari semua alarm dan kondisi peralatan tertentu yang dapat dibuka (open) dan ditutup (close). Telekontrol (TC)Dispatcher dapat melakukan kontrol secara remote, hanya dengan kontrol satu tombol kendali, untuk membuka dan menutup sistem tenaga listrik.Untuk keperluan tersebut, Dispatcher akan dibantu dengan suatu sistem SCADA yang terintergrasi yang berada di suatu titik ruangan tertentu, dan disebut sebagai Control Center. Ruangan tersebut bergabung dengan Master Station. SCADA yang dioperasikan pada Control Center mencakup berbagai aplikasi yaitu, sebagai berikut: Akuisisi Data. Supervisory Data. Pemantauan data, pemrosesan event (kejadian). Kalkulasi data. Tagging (penandaan). Perekaman data. Pelaporan.Di samping kebutuhan akan control center, di sisi lain harus disiapkan infrastruktur pendukung serta peralatan lainnya, yaitu telekomunikasi, Remote Terminal Unite (RTU), tranducer, dan lain sebagainya. Telekomunikasi digunakan sebagai jalan komunikasai data maupun suara antara control center dengan site (lokasi). RTU digunakan sebagai unit termianal untuk mengendalikan, mengakuisisi data, dan mensupervisi sebuah Gardu Induk, dan selanjutnya mengirimkan data tersebut ke control center.

3.2. Akuisisi Data Dengan RTU Dan Control Center3.2.1. Konfigurasi Untuk berkomunikasi dengan RTU, di control center dibutuhkan suatu perangkat interface. Perangkat interface ini dahulu disebut dengan nama Front End, namun pada perkembangannya disebut dengan nama Sub Sistem Komunikasi. Sub sistem komunikasi data harus dapat melakukan polling ke RTU dan control center lain. Pollling dapat dianalogikan seperti pengabsenan, sehingga sub sistem komunikasi akan melakukan pengabsenan secara teratur sesuai waktu yang ditentukan RTU. Sub sistem komunikasi data dapat mendukung beberapa konfigurasi point to point, loop, multipoint, dan partyline menggunakan rute utama dan rute alternatif.Apabila terjadi gangguan pada komunikasi utama, maka perangkat lunak dari sub sitem komunikasi secara otomatis memindahkan link komunikasi alternatif (back up). Sub sistem komunikasi secara periodik melakukan polling ke RTU pada link back up yang diberi tugas sebagai link komunikasi pengganti. Sub sistem komunikasi dapat mendukung konfigurasi komunikasi sebagai berikut:

Konfigurasi Titik Ke Titik (Point to Point)Konfigurasi ini menghubungkan dua terminal telekontrol dan merupakan tipe yang paling sederhana.

Konfigurasi Banyak Titik Ke Satu Titik (Multipoint to Point)Control center dihubungkan ke terminal luar dengan satu terminal hubung setiap terminal luar. Pada setiap saat, semua terminal luar diijinkan mengirimkan data ke pusat pengatur, dan control center dapat mengirimkan pesan ke satu atau lebih terminal-terminal luar secara bersamaan. Konfigurasi Banyak Titik-Bintang (Multipoint-Star)Control center dihubungkan ke lebih dari satu terminal luar dengan terminal hubung yang sama. Pada setiap saat, hanya satu terminal luar yang diijinkan mengirimkan data ke control center. Peralatan telekontrol pusat dapat mengirimkan data ke satu atau lebih terminal-terminal luar yang dipilih atau secara bersamaan. Konfigurasi Banyak Titik-Saluran Bersamaan (Partyline)Control center dihubungkan ke lebih dari satu terminal luar oleh suatu jalur sama. Batasan-batasan yang terjadi pada saat pertukaran antara pusat dan terminal-terminal luar sama dengan pada konfigurasi banyak titik-bintang.

Konfigurasi Banyak Titik-Cincin (Loop)Jalur komunikasi antara semua terminal membentuk suatu cincin. Ini merupakan suatu metode yang lebih sering digunakan untuk memperbaiki kehandalan dari jalur komunikasi. Jika jalur terpotong pada beberapa lokasi, komunikasi yang normal masih dapat dipertahankan, karena setiap terminal dapat dijangkau dari dua sisi cincin

Konfigurasi Gabungan

Konfigurasi-konfigurasi yang disebutkan pada sebelumnya dapat dikombinasikan menjadi bermacam variasi dari konfigurasi-konfigurasi gabungan. Variasi yang paling penting adalah konfigurasi jala (mesh) di mana diperlukan komunikasi antara beberapa pasangan terminal-terminal.

