Disini,saya akan berbagi ilmu sedikit mengenai aplikasi elektronika di dalam lapangan khususnya dalam lapangan migas. Semoga bermanfaat !
Dalam
suatu sistem peralatan yang besar, misalnya peralatan yang digunakan
dalam dunia perminyakan, diperlukan suatu sistem daya yang dapat membuat
peralatan tersebut dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Power
system ini merupakan sesuatu yang sangat penting dalam sebuah sistem
kerja.Tanpa adanya power system , maka suatu rangkaian peralatan yang
besar itu tidak dapat berfungsi. Power system ini merupakan sesuatu yang
sangat fundamental bagi suatu sistem peralatan, dapat dianalogikan
seperti halnya darah dalam tubuh manusia.
Di
dalam power system terdapat suatu sistem yang memanage kinerja dari
peralatan tersebut. Suatu power system modern itu cukup digunakan dengan
menggunakan generator yang terdapat dalam system power tersebut tanpa
harus mendapatkan bantuan energi atau supply energi lain karena di dalam
power system itu terdapat suatu sistem tersendiri yang dapat mengatur
semua itu,dikenal dengan Computer Based Power Management Systems atau
Sistem Manajemen Daya Berbasis Komputer atau biasa disingkat menjadi
PMS.
Di bawah ini contoh peralatan yang di dalamnya terdapat Power Management System yaitu di dalam Drilling Rig atau rig pengeboran.
Tujuan
utama dari sistem ini yaitu untuk mengaktifkan generator yang
dioperasikan pada faktor beban tinggi yaitu 85% sampai 90%.
Mengoperasikan generator pada faktor beban tinggi memiliki kelebihan
utama, yaitu bahan bakar yang dikonsumsi paling ekonomis. Selain itu,
pada situasi tertentu dimana sejumlah generator perlu untuk diinstal,
khususnya dalam old plant, akan terjadi pertumbuhan beban, jadi semakin
lama faktor beban yang dioperasikan akan semakin tinggi.
Manfaat lain yang didapatkan jika kita menggunakan PMS dalam suatu power system diantaranya yaitu :
- meningkatkan jangkauan dan keakuratan pengukuran serta tampilan dari suatu plant
- meningkatkan jangkauan dan jenis alarm, pesan dan rekaman.
- kontrol yang lebih baik oleh personil room control
- kinerja yang lebih meyakinkan pada performa suatu plant
- penambahan fasilitas khusus misalnya auto-sikronisasi, pemantauan kondisi, pengelola tap-perubahan pada suatu transformer
- komunikasi dengan sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), dimana SCADA yaitu suatu sistem kendali industri berbasis komputer yang diapkai untuk pengontrolan suatu proses, misalnya proses industri (manufaktur, pabrik produksi, generator), proses infrastruktur ( pengolahan limbah, pipa gas dan minyak ), proses fasilitas umum ( bandara,pelabuhan, gedung ). SCADA ini banyak dijumpai di lapangan produksi minyak dan gas (upstream),
- data logging, trending dan archiving.
Suatu
sistem power, dalam hal ini PMS harus dirancang dengan baik,agar dapat
menghasilkan kinerja yang optimum. Hal itu disebabkan karena PMS
merupakan sesuatu yang dianggap sebagai kebutuhan penting bagi sebuah
perusahaan.
PMS
central computer beserta perangkat sinyal input dan outputnya harus
berada dalam satu unit. Jika untuk beberapa alasan ini tidak dapat
dicapai, maka fungsi-fungsi atau perangkat-perangkat ini dapat
dimasukkan ke dalam SCADA sub-system, tetapi operasinya harus tetap
dijaga agar independen ( tidak bergantung ) pada operasi lainnya yang
mungkin berhubungan. Jika PMS merupakan bagian dari SCADA,maka jika
terjadi kesalahan atau error pada SCADA, PMS yang terpasang tersebut
akan mati/tidak berfungsi.
Fungsi Utama
- High-speed load shedding
- Low-speed load shedding
- hambatan pada starting pada suatu motor besar
- Tampilan diagram satu garis pada VDU ( Visual Display Unit )
Contoh tampilan dalam VDU :
5. alarm, pesan dan laporan status pada VDU dan printer
6. pembagian daya aktif untuk generator
7. Isochronous control pada sistem frekuensi
8. pembagian daya reaktif untuk generator
9. Isochronous control pada sistem tegangan busbar utama
10. monitoring kondisi dari turbin gas
11. Penjadwalan starting dan waktu kapan mematikan pada generator utama
12. pengendalian reakselerasi dari beban motor
13. auto-sinkronisasi pada generatorutama
14. data logging dan pengarsipan data
15. tampilan trending
16. pengendalian perifer hardware , misalnya VDU, keyboard, printer
17. Komunikasi dengan sistem SCADA.
5 fungsi pertama di atas dapat dikatakan sebagai fungsi yang paling penting.
