SCADA

1

Tingkat kemajuan peradaban manusia menuntut tersedianya prasarana

1.1. LATAR BELAKANG Tingkat kemajuan peradaban manusia menuntut tersedianya prasaranadan sarana yang memadai dalam menunjang berbagai aktifitas yangdilakukan oleh umat manusia.

Prasarana dan sarana tersebut merupakan perangkat yang membutuhkanenergi listrik sebagai penggeraknya, terlebih untuk komunitas masyarakatdunia usaha / dunia industri (DU/DI).

Oleh karenanya dari waktu ke waktu kebutuhan energi listrik terusmengalami pertumbuhan yang sangat signifikan.

Pertumbuhan kebutuhan energi listrik tersebut harus diimbangi denganpenyediaan listrik, berupa infra struktur berupa pembangkitan,penyaluran dan jaring distribusi yang memadai.

Dengan infra struktur di sisi pasokan listrik yang memadai, diharapkanpenyaluran dan pendistribusian energi listrik ke konsumen akan berjalandan terwujud dengan andal, aman dan memenuhi standar yangdiharapkandiharapkan.

1

Perkembangan kebutuhan (demand) tenaga listrik disebabkan oleh

1.2. PERKEMBANGAN SISTEM TENAGA LISTRIKPerkembangan kebutuhan (demand) tenaga listrik, disebabkan olehbeberapa hal, antara lain :

Berkembangnya dunia usaha / dunia industri (DU/DI) yang sangat cepat.Pertumbuhan penduduk sehingga kebutuhan energi listrik terusPertumbuhan penduduk, sehingga kebutuhan energi listrik terusmeningkat.Semakin banyak peralatan yang membutuhkan energi listrik sebagaipenggeraknya.

Dengan semakin berkembangnya kebutuhan (demand) tenaga listrik, makaharus dibangun pembangkit tenaga listrik yang jumlahnya semakin banyak.

Dengan beroperasinya banyak pembangkit tenaga listrik, maka diperlukanpengontrolan yang lebih baik, yang tentunya dibarengi dengan kebutuhantenaga operator yang semakin banyak dan dipastikan akan memunculkanberbagai masalah koordinasi pada sistem tenaga listrik.

Berbagai kenyataan dan permasalahan tersebut perlu diantisipasi denganbaik dengan cara melakukan pengamatan perlu sistem tenaga listrikbaik, dengan cara melakukan pengamatan perlu sistem tenaga listrik,dengan menerapkan perangkat telekomunikasi yang tepat, andal danefisien.

2

Pengamatan sistem sangat diperlukan secara terus menerus selamaduapuluh empat jam sehari.

Tujuannya agar diperoleh suatu kontinyuitas operasi sistemkelistrikan yang tinggi.

P d t i t j i li t ik l t k d tk h ilPada suatu sistem jaringan listrik yang luas, untuk mendapatkan hasilkoordinasi yang optimal, maka sangat diperlukan untuk melakukanpengamatan pada pusat beban dan pusat pembangkit.

Untuk dapat mengkoordinasikan hal tersebut, diperlukan saranakomunikasi yang dapat mengatur seoptimal mungkin pembangkitanenergi listrik yang sesuai dengan permintaan Sebab energi listrikenergi listrik yang sesuai dengan permintaan. Sebab energi listrikyang dibangkitkan oleh pusat‐pusat listrik, tidak dapat disimpan, danpenggunaan beban berubah‐ubah setiap saat tanpa bisa diprediksi.

3

Telekomunikasi adalah suatu sarana yang sangat dibutuhkan dantidak dapat dipisahkan dari suatu sistem pengaturan tenaga listriksecara terpusat.

Sarana telekomunikasi diperlukan untuk menerima informasi danmenyalurkan perintah dari dan ke pusat pembangkit dan garduinduk.

Salah satu jenis peralatan telekomunikasi yang dipergunakan oleh PT.PLN (Persero) untuk keperluan tersebut adalah power line carrier(PLC).( )

4

SCADA merupakan kependekan dari Supervisory Control And DataAcquisition. Sistim konfigurasi ini banyak dipakai di lapanganproduksi minyak dan gas (Upstream)

Maksud dari SCADA yaitu pengawasan, pengontrolan danpengumpulan data.

Jaringan Listrik Tegangan Tinggi dan Tegangan Menengah (Powerg g g gg g g gTransmission and Distribution) dan beberapa aplikasi sejenis dimanasistem dengan konfigurasi seperti ini dipakai untuk memonitor danmengontrol areal produksi yang tersebar di area yang cukup luas.g p y g y g p

5

S i SC di i d i j l h ( i l i )Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit),sebuah Master Station / RCC (Region Control Center), dan jaringantelekomunikasi data antara RTU dan Master Station.