Gambar 3.1. Konfigurasi Sistem SCADA

3.2.2. Pemantauan Sub Sistem Komunikasi DataSub sistem komunikasi data bertugas memantau link komunikasi dengan RTU. Dispatcher dapat menampilkan informasi-informasi berikut ini pada tampilan. Tampilan ini dapat dilihat pada monitor kerja Dispather yang disebut Video Display Unit (VDU); Status aliran komunikasi dengan setiap RTU. Status dari setiap link komunikasi, misalnya; in service, out service, and faulty. Statitik komunikasi untuk setiap RTU, misal; jumlah data yang baik, jumlah data yang buruk, dan jumlah penggulangan polling/jam (communication error). Statistik komunikasi untuk setiap link komunikasi atau kombinasi RTU.

3.3. Master StasionDalam sistem SCADA, Master Station mempunyai fungsi melaksanakan telekontrol (telemetering, telesinyal, dan remote control) terhadap remote station. Remote Station adalah stasiun yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station, yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, RTU, dan meter energi. Master station yang dibangun harus mempunyai kapasitas minimum Input/ Output (I/O) sebanyak 3 kali dari jumlah I/O yang terpasang. Kinerja master station dapat diukur dengan menguji kapasitas maksimum sesuai spesifikasi dimana peak-nya tidak boleh melebihi 50% dari RAM, tidak boleh melebihi 50% dari kemampuan CPU, dan tidak boleh melebihi 40% dari kapasitas LAN [1]. Response time SCADA paling lambat adalah telesignaling 3 detik, telemetering 10 detik, remote control 6 detik mulai dari eksekusi remote sampai dengan perubahan status di master station, remote tap changer 20 detik, dan remote LFC 4 detik

Gambar 3.2. (a) Konfigurasi Point to Point, (b) Konfigurasi Multipoint to Point, (c) Konfigurasi Multipoint - Star, (d) Konfigurasi Partyline, (e) Konfigurasi Loop, (f) Konfigurasi Gabungan

3.4. Remote StationRemote Station adalah stasiun yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station, yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, dan RTU. Remote Station dapat berfungsi sebagai : GI Otomasi yang terdiri dari: Gateway, IED Bay Control Unit (BCU), IED Bay Proteksi, dan LAN. Remote Terminal Unit (RTU)

3.4.1 Peralatan Remote StationMengacu pada SPLN S3.001:2008 butir 7.2, peralatan remote station terbagi atas beberapa, antara lain: a. Gateway Gateway dapat berkomunikasi dengan RTU, IED, dan relay proteksi. Gateway mampu berkomunikasi secara bersamaan dengan minimal dua control center dengan protokol yang berbeda dan dapat dihubungkan dengan Local HMI di gardu induk sebagai pengganti control panel.b. Intelligent Electronic Device (IED) IED berfungsi untuk melakukan remote control, telemetering, telesignal, dan proteksi, yang terpasang pada bay controller dan dapat berkomunikasi dengan RTU atau Gateway menggunakan protokol standar.c. Digital Meter Digital meter merupakan alat yang dipasang pada panel sebagai pengganti transducer konvensional dan terhubung dengan remote station. Protokol yang digunakan adalah IEC 60870-5-104, DNP3, atau Modbus. Parameter yang ditampilkan oleh digital meter antara lain adalah phase amp, phase volts, line volts, per phase PF, per phase kW, per phase kVAr, per phase kVA, 3 phase PF, 3 phase kW, 3 phase kVAr, 3 phase kVA, frequency, amps puncak, phase volts puncak, arus netral.d. Local HMI Local HMI berfungsi sebagai pengganti control panel, terdiri dari satu buah komputer dilengkapi dengan aplikasi HMI. Komunikasi antara local HMI dengan gateway menggunakan protokol standar melalui TCP/IP, yaitu IEC 60870-5-104, IEC 61850, dan DNP 3.0.e. Remote Terminal Unit (RTU) RTU dapat mengakuisisi digital input, digital output, analog input, dan analog output. RTU dapat berkomunikasi dengan 3 sub-RTU yang dinamakan RTU Konsentrator. RTU harus memiliki port komunikasi redundant yang mampu berkomunikasi secara bersamaan dengan minimal dua control center dengan protokol yang berbeda dan dapat dihubungkan dengan Local HMI di gardu induk sebagai pengganti control panel. RTU harus dilengkapi dengan fasilitas dummy breaker yang berfungsi untuk melakukan simulasi remote control.