High-Speed Load Shedding
Load
shedding adalah teknik pengontrolan atau teknik pemutusan beban
berdasarkan prioritas apabila terjadi gangguan yang telah
diimplementasikan pada beberapa lokasi pada sistem yang ada.
Sedangkan
High-speed load shedding ini adalah teknik pemutusan beban dengan
kecepatan tinggi. Tujuan dari teknik ini adalah untuk menanggulangi
suatu sistem bekerja di luar dari batas kestabilan. Perubahan beban yang
signifikan pada sistem kelistrikan menyebabkan suatu sistem berjalan di
luar batas stabil, Untuk itu stabilitas sistem pada sistem kelistrikan
sangat diperlukan. Sehingga sangat penting untuk diberikan load shedding
pada sistem kelistrikan pada pengeboran minyak lepas pantai misalnya.
Tujuan
dari penggunaan load shedding dengan kecepatan tinggi ini adalah untuk
melepaskan atau memutuskan sejumlah beban yang telah ditetapkan
sebelumnya bersamaan dengan sejumlah energi yang hilang pada
generator. Ketika generator, atau mesin penggerak, mengalami kesalahan,
sinyal secara berurutan yang ada di dalam control panel dan sirkuit
utama panel pemutus menyebabkan mesin untuk memutuskannya dengan cepat
dan aman.
Terdapat dua pendekatan proses monitoring, yaitu Presisi dan Aproksimasi.
Pendekatan Presisi
Setiap pemutus rangkaian, kontraktor dan perangkat switching dalam jaringan pada tegangan tinggi diatur untuk membuka dan menutup status. PMS akan terus memeriksa keseimbangan daya aktif di jaringan dan daya konsumsi aktual dari setiap beban. PMS dapat menghitung secara persis berapa banyak beban yang akan ditumpahkan ketika generator mengalami kesalahan.Pendekatan ini merupakan pendekatan yang paling akurat dalam hal memilih beban mana yang akan ditumpahkan dan menjaga kinerja generator dengan sisa beban yang ada.
Pendekatan Aproksimasi
Setiap pemutus rangkaian, kontraktor dan perangkat switching dalam jaringan pada tegangan tinggi diatur untuk membuka dan menutup status. Setiap beban akan diberi nilai daya aktif yang diketahui dari kondisi operasi pabrik dan rating rancang beban. Dalam pendekatan ini, akan selalu ada kemungkinan bahwa satu atau dua beban lebih yang diperlukan akan mengalami kesalahan secara teoritis. Hal ini disebabkan karena beberapa dari beban telah beroperasi pada daya yang lebih rendah dari yang ditugaskan. Pendekatan ini merupakan pendekatan yang paling ekonomis dalam hal perangkat yang diperlukan untuk pelepasan beban. PMS dapat diatur untuk mendeteksi kesalahan pada 86-G dan 86 T-relay, yaitu dengan metode : dari terminal input ( kumparan operasi ) dari 86 relay atau dari kontak output dari 86 estafet. Metode kumparan operasi lebih disukai oleh pabrik karena relay dengan kecepatan tinggi dapat digunakan secara paralel dengan koil 86 estafet.
Load Shedding Priority Table
Dalam kita melakukan pemutusan atau pelepasan beban, maka kita harus memperhatikan urutan prioritas beban yang akan dilepaskan tersebut. Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa dalam kita melakukan pelepasan beban, harus berdasarkan urutan prioritasnya, tidak seenaknya saja melepaskan beban. Di bawah ini tabel yang berisi prioritas beban yang akan dilepaskan:
Tabel di atas tersimpan dalam memori PMS dan dapat dengan mudah diatur kembali atau dimodifikasi sesuai dengan usia plant. Karena berbagai macam proses terjadi di dalam suatu plant, maka tabel prioritas di atas harus sering dimodifikasi khususnya pada platform lepas pantai, dimana rasio gas dengan minyak berubah terhadap waktu. Mungkin tidak diperlukan untuk menempatkan semua konsumen tegangan tinggi dalam tabel prioritas. Daya total papan nama para konsumen ketika dikalikan dengan faktor (K), adalah sama dengan nilai laju output dari satu generator ketika sedang beroperasi pada suhu tertingginya.
