peng frekuenzy

Frekuensi adalah salah satu besaran listrik yang merupakan

gelombang sinusoidal dari tegangan atau arus

listrik dalam satu detik dan diukur dengan besaran

Hertz. Standar Frekuensi dalam batas kisaran operasi normal (50 ± 0,2 Hz), kecuali penyimpangan dalam waktu singkat diperkenankan pada kisaran (50 ± 0,5 Hz)

Menyetimbangkan daya nyata (watt) keluaran pembangkit dengan daya nyata yang dikonsumsi pemanfaat tenaga listrik (beban)

‣ menambah atau mengurangi daya nyata keluaran pembangkit sesuai perubahan konsumsi beban

‣ mengoperasikan unit pembangkit dengan mode primary control.

‣ mengoperasikan unit pembangkit dengan mode secondary control (program LFC = Load Frequency Control atau AGC = Automatic Generation Control).

Pengaturan Frekuensi Sistem

Kesetimbangan beban dan pembangkitan

MW Pembangkitan

MW Beban

50 51495248

hertz

Frekuensi sistem (hertz) menunjukkan keseimbangan sesaat antara daya nyata (MW) yang dibangkitkan dengan daya nyata (MW) yang dikonsumsi beban.

Pada saat daya nyata yang dibangkitkan = daya nyata yang dikonsumsi beban, frekuensi = 50 hertz.

MW Pembangkitan

MW Beban

50 51495248

hertz Pada saat daya nyata

yang dibangkitkan > daya nyata yang dikonsumsi beban, frekuensi > 50 hertz.

Mengurangi daya (MW) yang dibangkitkan, agar frekuensi kembali ke 50 hertz.


50 51495248

hertz

MW Pembangkitan

MW Beban

Pada saat daya nyata yang dibangkitkan < daya nyata yang dikonsumsi beban, frekuensi < 50 hertz.

Menambah daya (MW) yang dibangkitkan, agar frekuensi kembali ke 50 hertz.


Pelaksanaan Pengaturan FrekuensiKondisi sistem normal

Menambah atau mengurangi MW keluaran pembangkitMengatur dari pusat pengatur beban (control centre)Mengikuti rencana pembebanan pembangkitBila frekuensi di luar rentang (50,0 ± 0,2) Hz

OtomatisPengaturan primer free governor (pembangkit

merespon sendiri setiap perubahan: kapan/seberapa cepat/seberapa besar ia harus merespon)

Pengaturan sekunder (LFC atau AGC)

Pelaksanaan Pengaturan Frekuensi

Kondisi gangguan

Melakukan pengurangan beban: brown out, load curtailment

Melakukan manual load sheddingOtomatis

• automatic load shedding oleh under frequency relay (UFR) atau oleh aplikasi melalui SCADA

Strategi Pengaturan Frekuensi (Skema Load Shedding)Hz

50,50

50,20

50,00

49,80

49,50

49,00

48,40

48,30

48,00

47,50

Normal operation, 50 + 0,2 Hz

Excursion, + 0,5 Hz, brown-out

Load shedding scheme A & B (394MW & 394MW)

Islanding operation, 48,30 - 48,00 Hz

Load shedding tahap 1 to 7 ( 2756 MW )

Host load of power plant or generator

49,10Df/dt + 0,6 Hz/s LS T 5,6,7+ 788 (1181 MW)

Df/dt - 1,0 Hz/s LS T 5,6,7+ 788 (1969 MW)Df/dt + 0,8 Hz/s LS T 5,6,7+ 788 (1575MW)

Strategi Pengaturan FrekuensiILUSTRASI

PT. PLN (Persero) P3B

Review

- tanpa load shedding

- dengan load shedding ( tahap 1,2 dan 3)

Frekuensi sistem saat pembangkit (3x600 MW) trip, beban sistem 13.000 MW

Strategi Pengaturan FrekuensiILUSTRASI

PT. PLN (Persero) P3B

Review ;

tanpa load shedding

dengan load shedding tahap 1,2 dan 3

Frekuensi sistem saat pembangkit (3x600 MW) trip, beban sistem 10.000 MW

Pengaturan Primer

Perubahan MW keluaran pembangkit sebagai respon

terhadap perubahan frekuensi sistem (respon individu

dr pembangkit)

Bersifat individu

Membawa frekuensi ke nilai referensinya (misal 50

Hz)

Pengaturan Primer

Generator akan :

• menambah keluaran MW, ketika merasakan frekuensi sistem rendah;

• mengurangi keluaran MW, ketika merasakan frekuensi sistem tinggi.

