FREKUENSI Frekuensi adalah salah satu besaran listrik yang merupakan gelombang sinusoidal dari tegangan atau arus listrik dalam satu detik dan diukur dengan besaran Hertz. Frekuensi merupakan salah satu tolok ukur kualitas tenaga listrik Dalam kondisi normal, frekuensi menunjukkan keseimbangan sesaat antara pembangkitan dan beban (load demand).

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

Frekuensi dalam kondisi Gangguan Frekuensi nominal 50 Hz, diusahakan untuk tidak lebih rendah dari 49,5 Hz. atau lebih tinggi dari 50,5 Hz, dan selama waktu keadaan darurat (emergency) dan gangguan frekuensi Sistem diizinkan turun hingga 47.5 Hz atau naik hingga 52.0 Hz sebelum unit pembangkit diizinkan keluar dari operasi;

PENGATURAN FREKUENSI (1) Maksud Dan Tujuan Sistem tenaga diperlukan untuk menyediakan - daya yang berkualitas - perbaikan frekuensi dan tegangan - keandalan sistem tenaga listrik (ketersediaan daya) Pengaturan sistem tenaga memegang peranan penting yaitu diperoleh dengan cara mengatur : - daya aktif - aliran daya - frekuensi - daya reaktif (distribusi daya reaktif) - perbaikan tegangan

PENGATURAN FREKUENSI (2) Dari sisi konsumen Pengaturan Frekuensi diperlukan untuk memperoleh keuntungan-keuntungan berikut : Frekuensi yang stabil bermanfaat untuk mesin-mesin yang bekerja secara otomatis, misalnya komputer. Kestabilan dan kecepatan putar motor-motor listrik dapat meningkatkan kualitas produksi, khususnya dalam bidang tekstil dan industri kertas yang menggunakan motor-motor berkecepatan tinggi. Kestabilan frekuensi juga dibutuhkan di rumah yang menggunakan jam listrik.

PENGATURAN FREKUENSI (3) Pada sisi konsumen Fluktuasi frekuensi tidak terlalu diperhatikan Pengaturan frekuensi lebih dibutuhkan dalam pengoperasian sistem Saat ini, interkoneksi antara sistem-sistem tenaga telah diterapkan

PENGATURAN FREKUENSI (4) Dampak-dampak interkoneksi sistem : Jika terjadi gangguan, pembangkit dan saluran transmisi dapat digantikan oleh pembangkit dan saluran transmisi lain. Interkoneksi memperbaiki pasokan daya dan meningkatkan keandalan. Menurunkan fixed cost dengan cara mencegah investasi ganda peralatan. Operasi paralel dari beberapa pembangkit dapat menurunkan biaya pembangkitan dan meningkatkan availability factor dari peralatan. Sebagai akibat dari penambahan kapasitas, pembangkit dan saluran transmisi dengan kapasitas besar dapat dioperasikan

PENGATURAN FREKUENSI (5) Pengaturan frekuensi dalam interkoneksi sistem tenaga sangat diperlukan karena alasan-alasan berikut : - Kestabilan frekuensi mempermudah Kontrol generator dan governor untuk pembangkit termal kapasitas besar. - Kestabilan pengaturan kecepatan mempermudah operasi boiler dan turbin, menurunkan tekanan termal dan vibrasi sudu-sudu rotor. - Intensitas tekanan uap yang masuk ke sudu-sudu rotor turbin tidak tersebar merata. Intensitas terdiri dari frekuensi dasar dari satu putaran yang dianggap satu siklus dan menambah harmonik yang lebih besar. Sudu-sudu rotor menerima uap sebanding dengan frekuensi dasar dan harmonik yang lebih besar perputarannya.

PENGATURAN FREKUENSI (6) Untuk interkoneksi, frekuensi harus diatur secara presisi sehingga aliran daya berubah sesuai dengan fluktuasi frekuensi. Tegangan berfluktuasi berdasarkan perubahan frekuensi (jika terjadi kesalahan fungsi pengatur tegangan otomatis, fluktuasi frekuensi sebesar 1 % menghasilkan deviasi tegangan 2-3 %), kestabilan frekuensi memudahkan pengaturan tegangan

