PENERAPAN SCADA DALAM KELISTRIKAN

A.     SCADA Pada Sistem Tenaga Listrik

Fasilitas 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.

Fungsi kendali pengawasan mengacu pada operasi peralatan dari jarak jauh, seperti switching circuit breaker, pengiriman sinyal balik untuk menunjukkan atau mengindikasikan kalau operasi yang diinginkan telah berjalan efektif. Sebagai contoh pengawasan dilakukan dengan menggunakan indikasi lampu, jika lampu hijau menyala menunjukkan peralatan yang terbuka (open), sedang lampu merah menunjukkan bahwa peralatan tertutup (close), atau dapat menampilkan kondisi tidak valid yaitu kondisi yang tidak diketahui apakah open atau close. Saat RTU melakukan operasi kendali seperti membuka circuit breaker, perubahan dari lampu merah menjadi hijau pada pusat kendali menunjukkan bahwa operasi berjalan dengan sukses.

Operasi pengawasan disini memakai metode pemindaian (scanning) secara berurutan dari RTU-RTU yang terdapat pada Gardu Induk-Gardu Induk. Sistem ini mampu mengontrol beberapa RTU dengan banyak peralatan pada tiap RTU hanya dengan satu Master Station. Lebih lanjut, sistem ini juga mampu mengirim dari jarak jauh data-data hasil pengukuran oleh RTU ke Master Station, seperti data analog frekuensi, tegangan, daya dan besaran-besaran lain yang dibutuhkan untuk keseluruhan / kekomplitan operasi pengawasan.

Keuntungan sistem SCADA lainnya ialah kemampuan dalam membatasi jumlah data yang ditransfer antar Master Station dan RTU. Hal ini dilakukan melalui prosedur yang dikenal sebagai exception reporting dimana hanya data tertentu yang dikirim pada saat data tersebut mengalami perubahan yang melebihi batas setting, misalnya nilai frekuensi hanya dapat dianggap berubah apabila terjadi perubahan sebesar 0,05 Herzt. Jadi apabila terjadi perubahan yang nilainya sangat kecil maka akan dianggap tidak terjadi perubahan frekuensi. Hal ini adalah untuk mengantisipasi sifat histerisis sistem sehingga nilai frekuensi yang sebenarnya dapat dibaca dengan jelas.

Master Station secara berurutan memindai (scanning) RTU-RTU dengan mengirimkan pesan pendek pada tiap RTU untuk mengetahui jika RTU mempunyai informasi yang perlu dilaporkan. Jika RTU mempunyai sesuatu yang perlu dilaporkan, RTU akan mengirim pesan balik pada Master Station, dan data akan diterima dan dimasukkan ke dalam memori komputer. Jika diperlukan, pesan akan dicetak pada mesin printer di Master Station dan ditampilkan pada layar monitor.

Siklus pindai membutuhkan waktu relatif pendek, sekitar 7 detik  (maksimal 10 detik). Siklus pindai yaitu pemindaian seluruh remote terminal dalam sistem. Ketika Master Station memberikan perintah kepada sebuah RTU, maka semua RTU akan menerima perintah itu, akan tetapi hanya RTU yang alamatnya sesuai dengan perintah itulah yang akan menjalankannya. Sistem ini dinamakan dengan sistem polling. Pada pelaksanaannya terdapat waktu tunda untuk mencegah kesalahan yang berkaitan dengan umur data analog.

Selain dengan sistem pemindaian, pertukaran data juga dapat terjadi secara incidental (segera setelah aksi manuver terjadi) misalnya terjadi penutupan switch circuit breaker oleh operator gardu induk, maka RTU secara otomatis akan segera mengirimkan status CB di gardu induk tersebut ke Master Station. Dispatcher akan segera mengetahui bahwa CB telah tertutup.

Ketika operasi dilakukan dari Master Station, pertama yang dilakukan adalah memastikan peralatan yang dipilih adalah tepat, kemudian diikuti dengan pemilihan operasi yang akan dilakukan. Operator pada Master Station melakukan tindakan tersebut berdasar pada prosedur yang disebut metode “select before execute (SBXC)“, seperti di bawah ini:

1.      Dispatcher di Master Station memilih RTU.

2.      Dispatcher memilih peralatan yang akan dioperasikan.

3.      Dispatcher mengirim perintah.

4.      Remote Terminal Unit mengetahui peralatan yang hendak dioperasikan.

5.      Remote Terminal Unit melakukan operasi dan mengirim sinyal balik pada Master Station ditunjukkan dengan perubahan warna pada layar VDU dan cetakan pesan pada printer logging. Prosedur di atas meminimalkan kemungkinan terjadinya kesalahan operasi.