Besarnya nilai K harus mempertimbangkan :
- kondisi mesin kotor
- suhu tertinggi
- faktor beban tertinggi pada suatu generator
- tingkat operasi masing-masing pelepasan beban konsumen
- sebuah kontingensi jika dirasa perlu
- Penilaian kembali pentingnya pengumuran suatu plant
- pemisahan dan masa depan konsumen
- Dasar dan puncak loading suatu plant
Low-speed Load Shedding
Low-speed
load shedding merupakan teknik pelepasan beban dengan kecepatan rendah.
Teknik ini diterapkan pada generator yang bekerja secara individual.
Pelepasan beban dengan kecepatan rendah ini memperhitungkan jangka waktu
dan trending yang cenderung menuju ke kondisi overload. Overload dapat
dideteksi secara langsung maupun tidak langsung dengan cara seperti
berikut :
- Pengukuran daya aktif pada terminal generator
- Pengukuran suhu operasi gas turbin
- Pengukuran frekuensi sistem tenaga listrik
Ketika
plant bekerja dengan faktor beban di atas 90% maka penting untuk
memastikan bahwa semua generator memiliki beban yang sama. Pemerataan
beban sering diserahkan kepada masing-masing governor atau dilakukan
secara manual. Dalam PMS juga dapat dilakukan pemerataan beban secara
otomatis. Pemerataan beban ini dilakukan untuk menjaga gas turbin dalam
keadaan bersih dan juga dapat mengetahui jika suatu generator tersebut
tidak sesuai dengan operasi yang sedang diterapkan. Ketidaksesuaian
dalam operasi tenaga listrik dan kebersihan mesin pada saat yang
bersamaan, maka ada kemungkinan misalnya salah satu generator turbin gas
akan beroperasi sangat dekat dengan batas atasnya. Ini akan terlihat
pada saat suhu operasi yang sangat tinggi. Dalam kondisi steady load
ini, suhu yang tinggi dapat ditoleransi untuk waktu yang lama. Bila
plant memiliki sejumlah motor besar,sebanding dengan rating untuk itu
salah satu generator, maka ketika motor mulai bekerja akan menyebabkan
gangguan daya yang signifikan pada busbar utama. Gangguan ini akan
dibagi ke semua generator yang ada dan dapat berlngsung selama 0.5
sampai 20 detik tergantung pada saat motor-up. Oleh karena gangguan
mungkin cukup besar dan cukup lama yang dapat menyebabkan suhu operasi
dari beban terbesar generator itu dapat melebihi batas
trippingnya. Generator ini kemudian akan dimatikan. PMS akan menerima
sinyal shut-down dari salah satu 86 lock-out relay, dan akan merespon
dengan cara yang persis sama seperti dengan pelepasan beban kecepatan
tinggi.
Inhibiting the Starting of Large Motor
Dalam
hal ini yaitu menghambat daya / energi starting dari suatu motor besar.
Adanya penurunan tegangan dapat menghambat hal tersebut. Di bawah ini
merupakan persamaan untuk menghitung penurunan tegangan:
kemudian
persamaan di atas direarrange kembali sehingga kita dapat menentukan
rating motor terbesar untuk volt-drop tertentu. Persamaan tersebut
menjadi :
Hal
ini dapat dilihat bahwa faktor yang paling membatasi adalah low
standing load atau beban dengan faktor daya yang mendekati 1. Dalam
kasus ini rating motor sebesar 27% dari total kapasitas pembangkit
kVA. Jika volt-drop bertambah di kabel generator dan motor maka batas
27% akan dikurangi menjadi antara 20 dan 22%. PMS dapat menghambat daya
starting dari motor besar jika ada kapasitas kW yang cukup untuk
menjalankan generator.
VDU Display of One-line DiagramsSebuah PMS dapat diatur untuk menampilkan status dari power system dalam bentuk diagram satu garis. Diagram satu garis ini dapat ditampilkan berwarna dengan warna yang berbeda sesuai dengan fungsinya, seperti :
- Busbar hijau dan feeders = hidup
- Busbar merah dan feeders = de-energised
- Perangkat yang putih = withdrawn dari layanan
- Perangkat yang kuning = mengalami kesalahan
Setiap switchboard dalam jaringan distribusi utama dapat memiliki sendiri tampilan diagram satu garisnya, dan untuk switchboards yang lebih rumit juga dapat ditampilkan. Daya aktif dan reaktif serta arus yang mengalir dapat ditampilkan untuk setiap item mana yang cocok dan analog dengan transducer yang telah dilengkapi dalam sistem itu.Semua nama dan nomor tag dapat ditampilkan pada VDU untuk kejelasan.