Dalam komunikasi antara Master Station (MS) dengan setiap RemoteTerminal Unit (RTU) dilakukan melalui media yang bisa berupa fiber optik,PLC (Power Line Carrier) atau melalui radio dimana dalam hal ini dataPLC (Power Line Carrier), atau melalui radio, dimana dalam hal ini datadikirimkan dengan protokol tertentu (biasanya tergantung vendor SCADAyang dipakai) misalnya Indactic 33, IEC‐60870, dll. Sistim ini banyak dipakaidi lapangan produksi minyak dan gas (Upstream), Jaringan Listrik Teganganp g p y g ( p ), g g gTinggi (Power Distribution) dan beberapa aplikasi sejenis dimana sistemdengan konfigurasi seperti ini dipakai untuk memonitor dan mengontrolareal produksi yang tersebar di area yang cukup luas.

Istilah SCADA, DCS (Distribution Control System), FCS dan PLC(Programmable Logic Control) saat ini sudah menjadi agak kabur karenalik i li t ti dih W l d iki kit ih biaplikasi yang saling tumpang tindih. Walaupun demikian kita masih bisa

membedakan dari arsitekturnya yang serupa tapi tak sama.

6

S i d b l DCS l bih b f i b ik t kSesuai dengan rancang bangun awalnya, DCS lebih berfungsi baik untukaplikasi kontrol proses, sedangkan SCADA lebih berfungsi baik untukaplikasi seperti istilah diterangkan di atas.

Yang dimaksud dengan Supervisory Control atau Master Terminal Unit(MTU) adalah kendali yang dilakukan diatas kendali lokal atau RemoteTerminal Unit (RTU), sebagai ilustrasi, pada suatu ladang minyak dan gas(Oil dan Gas Field) ada beberapa sumur minyak (Oil Well) yang berproduksi.

Hasil minyak mentah (Crude Oil) dari masing‐masing sumur produksitersebut dikumpulkan di stasiun pengumpul atau Gathering Station (GS)tersebut dikumpulkan di stasiun pengumpul atau Gathering Station (GS)dimana proses lanjutan terhadap minyak mentah yang terkumpul tersebutdilakukan.

Biasanya pada masing‐masing sumur minyak produksi terpasang suatusistem (RTU) yang memonitor dan mengontrol beberapa kondisi dari sumurminyak produksi tersebut.

7

d li l k l dil k k d i i d i ll dKendali lokal dilakukan pada masing‐masing production well dansupervisory control yang berada di stasiun pengumpul, melakukan controldan monitoring kepada semua production well yang ada di bawahsupervisisupervisi.

Jika salah satu production well mengalami gangguan, dan statsiunpengumpul tetap harus memberikan dengan production rate tertentupengumpul tetap harus memberikan dengan production rate tertentu,maka supervisory control akan melakukan koordinasi pada production welllainnya agar jumlah produksi bisa tetap dipertahankan.

Pada umumnya jarak antara RTU dengan MTU cukup jauh sehinggadiperlukan media komunikasi antara keduanya.

Cara yang paling umum dipakai adalah Komunikasi Radio (RadioCommunication) dan Komunikasi Serat Optik (Optical FiberCommunication).

8

Pada sistem tenaga listrik, media komunikasi yang dipergunakan adalahPower Line Communication (PLC), Radio Data, Serat Optik dan kabel pilot.Pemilihan media komunikasi sangat bergantung kepada jarak antar site,Pemilihan media komunikasi sangat bergantung kepada jarak antar site,media yang telah ada dan penting tidaknya suatu titik (gardu).

Pengaturan sistem tenaga listrik yang komplek, sangat bergantung kepadaSCADA.

Tanpa adanya sistem SCADA, sistem tenaga listrik dapat diibaratkan sepertiseorang pilot membawa kendaraan tanpa adanya alat instrumendihadapannya.

Pengaturan sistem tenaga listrik dapat dilakukan secara manual ataupunPengaturan sistem tenaga listrik dapat dilakukan secara manual ataupunotomatis.