PENGATURAN FREKUENSI (7) Respon Frekuensi Respon frekuensi adalah karakteristik yang ditampilkan oleh beban dan pembangkitan di suatu sistem (control area dan interkoneksi) di dalam merespon perubahan kesetimbangan beban-pembangkitan yang signifikan; Respon frekuensi biasanya dibahas dalam konteks generator berkapasitas besar trip, karena kejadian gangguan generator trip jauh lebih sering dibandingkan dengan kejadian beban trip Kelompok ‘resources’ yang menahan penurunan frekuensi : a) Beban b) Generator

PENGATURAN FREKUENSI (8) Rekaman Frekuensi

PENGATURAN FREKUENSI 9) Ekskursi Frekuensi Tipikal (1) Frekuensi (Hz) Waktu (detik) A : frekuensi sebelum gangguan C : ekskursi maksimum B : nilai settle frekuensi

PENGATURAN FREKUENSI (10) Ekskursi Frekuensi Tipikal (2) Frekuensi sistem turun dari A ke B : karena pasokan MW berkurang tiba-tiba (generator trip); Frekuensi naik dari B ke C karena : momen inersia dan respon governor yang sehat menambah keluaran MW; penurunan MW beban; pengurangan beban oleh automatic loadshedding (UFR); Frekuensi kembali ke T karena : penambahan keluaran MW generator oleh perintah dispatcher; pengaturan sekunder otomatis (LFC/AGC).

PENGATURAN FREKUENSI (11) Keragaman Nilai Respon Frekuensi

PENGATURAN FREKUENSI (12) Respon Generator Respon frekuensi yang diberikan generator ditentukan oleh: speed droop frequency deadband ramp rate Speed droop menyatakan nilai proporsi perubahan keluaran MW generator terhadap perubahan frekuensi sistem. R dalam (%) = % perubahan frekuensi % perubahan keluaran daya X 100 Frequency deadband adalah nilai perubahan frekuensi dimana governor mulai merespon untuk merubah (menambah atau mengurangi) keluaran MW generator. Ramp rate adalah laju perubahan keluaran MW generator terhadap waktu.

PENGATURAN FREKUENSI (13) Speed Droop Speed droop 5% berarti jika frekuensi berubah 5%, generator akan merubah keluarannya sebesar 100%. Contoh : Pada sistem yang memakai frekuensi standar 50 Hz, jika frekuensi turun sebesar 0,25 Hz, generator 175 MW dengan droop 3% akan menambah keluarannya sebesar 0,25 0,03 X 50 X 175 = 29,2 MW =

PENGATURAN FREKUENSI (14) Speed Droop

PENGATURAN FREKUENSI (15) Speed Droop

PENGATURAN FREKUENSI (16) Speed Droop

PENGATURAN FREKUENSI (17) Frequency Deadband Deadband dari speed-governor didefinisikan sebagai besar total perubahan laju (frekuensi) yang tidak menghasilkan perubahan katub (valve/gate) yang dikendalikan governor Dinyatakan dalam % dari laju (frekuensi) rated Standar IEEE untuk : governor turbin uap besar, maksimum 0,06 % (IEEE Standard No. 122-1991); governor turbin air, maksimum 0,02 % (IEEE Standard No. 125-1988); Efek deadband terhadap respon governor tergantung pada nilai perubahan frekuensi. Jika nilai perubahan frekuensi lebih kecil dari deadband, governor tidak merespon.

PENGATURAN UNIT PEMBANGKIT (1) Pengaturan Primer Frekuensi

PENGATURAN UNIT PEMBANGKIT (2) Kesetimbangan Pembangkitan-Beban

PENGATURAN UNIT PEMBANGKIT (3) Kesetimbangan Pembangkitan-Beban

PENGATURAN UNIT PEMBANGKIT (4) Kesetimbangan Pembangkitan-Beban

PENGATURAN UNIT PEMBANGKIT (5) Perubahan Frekuensi

PENGATURAN UNIT PEMBANGKIT (6) Cara Pengaturan Frekuensi

PENGENDALIAN FREKUENSI Meskipun Beban Konsumen Selalu Berubah-Ubah, Frekuensi Sistem Harus Tetap Dipertahankan Pada Nominal 50 Hz, dengan Toleransi +/- 0,2 Hz. Langkah pengendalian menjaga frekuensi pada keadaan nominal - 50 Hz: 1. Pengaturan primer dari unit pembangkit yang beroperasi Free Governor 2. Pengaturan sekunder oleh program Load Fre-quency Control ( LFC ) Pengaturan pembebanan unit pembangkit secara manual Pelepasan Beban (Manual & Automatic Load Shedding)

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 49,10 Df/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)

TERIMA KASIH