Active Power Sharing for Generators
PMS dapat diprogram untuk menghitung daya rata-rata setiap generator dan dengan demikian sehingga dapat menentukan ketidaksesuaian daya masing-masing generator. PMS dapat menggunakan setiap ketidaksesuaian daya tersebut untuk iteratif menyesuaikan set point dari governor yang sesuai tanpa mengubah frekuensi umumnya.
Isochronous Control of System Frequency
Dalam pembangkit listrik , isochronous berarti bahwa frekuensi listrik yang dihasilkan adalah ‘flat’ atau konstan, dan tidak ada generator drop. Dalam hal ini mungkin untuk menempatkan kontroler pada set titik kontrol terpisah dari individual governor. Skema tersebut dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam PMS karena semua pengukuran dan sinyal keluaran ada jika skema load-sharing juga ada. Master integral controller harus lambat bertindak relatif terhadap waktu respon dari tindakan kontrol governor. Untuk sistem power 50 Hz, sebagai contoh, frekuensi dari master set point harus ditetapkan pada 50 Hz atau frekuensi lain yang sesuai dengan kondisi operasi.
Jika diperlukan untuk menonaktifkan kontroler isochronous ketika plant mempunyai beban yang berat, maka PMS harus menghitung set poin dari individual governor untuk frekuensi sistem yang sesuai dengan overall drop. Fitur ini akan mencegah sistem frekuensi naik terlalu tinggi ketika plant memiliki beban yang ringan. Ketika frekuensi naik, masing-masing motor akan berjalan pada kecepatan yang lebih tinggi dan dengan demikian akan mengkonsumsi lebih sedikit daya. Motor biasanya berjalan dekat dengan rating papan nama,maka ada kemungkinan bahwa arus tinggi dapat mengaktifkan proteksi arus motor.
Reactive Power Sharing for Generators
Ada kemungkinan untuk mengkompensasi ketidakcocokan daya reaktif yang disampaikan oleh masing-masing generator dengan cara yang sama. Jika ini tercapai bersama-sama dengan mengurangi ketidakcocokan daya aktif, maka setiap generator akan beroperasi pada saat yang sama. Hal ini akan menghilangkan kemungkinan overcurrent yang terjadi di salah satu generator ketika ada daya dengan load factor tinggi . Metode yang dapat digunakan yaitu dengan mengganti frekuensi dengan tegangan busbar.
Isochronous Control of Busbar Voltage
Master set point akan menjadi tegangan busbar. Master controller harus bertindak lambat relatif terhadap waktu respon dari tindakan kontrol AVR, sehingga untuk menghindari kemungkinan terjadinya osilasi saat beroperasi atau bahkan tidak stabil.Konsep yang sama dapat digunakan untuk menjaga overload tegangan pada beban ringan.
Condition Monitoring of the Gas Turbines
Mesin gas turbin sangat penting untuk pengoperasian pembangkit industri, pesawat dan kendaraan dengan biaya pemeliharaan yang cukup tinggi. Secara tradisional, operator mesin gas turbin telah berusaha untuk mengurangi biaya dengan cara melakukan pemeliharaan preventif pada interval yang tetap, dalam upaya untuk menghindari kemungkinan terjadinya kegagalan kerja mesin. Kebutuhan pemeliharaan mesin ditentukan sesuai dengan kondisi operasinya.
Peringatan dini kondisi mesin yang berbahaya bisa terjadi, harapannya adalah prekursor kegagalan komponen seringkali diidentifikasi terlebih dahulu dari kegagalan yang sebenarnya. Teknik pemantauan kondisi juga diterapkan pada mesin selama proses pengembangan, dan seluruh pengujian produk. Dalam perkembangannya mesin biasanya dibangun kembali dan dilkaukan uji berkali-kali. Penilaian kesehatan komponen selama proses ini dapat menghindari terjadi kerusakan komponen dan potensi bahaya.
Daya output dari gas turbin sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu lingkungan dan keadaan kebersihan peralatan pembakaran dan bilah turbin listrik. PMS dapat diprogram untuk memperhitungkan suhu lingkungan dengan menyimpan daya mesin yang baru yang dibandingkan dengan karakteristik suhu lingkungan. Penurunan daya pada mesin kotor dapat dinilai dengan mengukur daya listrik pada suhu tertentu dan suhu operasi yang sesuai. Dalam keadaan mesin yang lebih kotor maka suhu operasi akan naik pada kondisi daya listrik dan suhu lingkungan tertentu.