9

Pada pengaturan secara manual, operator mengatur pembebanan

pembangkit dengan melihat status peralatan listrik yang mungkin

d k l k ( ) b b b k b bdioperasikan misalnya Circuit Breaker (CB), beban suatu pembangkit, beban

trafo, beban suatu transmisi atau kabel dan mengubah pembebanan sesuai

dengan frekuensi sistem tenaga listrik. Pengaturan secara otomatis

dilakukan dengan aplikasi Automatic Generating Control (AGC) atau Load

Frequency Control (LFC) yang mengatur pembebanan pembangkit berdasar

setting yang dihitung terhadap simpangan frekuensisetting yang dihitung terhadap simpangan frekuensi.

10

SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya designSCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya designsebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukanSupervisory Control dan Data Acquisition melalui satu atau banyak RTUyang berfungsi sebagai (dumb) Remote I/O melalui jalur komunikasi Radio,dedicated line Telephone dan lainnya.

Generasi berikutnya, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi localcontrol dilakukan oleh RTU di lokasi masing‐masing RTU, dan MTU hanyamelakukan sury control yang meliput beberapa atau semua RTU.

D d l l t l t h ik iDengan adanya local control, operator harus mengoperasikan masing‐masing local plant dan membutuhkan MMI local.

Banyak pabrikan yang mengalihkan komunikasi dari MTU – RTU keBanyak pabrikan yang mengalihkan komunikasi dari MTU – RTU ketingkatan MMI (Master) – MMI (Remote) melalui jaringan microwavesatelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatanRTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan systemRTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan systempadter, dan komunikasi pada tingkatan computer (MMI) membutuhkanbanwidth yang lebar dan mahal.

11

Dengan majunya teknologi dan internet saat ini, concept SCADA diatasDengan majunya teknologi dan internet saat ini, concept SCADA diatasberubah menjadi lebih sederhana dan memanfaatkan infrastruktur internetyang pada saat ini umumnya sudah dibangun oleh perusahaan‐perusahaanbesar seperti Pertamina.

Apabila ada daerah‐daerah atau wilayah yang belum terpasanginfrastruktur internet, saat ini dipasaran banyak bisa kita dapatkan WirelessLAN device yang bisa menjangkau jarak sampai dengan 40 km (tanparepeater) dengan harga relatif murah.

S ti R t A d i t k t l i i d hSetiap Remote Area dengan sistem kontrolnya masing‐masing yang sudahdilengkapi dengan OPC (OLE for Process Control; OLE = Object Linking &Embedding) Server, bisa memasangkan suatu Industrial Web Server denganTeknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah diakses dengan WebTeknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah diakses dengan WebBrowser biasa seperti yang kita gunakan untuk.

12

PENGERTIAN SCADAPENGERTIAN SCADA :Pendukung utama dalam sistem ketenagalistrikan, baik pada sisipembangkit, transmisi, mupun distribusi.Merupakan TOOLS yang memudahkan seorang operator di transmisiMerupakan TOOLS yang memudahkan seorang operator di transmisitenaga listrik (dispatcher) untuk memantau keseluruhan jaringantanpa harus melihat langsung ke lapangan.

MANFAAT SCADA :Memudahkan operator untuk memantau keseluruhan jaringan tanpaharus melihat langsung ke lapangan.Memudahkan pemeliharaan, terutama yang memerlukanpemadaman.Mempercepat pemulihan gangguan.

Sistem kelistrikan tanpa SCADA dapat diibaratkan seseorang yang berjalantanpa dapat melihat.

13

Memberikan kemudahan kepada dispatcher untuk melakukan :Memberikan kemudahan kepada dispatcher untuk melakukan :

Pemantauan Telemetering (TM).

Pemantauan meter, baik daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam

M d l kV d d l AMvar, tegangan dalam kV, dan arus dalam A.

Pemanfaatan Telesignal (TS)

Pemanfaatan TS untuk mendapatkan indikasi dari semua alarm dan

kondisi peralatan tertentu yang bisa dibuka (open) dan ditutup

(close).( )

Pemanfaatan Telekontrol (TC)

Dispatcher dapat melakukan control secara remote hanya denganDispatcher dapat melakukan control secara remote, hanya dengan

menekan satu tombol, untuk membuka atau menutup peralatan

sistem tenaga listrik.

14

15

16

Telesignalling.

Telecontrolling.Telecontrolling.

Telemetering.

P l k l tPulse akumulator.

17

3.6. APLIKSI SCADA

Telesignal.

Telemeter.

Telekontrol.

Load Frequency Control (LFC).

Tap Changer.

Monitoring.

Pembacaan Parameter.

Pembacaan Meter Transaksi Energi.

18

Jaringan Telekom nikasiJaringan Telekomunikasi.