Jika terjadi gangguan pada RTU, pesan akan dikirim dari RTU yang mengalami gangguan tadi ke Master Station, dan pemindaian yang normal akan mengalami penundaan yang cukup lama karena Master Station mendahulukan pesan gangguan dan menyalakan alarm agar operator dapat mengambil tindakan yang diperlukan secepatnya. Pada saat yang lain, pada kebanyakan kasus, status semua peralatan pada RTU dapat dimonitor setiap 2 detik, memberikan informasi kondisi sistem yang sedang terjadi pada operator di Pusat Kendali (RCC).

Hampir semua sistem kendali pengawasan modern berbasis pada komputer, yang memungkinkan Master Station terdiri dari komputer digital dengan peralatan masukan keluaran yang dibutuhkan untuk mengirimkan pesan-pesan kendali ke RTU serta menerima informasi balik. Informasi yang diterima akan ditampilkan pada layar VDU dan/atau dicetak pada printer sebagai permanent records. VDU juga dapat menampilkan informasi grafis seperti diagram satu garis. Pada RCC (pusat kendali), seluruh status sistem juga ditampilkan pada Diagram Dinding (mimic board), yang memuat data mengenai aliran daya pada kondisi saat itu dari RTU.

B.     Operasional SCADA pada sistem tenaga listrik

Pengaturan  tenaga  listrik  pada  sistem interkoneksi  dilaksanakan  oleh  pusat pengaturan  sistem  tenaga  listrik.  Dalam pelaksanaanya,  pusat  pengatur  sistem  tenaga listrik  PT.PLN  (Persero)  khususnya  dispatcher  membutuhkan peralatan  yang  berbasis  komputer  sehingga data  informasi  yang  dibutuhkan  lebih  cepat dan  akurat.  Sistem  pengaturan  berbasis komputer  yang  digunakan  adalah  SCADA yang  terdiri  dari  perlengkapan  hardware  dan software.

Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU  (Remote  Terminal  Unit),  sebuah  Master Station/ACC  (Area  Control  Center),  dan jaringan  telekomunikasi  data  antara  RTU  dan ACC.  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  ACC  melalui  jaringan telekomunikasi data. Fungsi Sistem SCADA pada sistem tenaga listrik. Fungsi  utama  sistem  SCADA  ada  3 macam :

1.      Telecontrolling,  yaitu  pengoperasian peralatan switching pada Gardu Induk atau Pusat  Pembangkit  yang  jauh  dari  pusat kontrol.  Telecontrolling  digunakan  untuk: Membuka  dan  menutup  PMT   (circuit breaker)  sisi  150  kV,  baik  untuk  Line Feeder maupun untuk Trafo Distribusi.

2.      Telesignaling  atau  teleindikasi,  yaitu mengumpulkan  informasi  mengenai kondisi  sistem  dan  indikasi  operasi, kemudian  menampilkannya  pada  pusat kontrol  secara  real time. Setiap perubahan kondisi  sistem  langsung  dapat  diketahui tanpa  menunggu  laporan  dari  Operator  di Gardu  Induk  dan  pusat  tenaga  listrik. Informasi indikasi perlu untuk mengetahui bahwa  operasi  yang  dijalankan  (seperti pemutusan Circuit Breaker) telah berhasil. Keadaan  yang  dapat  dipantau  adalah sebagai berikut :

a.       Status PMT/PMS.

b.      Alarm-alarm  seperti  proteksi  dan peralatan lain.

c.       Posisi kontrol jarah jauh.

d.      Posisi perubahan tap transformator.

e.       Titik  pengesetan  unit  pembangkit tertentu.

3.      Telemetering,  yaitu  melaksanakan pengukuran besaran-besaran sistem tenaga listrik   pada  seluruh  bagian  sistem,  lalu menampilkannya  pada  Pusat  Kontrol. Besaran-besaran yang dapat diukur adalah sebagai berikut:

a.       Tegangan bus bar.

b.      Daya aktif dan reaktif unit pembangkit.

c.       Daya  aktif  dan  reaktif  trafo  500/  150 KV, 150/30 KV dan 150/22 KV.

d.      Daya  aktif  dan  reaktif penghantar/penyulang.

e.       Frekuensi Sistem

Besaran seperti daya, arus dan tegangan di seluruh  bagian  sistem  nantinya berpengaruh  pada  perencanaan  maupun pelaksanaan operasi sistem tenaga.