Scheduling the Starting Up and Shutting Down of the Main Generators
PMS dapat digunakan untuk menjadwalkan kapan dinyalakan dan kapan dimatikan suatu generator utama. Metode ini secara sederhananya sebagai berikut : mengatur faktor beban masing-masing generator misalnya 75% sedangkan generator yang lain memiliki faktor beban yang lebih rendah misalnya 60%. Beban suatu plant yang menurun maka generator beroperasi pada faktor beban yang menurun juga. Ketika masing-masing generator telah diturunkan bebannya menjadi faktor beban yang lebih rendah maka PMS akan menyarankan operator untuk mematikan satu generator. Proses ini akan terus berulang hingga tersisa hanya ada satu generator yang masih bekerja.
Dalam hal ini, diperlukan margin antara pengaturan atas dan pengaturan bawah dari faktor beban suatu generator. Penjadwalan yang terlalu sering akan menyebabkan terjadinya fluktuasi beban. PMS menghitung pemuatan informasi rata-rata setiap 30 menit. Ini akan memastikan bahwa fluktuasi yang dikarenakan waktu mulai dan berhenti dari motor beban tidak akan menciptakan efek yang tidak dapat diterima.
Control of the Reacceleration of Motor Loads
Reacceleration adalah metode otomatis restart motor setelah terduga terjadi percepatan yang disebabkan oleh peristiwa sistem tegangan, seperti, dips, padam, atau transfer bus. Skema reacceleration dirancang untuk meminimalkan gangguan pada proses yang terjadi. Beberapa pusat kontrol motor dirancang untuk memungkinkan starter motor agar tertutup kembali pada pemulihan utama tegangan busbar. Hal ini terutama diperlukan untuk darurat dan beban penting, misalnya pompa air pendingin dan pompa minyak pelumas untuk mesin generator.
Jika pasokan hilang untuk waktu yang singkat, atau bahkan waktu yang lama, maka beban tersebut harus diizinkan untuk merestart tanpa campur tangan operator. Jika ada sejumlah besar motor untuk me-restart (atau disebut juga mengalami percepatan kembali) maka akan ada gelombang besar pengumpan utama jika memulainya pada waktu yang sama. Hal ini akan menyebabkan penurunan tegangan pada busbar umum. Demikian pula jika ada kelompok kontrol motor memusatkan semua dalam keadaan sama restart motor mereka, maka mereka bersama busbar misalnya switchboard pembangkit utama, akan mengalami penurunan tegangan yang signifikan yang mungkin tidak diterima.
Semua fungsi yang diperlukan untuk me-restart motor dapat diprogram dalam PMS. Tujuannya untuk merancang perangkat program yang dapat dibangun ke setiap pusat kontrol motor.
Auto-syncronising of the Main Generators
Dalam arus bolak balik, sinkronisasi adalah proses pencocokan kecepatan dan frekuensi generator atau sumber lain ke jaringan. Sebuah generator AC tidak dapat memberikan listrik ke jaringan listrik kecuali jika frekuensi antara keduanya sama. Jika dua segmen grid terputus, mereka tidak dapat bertukar listrik AC lagi sampai mereka dibawa kembali ke sinkronisasi yang tepat.
Sebuah generator DC dapat dihubungkan ke jaringan listrik dengan mengatur tegangan terminal sirkuit terbuka agar sesuai dengan tegangan jaringan dengan baik menyesuaikan kecepatan atau eksitasi bidangnya. Kecepatan mesin yang tepat tidak begitu diperhatikan. Namun, mesin AC harus sesuai baik amplitudo dan waktu dari tegangan jaringan, yang membutuhkan kecepatan dan eksitasi secara sistematis dikendalikan untuk sinkronisasi.
Jika PMS menggabungkan daya aktif dan reaktif, hal itu merupakan alasan yang sederhana untuk menambah sistem auto-sinkronisasi untuk generator. Generator yang akan disinkronisasi akan dimulai dan bekerja dengan urutan normal, seperti yang diberikan oleh produsen, satu untuk turbin dan satu untuk eksitasi generator. Pada akhir urutan ini kecepatan generator dan terminal tegangan akan menjadi dekat dengan nilai-nilai berjalan busbar mereka.