Master Station.

R T i l U iRemote Terminal Unit.

Protokol Komunikasi.

19

20

Fully distributed.

Sesuai standar international (ISO, IEC).

Arsitektur software modular (API‐application program interface).Arsitektur software modular (API application program interface).

Hardware dan fasilitas lain mudah dicari di pasaran.

Aplikasi EMS (Energy Management System) dan DTS (Dispatcher Training

Simulator).

Subsistem komunikasi yang multi protokol (IEC 101, IEC 104, DNP 3.0) dan

mampu berkomunikasi dengan RTU eksisting (EPC 3200 Indactic) secaramampu berkomunikasi dengan RTU eksisting (EPC 3200, Indactic) secara

redundant.

Kecepatan komunikasi data minimum :

Antar Master Station 64 Kbps.

Master – RTU 9600 bps.

21

22

CONTROL CENTER

23

3.12. KONFIGURASI REMOTE STATION DALAM PENGGUNAAN GATEWAY, RTU, DAN IED.

24

25

Protokol Kominikasi dari Gardu Induk ke Control Center

IEC 60870‐5‐101

IEC 60870‐5‐104

Protokol Komunikasi Antar IED Pada Sistem Subsation Automation

IEC 61850IEC 61850

Khusus untuk meter energi, langsung dikoneksikan ke sistem LAN yang

d d d d k h h d l kterdapat di Gardu Induk. Sehingga, setiap meter energi harus dilengkapi

dengan port TCP IP

26

Power Line Carrier (PLC)

Fiber Optic Networkp

Radio Link

27

Lanjutan 3.15

APLIKASI IED DALAM OTOMASI GARDU INDUK (GI) 1

28

29

30

31

Pembangkit energi listrik pada umumnya dibangun di lokasi yang jauh dariPembangkit energi listrik pada umumnya dibangun di lokasi yang jauh daripusat beban.

Untuk pengoperasian yang maksimal dalam melayani pelanggan, digunakanperalatan telekomunikasi.

Peralatan telekomunikasi dalam hal ini adalah Power Line Carrier,menggunakan saluran transmisi tenaga listrik tiga phasa sebagai mediumperambatan sinyal pembawa yang mengandung informasi.

P l t k li P Li C i k l d t ti iPeralatan kopling Power Line Carrier ke saluran udara tegangan tinggiterdiri dari wave trap, kapasitor kopling, line matching unit dan protectivedevice.

Power line communication atau power line carrier (PLC), juga dikenalsebagai Power line Digital Subsriber Line (PDSL), mains communivation,power line telecom (PLT) atau power line networking (PLN), adalah sistempower line telecom (P T) atau power line networking (P N), adalah sistemuntuk membawa data pada sebuah konduktor yang juga digunakan untuktransmisi tenaga listrik.

32

Broadband oer Power Lines (BPL) menggunakan PLC dengan mengirim danBroadband oer Power Lines (BPL) menggunakan PLC dengan mengirim danmenerima informasi dari sinyal radio melalui jaringan tenaga listrik untukmenyediakan akses ke internet.

Daya listrik ditransmisikan melalui jalur transmisi tegangan tinggi, tegangandidistribusikan melalui media, dan digunakan di dalam bangunan dengantegangan rendah. Power line communication dapat diterapkan pada setiaptahap. Kebanyakan teknologi PLC membatasi diri mereka untuk satu setkabel (misalnya, pengkabelan terlokalisir), tetapi beberapa dapatditerapkan antara dua tingkatan (misalnya, baik jaringan distribusi dan

k b l t l k li i )pengkabelan terlokalisir).

Semua power line communication beroperasi dengan cara mengesankansinyal pembawa termodulasi (modulated carrier signal) pada sistemsinyal pembawa termodulasi (modulated carrier signal) pada sistempengkabelan.

Berbagai jenis Power line communication menggunakan frekuensi yangerbagai jenis Power line communication menggunakan frekuensi yangberbeda‐beda, tergantung pada karakter sinyal transmisi pengkabelanlistrik yang digunakan.

33

Karena sistem kabel listrik pada awalnya dirancang untuk transmisi dayaKarena sistem kabel listrik pada awalnya dirancang untuk transmisi dayalistrik AC, kawat dari jaringan hanya memiliki kemampuan terbatas untukmembawa frekuensi yang lebih tinggi.