Pengaturan primer tanpa perintah dari pusat pengatur.

Pengaturan Primer

Governor menerima umpan balik negative berupa kecepatan output dari turbin. Kemudian turbin memberikan respon dengan merubah posisi dari katup untuk memberikan input uap pada turbin uap, sehingga kecepatan turbin dapat dikendalikan.

Respon Generator Terhadap Perubahan

Frekuensi

Respon frekuensi yang diberikan generator ditentukan

oleh:

Speed Regulation (droop)

Frequency deadband

Ramp rate

Speed regulation atau droop adalah rasio perubahan

frekuensi (f) terhadap perubahan katub (valve/gate) yang

dikendalikan governor, atau nilai persentase perubahan

frekuensi terhadap persentase perubahan keluaran daya nyata

(MW) generator

Speed Regulation (Droop)

Prinsip dasar kontrol Speed DroopPrinsip dasar kontrol Speed Droop adalah bagaimana adalah bagaimana

mempertahankan putaran Generator yang terkoneksi dengan mempertahankan putaran Generator yang terkoneksi dengan

Sistem ( Jaringan ) pada Frekwensi yang sesuai atau sama Sistem ( Jaringan ) pada Frekwensi yang sesuai atau sama

dengan Frekwensi Sistemdengan Frekwensi Sistem

Besaran speed droop setting ini umumnya untuk masing-

masing Governing Turbin berbeda, Governing Turbin Uap,

Turbin Air ataupun Gas Turbin. Umumnya untuk internal

combustion engine seperti Gas TUrbin dan Diesel akan lebih

cepat dalam merespon perubahan frekuensi, demikian pula

Turbin Air. Namun untuk sistem external combustion engine,

seperti boiler uap, nuklir dan HRSG mempunyai karakterisktik

yang lebih lambat.


a.a. Primer Primer Pengaturan besaran Speed Pengaturan besaran Speed Droop yang dimiliki Governoor secara Droop yang dimiliki Governoor secara langsung baik diperbesar atau langsung baik diperbesar atau diperkecil diperkecil perubahan S1 ke S2 pada perubahan S1 ke S2 pada gambar. Semakin kecil Speed Droop gambar. Semakin kecil Speed Droop yang dimiliki Governoor semakin peka yang dimiliki Governoor semakin peka terhadap perubahan beban dan begitu terhadap perubahan beban dan begitu sebaliknya semakin besar Speed Droop sebaliknya semakin besar Speed Droop semakin malas ( kurang peka ) semakin malas ( kurang peka ) terhadap perubahan beban.terhadap perubahan beban.

b.b. Sekunder Sekunder Pengaturan tanpa Pengaturan tanpa mengubah besaran, melainkan hanya mengubah besaran, melainkan hanya mengembalikan Frekwensi ke 100 %, mengembalikan Frekwensi ke 100 %, biasanya dilakukan oleh Operatorbiasanya dilakukan oleh Operator

Frekuensi (%)

Beban (%)0 100

104%

100%

Garis speed drop, setelah dilakukanpengaturan sekunder

S1 Speed Drop, S1 = 4%

S2 Speed Drop S2 > S1

Jenis Pengaturan Speed Regulation (Droop)

Jenis Pengaturan Speed Regulation (Droop)a.a. sesaat sebelum sinkron, sebuah mesin akan sesaat sebelum sinkron, sebuah mesin akan

berada pada a1.berada pada a1. Secara perlahan, pada saat Secara perlahan, pada saat beban naik, maka akan bergerak ke b2 dan beban naik, maka akan bergerak ke b2 dan akhir berada b3.akhir berada b3.