PMS kemudian akan memberikan tanda sebagai tanda untuk memulai proses auto-sinkronisasi, baik oleh sinyal dari panel kontrol turbin-generator atau dari operator. PMS akan menggunakan komparator untuk frekuensi dan komparator lain untuk terminal tegangan. Terminal tegangan generator akan diperiksa.
Tiga sinyal kesalahan akan dibuat:
• Kesalahan besarnya tegangan.
• Kesalahan sudut fase tegangan.
• Frekuensi kesalahan.
PMS dapat menggunakan sinyal untuk mengatur set point untuk mengurangi besarnya kesalahan tegangan dan pertama kali governor harus mengurangi kesalahan dari frekuensi, kedua untuk mengurangi kesalahan sudut fasa. PMS kemudian akan mengirimkan sinyal sinkronisasi via Synchronisation Check Relay (25) untuk menutup pemutus sirkuit generator setelah kondisi sebagai berikut :
- Kesalahan besarnya Tegangan ± 0,15%
- kesalahan sudut fasa – 30 derajat sampai 0
- kesalahan frekuensi +0.05%
Data logging, Archiving, Trending Display, Alarm, Messages and Status Reporting
Fasilitas ini biasanya dimasukkan ke dalam sistem SCADA dimana semua data pada plant terkumpul, time stamped, disimpan, ditampilkan dan diprintout. Namun, PMS dapat digunakan untuk mengatasi data dari sistem daya dengan kondisi khusus dalam cara yang sama, baik dengan PMS itu sendiri atau dengan menggunakan perangkat SCADA yang terkait.
Data berikut memberikan tipe data yang akan dikumpulkan dan dilaporkan :
- Perangkat yang putih = withdrawn dari layanan
- Perangkat yang kuning = mengalami kesalahan
Setiap switchboard dalam jaringan distribusi utama dapat memiliki sendiri tampilan diagram satu garisnya, dan untuk switchboards yang lebih rumit juga dapat ditampilkan. Daya aktif dan reaktif serta arus yang mengalir dapat ditampilkan untuk setiap item mana yang cocok dan analog dengan transducer yang telah dilengkapi dalam sistem itu.Semua nama dan nomor tag dapat ditampilkan pada VDU untuk kejelasan.
Active Power Sharing for Generators
PMS dapat diprogram untuk menghitung daya rata-rata setiap generator dan dengan demikian sehingga dapat menentukan ketidaksesuaian daya masing-masing generator. PMS dapat menggunakan setiap ketidaksesuaian daya tersebut untuk iteratif menyesuaikan set point dari governor yang sesuai tanpa mengubah frekuensi umumnya.
Isochronous Control of System Frequency
Dalam pembangkit listrik , isochronous berarti bahwa frekuensi listrik yang dihasilkan adalah ‘flat’ atau konstan, dan tidak ada generator drop. Dalam hal ini mungkin untuk menempatkan kontroler pada set titik kontrol terpisah dari individual governor. Skema tersebut dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam PMS karena semua pengukuran dan sinyal keluaran ada jika skema load-sharing juga ada. Master integral controller harus lambat bertindak relatif terhadap waktu respon dari tindakan kontrol governor. Untuk sistem power 50 Hz, sebagai contoh, frekuensi dari master set point harus ditetapkan pada 50 Hz atau frekuensi lain yang sesuai dengan kondisi operasi.
Jika diperlukan untuk menonaktifkan kontroler isochronous ketika plant mempunyai beban yang berat, maka PMS harus menghitung set poin dari individual governor untuk frekuensi sistem yang sesuai dengan overall drop. Fitur ini akan mencegah sistem frekuensi naik terlalu tinggi ketika plant memiliki beban yang ringan. Ketika frekuensi naik, masing-masing motor akan berjalan pada kecepatan yang lebih tinggi dan dengan demikian akan mengkonsumsi lebih sedikit daya. Motor biasanya berjalan dekat dengan rating papan nama,maka ada kemungkinan bahwa arus tinggi dapat mengaktifkan proteksi arus motor.
Reactive Power Sharing for Generators
Ada kemungkinan untuk mengkompensasi ketidakcocokan daya reaktif yang disampaikan oleh masing-masing generator dengan cara yang sama. Jika ini tercapai bersama-sama dengan mengurangi ketidakcocokan daya aktif, maka setiap generator akan beroperasi pada saat yang sama. Hal ini akan menghilangkan kemungkinan overcurrent yang terjadi di salah satu generator ketika ada daya dengan load factor tinggi . Metode yang dapat digunakan yaitu dengan mengganti frekuensi dengan tegangan busbar.