Propagasi dari masalah yang ada adalah bagaimana membatasi faktoruntuk setiap jenis Power line communication, pengecualian ini terbatas biladiterapkan pada penemuan baru yang disebut E‐Line yang memungkinkansatu daya konduktor pada line overhead daya untuk beroperasi sebagaiwaveguide untuk memberikan perambatan attention rendah dari energi RFmelalui microwave line saat memberikan informasi menilai beberapa Gbps.

Rating data melalui Power line communication sangat bervariasi. Frekuensirendah (sekitar 100‐200 kHz) yang dilakukan pada saluran transmisitegangan tinggi dapat membawa satu atau dua suara rangkaian analogtegangan tinggi dapat membawa satu atau dua suara rangkaian analog,atau telemetri dan sirkuit kontrol yang setara dengan data tingkat beberaparatus bit per detik, namun rangkaian ini dapat bermil panjangnya.

34

Rating data yang lebih tinggi umumnya memiliki jarak yang lebih pendek;Rating data yang lebih tinggi umumnya memiliki jarak yang lebih pendek;suatu jaringan area lokal yang beroperasi pada kecepatan Mbps mungkinhanya mencakup satu lantai dari sebuah bangunan kantor, tetapimenghilangkan instalasi dedicated network cabling.

35

PLC digunakan untuk keperluan hubungan telepon antar gardu induk /pembangkit dan pusat pengatur beban, serta untuk keperluan media

i i d k l i f i d PLC j di k ktransmisi data untuk teleinformasi data. PLC juga digunakan untukkeperluan sistem teleproteksi yang dihubungkan dengan sistem pengamanlistrik pada rele jarak.

Apabila terjadi gangguan pada zona transmisi / penghantar yangmenghubungkan dua gardu induk, maka rele jarak akan merasakan adanyagangguan tersebut untuk selanjutnya akan memproses bekerjanya pemutusgangguan tersebut untuk selanjutnya akan memproses bekerjanya pemutustenaga (CB) di kedua sisi akan lepas.

36

PLC menggunakan saluran transmisi tenaga listrik tiga phasa sebagaiPLC menggunakan saluran transmisi tenaga listrik tiga phasa sebagaimedium perambatan sinyal pembawa yang mengandung informasi.

Untuk mentransmisikan sinyal pembawa yang berfrekuensi tersebutj l h di k k j l k ik i Cmenuju tempat yang telah ditentukan, maka suatu jalur komunikasi PLC

harus dibentuk pada jaringan tenaga listrik.

Penggunaan PLC seperti ditunjukkan dalam Gambar 1, yaitu suatu jaringanPenggunaan PLC seperti ditunjukkan dalam Gambar 1, yaitu suatu jaringanpembangkit tenaga listrik yang dilengkapi dengan jaringan komunikasinya.

Dimana :PLTA : pembangkit listrik tenaga airPLTU : pembangkit listrik tenaga uapGI : gardu induk

: saluran udara tegangan tinggi: saluran komunikasi

f1‐f6 : frekuensi kerja PLC

37

Untuk menyempurnakan jalur komunikasi pada saluran tenaga listriktersebut dibutuhkan peralatan saluran yang terdiri dari wave trap,kapasitor kopling, line matching unit dan protective device, yangkeempatnya disebut peralatan kopling.

Wave trap dipasang di kedua sisi penghantar di kedua lokasi gardu induk /pembangkit yang menuju ke switchyard, dimana sinyal frekuensi tinggitidak mengalir ke peralatan gardu induktidak mengalir ke peralatan gardu induk.

Kopling kapasitor digunakan untuk meneruskan frekuensi tinggi dariperalatan PLC ke penghantar tegangan tinggi dan memblok teganganp p g g g gg g gtingginya yang berfrekuensi rendah yaitu antara 50 sampai dengan 60 Hz.

Line tuner digunakan untuk menyesuaikan impedansi antara impedansi lineyang berkisar antara 300 Ω sampai dengan 400 Ω dengan impedansiterminal PLC yaitu 75 Ω.

i d i k l k k h ih d diProtective device untuk menyalurkan ke tanah, arus yang masih ada dibagian bawah kapasitor kopling. Frekuensi kerja yang digunakan untuksistem PLC adalah diantara 50 sampai dengan 500 kHz. 38

Fungsi Peralatan KoplingFungsi Peralatan Kopling.

Melakukan suatu lebar bidang frekuensi pembawa dari terminal PLC kesaluran tegangan tinggi dan sebaliknya, dengan mengusahakan rugi‐rugig g gg y , g g g gberupa redaman sinyal serendah mungkin.

Melindungi peralatan komunikasi dari tegangan surya yang berlebihan .