3.4.2. Bagian Remote StationBerikut ini adalah bagian utama dari remote station :1. Modul MikroprosessorFungsi Modul Mikroprosessor adalah organisasi aliran data. Sinkronisasi waktu dengan GPS lokal atau GPS di control center, Sinkronisasi komunikasi serial atau field bus.2. Modul KomunikasiFungsi modul komunikasi yaitu dapat berkomunikasi menggunakan protokol sesuai dengan standar, memiliki fungsi http dan ftp (optional), dapat melakukan switch secara otomatis.3. Modul Input/Output (I/O)Jenis I/O pada remote station terdiri dari 4, yaitu Analog Input, Analog Output, Digital Input, Digital Output.4. Modul Pulse CounterModul pulse counter berfungsi sebagai akumulator dari sinyal kontrol status peralatan.5. Modul Catu Daya Catu daya mempunyai protokol komunikasi Modbus. Besaran nominal toleransi dan sistem pentanahan untuk peralatan catu daya 48 VDC mengacu pada SNI 04- 7021.2.1-2004: 20046. HMI (Human Machine Interface) Human Machine Interface atau Man Machine Interface adalah perangkat yang sangat penting dalam Pusat Pengatur Beban. HMI digunakan sebagai media komunikasi antara Operator/Dispatcher dengan komputer. Modul Local HMI berfungsi sebagai panel display operator terhadap seluruh peralatan Gardu Induk. Operator tersebut dapat melaksanakan eksekusi/perintah maupun monitoring peralatan di gardu Induk yang masuk ke dalam sistem SCADA. Selain itu, HMI juga menyimpan data dan informasi sistem secara real time untuk dijadikan bahan analisa selanjutnya. Jumlah operator yang bekerja dalam ruangan pusat pengatur menentukan banyaknya workstation/ terminal yang diperlukan. Sistem HMI tersebut meliputi semua peralatan yang dipergunakan untuk menyampaikan informasi kepada operator/dispatcher dan dapat dipakai oleh operator/ dispatcher untuk mengoperasikan sistem.7. FMEA (Failure Mode And Effect Analysis) Remote Station yang sedang beroperasi kemungkinan terjadi gangguan hardwar atau software pada salah satu komponen. Untuk mengetahui gangguan salah satu modul dari Remote Station diperlukan pemahaman alternatif jenis gangguan maka digunakan metode Failure Mode And Effect Analysis (FMEA)

3.5. Media KomunikasiMedia komunikasi ini adalah menghubungkan antara Master Station dan Remote Terminal Unit, biasanya menggunakan PLC (Power Line Carrier) dan FO (Fiber Optik). PLC ini dihubungkan melalui jaringan kabel transmisi 150 kV dan 500 kV.

Gambar 3.3 peralatan PLC

3.5.1. Sistem PLCSistem telekomunikasi yang menggunakan SUTT dan SUTET sebagai saluran, biasa disebut Power Line Carrier (PLC) dan hanya dipakai di lingkungan perusahaan listrik. Dalam sistem PLC, SUTT atau SUTET selain menyalurkan energi listrik juga mengirimkan sinyal komunikasi telekomunikasi. Sinyal telekomunikasi yang disalurkan adalah untuk pembicaraan dan juga untuk data. Untuk keperluan ini harus ada peralatan khusus yang berfungsi memasukkan (mencampur) dan mengeluarkan (memisahkan) sinyal telekomunikasi di ujungujung saluran transmisi dari frekuensi 50 Hz yaitu frekuensi energi listrik yang disalurkan melalui saluran transmisi.

3.5.2. Sistem Fiber OptikDengan adanya teknologi fiber optik (FO), perusahaan listrik menggunakan saluran FO untuk keperluan operasinya, karena bisa dipasang dalam kawat tanah pelindung sambaran petir dari saluran transmisi. Pada saluran transmisi yang sudah beroperasi tetapi belum ada saluran FO-nya, saluran FO bisa diberikan pada kawat tanah dalam keadaan operasi atau dipasang di bawah kawat fasa. Kelebihan dari FO ini bila dibandingkan dengan PLC atau radio adalah sinyal yang dikirim bisa lebih banyak dan lebih tahan dari interferensi sinyal lain karena media pengirimannya berupa cahaya.

3.6. Remote Terminal Unit(RTU)RTU (Remote Terminal Unit) adalah salah satu komponen dari suatu sistem pengendali tenaga listrik yang merupakan perangkat elektronik yang dapat diklasifikasikan sebagai perangkat pintar. RTU biasanya ditempatkan di gardu induk, gardu hubung, gardu distribusi, maupun pusat pusat pembangkit sebagai perangkat yang diperlukan oleh control centre untuk mengakuisisi datadata rangkaian proses dalam melakukan remote control, teleindikasi dan telemetering. RTU merupakan komponen yang sangat penting dalam sistem pengendalian, sehingga 4 RTU ini harus mempunyai tingkat keandalan dan ketepatan (akurasi) yang tinggi, dan tidak boleh terpengaruh oleh gangguan - gangguan, misalnya noise, guncangan tegangan catu, dsb

LAPORAN KERJA PRAKTEKPT Perusahaan Listrik Negara (Persero), Tbk.Distribusi Jakarta Raya Dan Tangerang21