Isochronous Control of Busbar Voltage
Master set point akan menjadi tegangan busbar. Master controller harus bertindak lambat relatif terhadap waktu respon dari tindakan kontrol AVR, sehingga untuk menghindari kemungkinan terjadinya osilasi saat beroperasi atau bahkan tidak stabil.Konsep yang sama dapat digunakan untuk menjaga overload tegangan pada beban ringan.
Condition Monitoring of the Gas Turbines
Mesin gas turbin sangat penting untuk pengoperasian pembangkit industri, pesawat dan kendaraan dengan biaya pemeliharaan yang cukup tinggi. Secara tradisional, operator mesin gas turbin telah berusaha untuk mengurangi biaya dengan cara melakukan pemeliharaan preventif pada interval yang tetap, dalam upaya untuk menghindari kemungkinan terjadinya kegagalan kerja mesin. Kebutuhan pemeliharaan mesin ditentukan sesuai dengan kondisi operasinya.
Peringatan dini kondisi mesin yang berbahaya bisa terjadi, harapannya adalah prekursor kegagalan komponen seringkali diidentifikasi terlebih dahulu dari kegagalan yang sebenarnya. Teknik pemantauan kondisi juga diterapkan pada mesin selama proses pengembangan, dan seluruh pengujian produk. Dalam perkembangannya mesin biasanya dibangun kembali dan dilkaukan uji berkali-kali. Penilaian kesehatan komponen selama proses ini dapat menghindari terjadi kerusakan komponen dan potensi bahaya.
Daya output dari gas turbin sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu lingkungan dan keadaan kebersihan peralatan pembakaran dan bilah turbin listrik. PMS dapat diprogram untuk memperhitungkan suhu lingkungan dengan menyimpan daya mesin yang baru yang dibandingkan dengan karakteristik suhu lingkungan. Penurunan daya pada mesin kotor dapat dinilai dengan mengukur daya listrik pada suhu tertentu dan suhu operasi yang sesuai. Dalam keadaan mesin yang lebih kotor maka suhu operasi akan naik pada kondisi daya listrik dan suhu lingkungan tertentu.
Scheduling the Starting Up and Shutting Down of the Main Generators
PMS dapat digunakan untuk menjadwalkan kapan dinyalakan dan kapan dimatikan suatu generator utama. Metode ini secara sederhananya sebagai berikut : mengatur faktor beban masing-masing generator misalnya 75% sedangkan generator yang lain memiliki faktor beban yang lebih rendah misalnya 60%. Beban suatu plant yang menurun maka generator beroperasi pada faktor beban yang menurun juga. Ketika masing-masing generator telah diturunkan bebannya menjadi faktor beban yang lebih rendah maka PMS akan menyarankan operator untuk mematikan satu generator. Proses ini akan terus berulang hingga tersisa hanya ada satu generator yang masih bekerja.
Dalam hal ini, diperlukan margin antara pengaturan atas dan pengaturan bawah dari faktor beban suatu generator. Penjadwalan yang terlalu sering akan menyebabkan terjadinya fluktuasi beban. PMS menghitung pemuatan informasi rata-rata setiap 30 menit. Ini akan memastikan bahwa fluktuasi yang dikarenakan waktu mulai dan berhenti dari motor beban tidak akan menciptakan efek yang tidak dapat diterima.
Control of the Reacceleration of Motor Loads
Reacceleration adalah metode otomatis restart motor setelah terduga terjadi percepatan yang disebabkan oleh peristiwa sistem tegangan, seperti, dips, padam, atau transfer bus. Skema reacceleration dirancang untuk meminimalkan gangguan pada proses yang terjadi. Beberapa pusat kontrol motor dirancang untuk memungkinkan starter motor agar tertutup kembali pada pemulihan utama tegangan busbar. Hal ini terutama diperlukan untuk darurat dan beban penting, misalnya pompa air pendingin dan pompa minyak pelumas untuk mesin generator.
Jika pasokan hilang untuk waktu yang singkat, atau bahkan waktu yang lama, maka beban tersebut harus diizinkan untuk merestart tanpa campur tangan operator. Jika ada sejumlah besar motor untuk me-restart (atau disebut juga mengalami percepatan kembali) maka akan ada gelombang besar pengumpan utama jika memulainya pada waktu yang sama. Hal ini akan menyebabkan penurunan tegangan pada busbar umum. Demikian pula jika ada kelompok kontrol motor memusatkan semua dalam keadaan sama restart motor mereka, maka mereka bersama busbar misalnya switchboard pembangkit utama, akan mengalami penurunan tegangan yang signifikan yang mungkin tidak diterima.