Memberikan impedansi tinggi terhadap frekuensi pembawa yangberfrekuensi tinggi agar tidak dipengaruhi oleh peralatan yang terdapat pada

d i d kgardu induk.

Pelaksanaan tugas masing‐masing dari peralatan kopling ditunjukkan dalam

2039

K b 2Gambar : 2 Bagian - bagian peralatan kopling

Keterangan gambar 2 :1. Drain coil 4. Transformator penyeimbang dan pengisolas2. Arrester pertama 5. Peralatan penala3. Kontak pentanahan 6. Arrester kedua

a. Terminasi tegangan tinggi kapasitor kopling d. Terminal pentanahan b. Terminal tegangan rendah CC e. e,f Terminal peralatan kopling ke terminal c. Terminal utama peralatan kopling PLC (SSB)

40

Jika saluran pada sisi tegangan rendah dari kapasitor kopling terganggu,maka tegangan lebih yang besarnya mendekati tegangan krja saluran akantimbul pada peralatan kopling.

Untuk mengamankan peralatan tersebut dan juga peralatan terminal PLCterhadap tegangan lebih, maka peralatan kopling dilengkapi dengan alatpenyalran arus listrik 50 Hz ke tanah yang berupa drain coilpenyalran arus listrik 50 Hz ke tanah yang berupa drain coil.

Arrester surja dengan tegangan kerja 2kV, dipasang parallel dengan draincoil Arrester ini digunakan untuk melindungi sistem terhadap tegangan surjacoil. Arrester ini digunakan untuk melindungi sistem terhadap tegangan surjayang berasal dari saluran tenaga.

Kontak pentanahan (saklar pemisah tanah) akan menyebabkan terminalp ( p ) yutama dari peralatan kopling ditanahkan secara langsung, bila diperlukan.Hal ini harus dilakukan apabila terjadi kerusakan, dan harus dilakukanperbaikkan pada penala impedansinya.

41

Transformator penyeimbang dan pengisolasi serta peralatan penalatermasuk kedalam bagian peralatan yang disebut Line Tuner atau LineM hi U i R k i i i b f i k ik i d iMatching Unit. Rangkaian ini berfungsi untuk menyesuaikan impedansikarakteristik saluran dengan impedansi kabel coaxial yang menuju peralatanterminal PLC, untuk lebar bidang frekuensi pembawa yang digunakan.

Arrester kedua (6) yang dipasang antara peralatan penala dan kabel coaxial,digunakan sebagai bahan pengaman terhadap tegangan lebih yang mungkintimbul pada rangkaian line tuner.timbul pada rangkaian line tuner.

42

Kapasitor kopling tegangan tinggi adalah alat penghubung antara peralatanp p g g g gg p g g psinyal pembawa yang berfrekuensi tinggi dengan konduktor kawat phasayang bertegangan tinggi.

Secara phisik alat ini terdiri dari susunan beberapa elemen kapasitor mika/kertas yang dihubungkan secara seri serta dicelupkan/direndam ke dalamminyak.

Sebagai tempat kedudukan elemen‐elemen kapasitor dan minyak tadi,dibuat dari bahan dielektrik porselen yang berbentuk silinder, dan bagianluar dibuat semacam sayap yang tersusun untuk mencegah mengalirnyaluar dibuat semacam sayap yang tersusun untuk mencegah mengalirnyasecara langsung curah hujan dari sisi tegangan tinggi mengalir ke sisitegangan rendah atau ke tanah yang bisa mengakibatkan terjadinya hubungsingkat.singkat.

Gambar 3 memperlihatkan penampang dari peralatan kapasitor koplingyang mendekati bentuk fisiknya, dengan susunan kapasitor di dalamnyadihubungkan ke peralatan potensial transformator.

43

Kapasitor jenis ini sering disebut sebagai Capacitor Voltage Transformer(CVT) yang digunakan untuk keperluan pengukuran tegangan dihubungkan(CVT), yang digunakan untuk keperluan pengukuran tegangan, dihubungkanvolt meter di panel kontrol. Untuk keperluan penyaluran informasi dariterminal kondensatornya saja yang digunakan, sedangkan peralatanpotensial transformernya digunakan untuk keperluan pengukuran tegangandan keperluan proteksi sistem tenaga listrik, jadi CVT berfungsi ganda.

Terminasi TFH seperti ditunjukkan dalam Gambar 3. adalah terminal yangdihubungkan ke terminal PLC melalui peralatan penyeimbang impedensidan drain coil terlebih dahulu.