b.b. kondisi saat terjadi perubahan frekuensi kondisi saat terjadi perubahan frekuensi sebesar sebesar f maka pada kondisi b3 beban maka pada kondisi b3 beban mesin akan mengayun mencapai c3 yang mesin akan mengayun mencapai c3 yang disebut ‘disebut ‘overwound speed set pointoverwound speed set point’ ’ akibat dari turbin valve yang telah membuka akibat dari turbin valve yang telah membuka penuh. Kerugian dari kondisi ini adalah pada penuh. Kerugian dari kondisi ini adalah pada saat unit diminta menurunkan beban, saat unit diminta menurunkan beban, operator tidak akan mampu menurunkannya operator tidak akan mampu menurunkannya secara cepat untuk mencapai c2a2. Untuk secara cepat untuk mencapai c2a2. Untuk mengatasi kondisi tersebut pembangkit mengatasi kondisi tersebut pembangkit umunya dilengkapi dengan alarm automatic umunya dilengkapi dengan alarm automatic reduction untuk membatasi bebanreduction untuk membatasi beban


Generator dengan Speed Droop 5%

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

47.5 48.0 48.5 49.0 49.5 50.0 50.5 51.0 51.5 52.0 52.5 52.5

Frekuensi (Hz)

Kel

uara

n G

ener

ator

(M

W)

50 MW

Pada Frekuensi Normal

50 Hz



0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

47.5 48.0 48.5 49.0 49.5 50.0 50.5 51.0 51.5 52.0 52.5 52.5

Frekuensi (Hz)

Kel

uara

n G

ener

ator

(M

W)

43 MW

Jika Frekuensi Naik50,5 Hz



0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

47.5 48.0 48.5 49.0 49.5 50.0 50.5 51.0 51.5 52.0 52.5 52.5

Frekuensi (Hz)

Kel

uara

n G

ener

ator

(M

W)

67 MW

Jika Frekuensi Turun

49,0 Hz

Frequency Deadband

Frequency deadband adalah nilai perubahan frekuensi dimana

governor mulai merespon untuk merubah (menambah atau

mengurangi) keluaran MW generator. Frequency deadband

tergantung dari rentang Frekuensi yang diijinkan dimana Turbin rentang Frekuensi yang diijinkan dimana Turbin

Generator dapat beroperasi sesuai dengan karakteristiknya.Generator dapat beroperasi sesuai dengan karakteristiknya.

Frequency Deadband

Frequency Deadband

Efek deadband terhadap respon governor tergantung pada

nilai perubahan frekuensi (f ). Jika nilai perubahan frekuensi

lebih kecil dari deadband, governor tidak merespon.

Turbin Uap yang beroperasi diluar Frequency Deadband akan Turbin Uap yang beroperasi diluar Frequency Deadband akan

menyebabkan terjadinya Resonansi dan Disharmoni Gaya pada menyebabkan terjadinya Resonansi dan Disharmoni Gaya pada

sudu tingkat akhirsudu tingkat akhir

Rentan Frekuensi Pembangkit

Rentang frekuensi Durasi Penyimpangan

A.48,5 sampai 51,5 Hz Pengoperasian terus-menerus

B.< 48,5 Hz Pemutusan seketika

C.> 51,5 Hz Pemutusan seketika

Ramp Rate

Ramp Rate adalah suatu besaran yang membawa Turbin pada Ramp Rate adalah suatu besaran yang membawa Turbin pada

titik Temperatur Operasi, satuan 0C/Jam dengan berpatokan titik Temperatur Operasi, satuan 0C/Jam dengan berpatokan

pada kenaikan First Stage Metal Turbine Temperature, pada kenaikan First Stage Metal Turbine Temperature,

tujuannya adalah menghindari Thermal Stress pada Turbin.tujuannya adalah menghindari Thermal Stress pada Turbin.

Secara umum ramp rate juga dikenal dengan tingkat kecepatan Secara umum ramp rate juga dikenal dengan tingkat kecepatan

maksimum naik atau turunnya beban atau maksimum naik atau turunnya beban atau laju perubahan

keluaran MW generator terhadap waktu.

Ramp Rate

Ramp rate unit pembangkit sangat dipengaruhi oleh jenis

penggerak mula dan energi primer PLTU batubara 8 MW/menit PLTGU gas-bumi 20 MW/menit PLTA 20 MW/menit

peng frekuenzy

Documents

Transcript of peng frekuenzy