Semua fungsi yang diperlukan untuk me-restart motor dapat diprogram dalam PMS. Tujuannya untuk merancang perangkat program yang dapat dibangun ke setiap pusat kontrol motor.
Auto-syncronising of the Main Generators
Dalam arus bolak balik, sinkronisasi adalah proses pencocokan kecepatan dan frekuensi generator atau sumber lain ke jaringan. Sebuah generator AC tidak dapat memberikan listrik ke jaringan listrik kecuali jika frekuensi antara keduanya sama. Jika dua segmen grid terputus, mereka tidak dapat bertukar listrik AC lagi sampai mereka dibawa kembali ke sinkronisasi yang tepat.
Sebuah generator DC dapat dihubungkan ke jaringan listrik dengan mengatur tegangan terminal sirkuit terbuka agar sesuai dengan tegangan jaringan dengan baik menyesuaikan kecepatan atau eksitasi bidangnya. Kecepatan mesin yang tepat tidak begitu diperhatikan. Namun, mesin AC harus sesuai baik amplitudo dan waktu dari tegangan jaringan, yang membutuhkan kecepatan dan eksitasi secara sistematis dikendalikan untuk sinkronisasi.
Jika PMS menggabungkan daya aktif dan reaktif, hal itu merupakan alasan yang sederhana untuk menambah sistem auto-sinkronisasi untuk generator. Generator yang akan disinkronisasi akan dimulai dan bekerja dengan urutan normal, seperti yang diberikan oleh produsen, satu untuk turbin dan satu untuk eksitasi generator. Pada akhir urutan ini kecepatan generator dan terminal tegangan akan menjadi dekat dengan nilai-nilai berjalan busbar mereka.
PMS kemudian akan memberikan tanda sebagai tanda untuk memulai proses auto-sinkronisasi, baik oleh sinyal dari panel kontrol turbin-generator atau dari operator. PMS akan menggunakan komparator untuk frekuensi dan komparator lain untuk terminal tegangan. Terminal tegangan generator akan diperiksa.
Tiga sinyal kesalahan akan dibuat:
• Kesalahan besarnya tegangan.
• Kesalahan sudut fase tegangan.
• Frekuensi kesalahan.
PMS dapat menggunakan sinyal untuk mengatur set point untuk mengurangi besarnya kesalahan tegangan dan pertama kali governor harus mengurangi kesalahan dari frekuensi, kedua untuk mengurangi kesalahan sudut fasa. PMS kemudian akan mengirimkan sinyal sinkronisasi via Synchronisation Check Relay (25) untuk menutup pemutus sirkuit generator setelah kondisi sebagai berikut :
- Kesalahan besarnya Tegangan ± 0,15%
- kesalahan sudut fasa – 30 derajat sampai 0
- kesalahan frekuensi +0.05%
Data logging, Archiving, Trending Display, Alarm, Messages and Status Reporting
Fasilitas ini biasanya dimasukkan ke dalam sistem SCADA dimana semua data pada plant terkumpul, time stamped, disimpan, ditampilkan dan diprintout. Namun, PMS dapat digunakan untuk mengatasi data dari sistem daya dengan kondisi khusus dalam cara yang sama, baik dengan PMS itu sendiri atau dengan menggunakan perangkat SCADA yang terkait.
Data berikut memberikan tipe data yang akan dikumpulkan dan dilaporkan :
- Perubahan status pada pemutus sirkuit utama, starter motor, transformer feeders, pemutus sirkuit busbar bustie, interkonektor switchboard, earthing switch, perangkat withdrawn.
- Tegangan busbars, sistem frekuensi, aliran beban dan aliran arus yang mengalir pada sirkuit utama, power factor dari suatu generator, kondisi lingkungan
- Pengoperasian individual protection relays pada sirkuit utama dan feeders
- Alarm, trips of engine dan generator parameters
- Trending of engine and generator parameters
- Trending of active and reactive total power
a)
Alarm kronologis dan kinerja yang diterima,
b) Alarm dan kinerja yang
diketahui ( atau tidak),
c) Kronologis pesan dan suatu kejadian
Ketika
suatu alarm telah meresetnya, seringkali hilang dari tabel tetapi waktu
dan tanggal dari hilangnya tersebut dapat dicatat sebagai suatu
peristiwa. Warna coding dapat digunakan untuk data yang diketahui dan
tidak diketahui.Sumber : http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211075nurfatonah/2013/04/29/computer-based-power-management-systems/
0 komentar:
Posting Komentar