Terminal TFH harus diketanahkan pada setiap kawat phasa yang tidakdipergunakan untuk PLC, agar tidak terjadi kebocoran tegangan kapasitifyang akan timbul bila terminal tersebut terbuka (open circuit). Bila CVTakan dipergunakan untuk keperluan PLC, maka terminal TFH dilepas daripentanahannya dan dihubungkan dengan peralatan pengaman (drain coil)dan LMU Pengaman CVT juga diperlukan untuk mengamankandan LMU. Pengaman CVT juga diperlukan untuk mengamankantransformator perantara dengan memasang peralatan pengaman teganganlebih Fs, untuk menghilangkan tegangan lebih ke tanah, yang mungkintimbul dari elemen kondensator. Ditinjau dari sistem PLC, kapasitor koplingmempunyai tugas utama untuk meneruskan frekuensi tinggi dari terminalPLC ke SUTT.

44

Gambar 3. Capasitor Voltage Transformer45

Istilah lain yang dipakai untuk menyebut alat ini adalah Band Trap, Liney g p y pTrap, Blocking Coil.

Wave trap digunakan untuk melakukan sinyal informasi dari terminal PLC kesaluran udara tegangan tinggi maka sangat diharapkan agar saluransaluran udara tegangan tinggi, maka sangat diharapkan agar salurantransmisi tersebut tampak seperti dua buah terminal komunikasi, sepertiyang sering ditemui pada saluran komunikasi biasa.

K d i i t dib t hk l h j i i t k ik iKeadaan ini sangat dibutuhkan oleh semua jenis sistem komunikasi yangselalui menggunakan medium perambatan, apakah udara, kabel dan atausaluran udara tegangan tinggi.

Karena sistem PLC ini menggunakan saluran udara tegangan tinggi sebagaimedia perambatannya, maka keadaan atau kondisi saluran harus dijagaagar komunikasi ini tidak dipengaruhi oleh kondisi‐kondisi kesalahan atau

b h t j di d i i t ti iperubahan yang terjadi pada sisi tegangan tingginya.

Untuk mempertahankan agar saluran transmisi tersebut betul‐betul dapatberfungsi sebagai antenna dengan tanpa adanya rugi‐rugi sinyalperambatan, maka wave trap dipasang secara seri antara saluran transmisidengan peralatan gardu induk.

46

Tugas utama wave trap adalah untuk memblok sedemikian rupa sehinggaTugas utama wave trap adalah untuk memblok sedemikian rupa sehinggafrekuensi tinggi yang membawa informasi, baik yang dipancarkan dariterminal PLC maupun yang diterima dari terminal PLC lawannya, tidakdisalurkan/mengalir ke peralatan gardu induk.disalurkan/mengalir ke peralatan gardu induk.

Untuk dapat melaksanakan tugas tersebut, maka impedensi wave trapharus dapat melakukan frekuensi rendah antara 50‐60 Hz yang membawap y garus listrik untuk keperluan sistem tenaga listrik.

Dengan demikian wave trap harus mempunyai sifat berimpedansi rendahterhadap frekuensi jala‐jala 50 Hz dan berimpedansi tinggi terhadapfrekuensi tinggi yang membawa sinyal informasi.

K t d l h i d i t tKarena pemasangan wave trap adalah secara seri dengan sistem tenagalistrik, maka wave trap harus mampu mengalirkan arus listrik yang sesuaidengan kemampuan dari penghantar / konduktor terhadap hargamaksimum dari arus yang diijinkanmaksimum dari arus yang diijinkan.

47

Wave trap juga harus tahan terhadap tekanan‐tekanan, baik berupa panas,maupun mekanis yang ditimbulkan karena mengalirnya arus kerja yangcukup besar atau karena adanya arus hubung singkat yang mungkin terhadipada sisi tegangan tingginya. Pada dasarnya wave trap adalah suaturangkaian resonansi parallel, yang terdiri dari tiga macam komponenseperti ditunjukkan dalam Gambar 4.

Gambar 4. Diagram rangkaian Wave Trap

bKeterangan Gambar : 1. Kumparan utama2. Arrester3. Tuning Unit

48

Merupakan bagian yang berfungsi menyalurkan arus listrik dari pembangkitke gardu induk. Sehingga kumparan harus dibuat sedemikian rupa agarmampu dilalui arus sesuai dengan kemampuan konduktornya, dan perlumampu dilalui arus sesuai dengan kemampuan konduktornya, dan perludiperhitungkan arus nominalnya (In).

Arus nominal adalah arus maksimum (rms) pada frekuensi 50 hz dimanakumparan utama masih dapat dilaluinya secara normal. Selain arus nominalatau arus kontinu, wave trap juga harus didesain mampu terhadap arushubungan singkat yang mungkin dan biasa timbul pada jaringan tegangantinggi.

Dari kumparan utama ini akan dihasilkan suatu besaran induktansi dalammilli Henry yang akan menghaislkan suatu resonansi untuk keperluanmilli Henry yang akan menghaislkan suatu resonansi untuk keperluankomunikasi.

Tergantung dari besarnya induktansi yang dibutuhkan maka kumparanTergantung dari besarnya induktansi yang dibutuhkan, maka kumparanutama dapat dibuat dalam bentuk silinder atau piringan.

49

Alat ini berfungsi untuk mengamankan kumparan utama dan rangkaianpenala pada wave trap dari tegangan berlebihan yang mungkin terjadiakibat sambaran petir pada saluran transisinyaakibat sambaran petir pada saluran transisinya.

Untuk keperluan tersebut, alat ini dipasangkan secara parallel dengankumparan utama.kumparan utama.

50

Alat ini dihubungkan secara parallel dengan kumparan utama danAlat ini dihubungkan secara parallel dengan kumparan utama danditempatkan dalam kumparan tersebut. Pada gambar 4 memperlihatkansuatu kotak rangkaian penala dan bagaimana alat ini harus disusun dalamsuatu rangkaian, untuk mendapatkan elemen penala yang berhubungang , p p y g gdengan lebar bidang frekuensi yang akan di blok.

Pemakaian alat ini adalah untuk menyediakan harga impedansi secukupnyadari suatu wave trap yaitu apakah untuk memblok satu macam frekeunsidari suatu wave trap, yaitu apakah untuk memblok satu macam frekeunsisaja atau dua macam frekuensi.

Menurut keperluan bidang frekuensi yang akan di blok, ada empat jenist itwave trap, yaitu :

Tanpa penalaMeredam satu macam frekeunsi (Gambar 5)Meredam dua macam frekuensi (Gambar 6)Meredam dua macam frekuensi (Gambar 6)Meredam banyak macam frekuensi

51

Lanjutan 4.10.

Gambar 5 : Diagram WT untuk meredam satu frekuensi

Gambar 6 : Diagram WT untuk meredam dua frekuensi52

Line matching unit (LMU) digunakan untuk menghubungkan kapasitorLine matching unit (LMU) digunakan untuk menghubungkan kapasitorkopling dengan peralatan terminal PLC, dengan fungsi :

Menyesuaikan karakteristik impedansi saluran udara tegangan tinggiMenyesuaikan karakteristik impedansi saluran udara tegangan tinggidengan impedansi kabel coaxial yang menuju terminal PLC.Menjaga peralatan terminal PLC terhadap tegangan dan arus lebih yangmungkin timbul pada saluran tegangan tingginya.g p g g gg yMengatur supaya rektansi kapasitif kapasitor kopling memberikan bebanresistif bagi alat pemancar sinyal pembawa tersebut.

Untuk dapat melaksanakan tugas‐tugas diatas, peralatan LMU ini dilengkapidengan komponen sebagai berikut :

Transformator penyeimbangKKumparanPeralatan pengamanKondensatorHybridHybrid

53

Berdasarkan frekuensi kerja yang digunakan, LMU dibagi dalam tiga macam :Ditata untuk satu macam frekuensi (Gambar 7).Ditata untuk dua macam frekuensi dari satu kabel coaxial (Gambar 8).Ditata untuk dua macam frekuensi dari dua kabel coaxial (Gambar 9).

Gambar 7. LMU ditata untuk satu macam frekuensi

54

Gambar 8. LMU ditata untuk dua macam frekuensi dari satu kabel coaxial

Gambar 9. LMU ditata untuk dua macam frekuensi dari dua kabel coaxial 55

Ketiga macam line turner diatas adalah termasuk ke dalam kelas/kelompokpenala resonansi/resonant tuner. Metode lainnya yang juga banyakdigunakan adalah line tuner berbidang lebar/wide band tuner (Gambar 10).

Jika lebih dari dua macam frekuensi atau banyak terminal PLC pada salurantegangan tinggi yang sama, maka diperlukan rangkaian pengganti darirangkaian resonansi, untuk melalukan bidang frekuensi yang lebar, yangdisebut sebagai Hi‐Coupler.

Gambar 10.Wide Band Tuning

56