peng frekuenzy
-
Upload
dido-nugroho -
Category
Documents
-
view
54 -
download
2
description
Transcript of 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.
Kesetimbangan beban dan pembangkitan
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.
Kesetimbangan beban dan pembangkitan
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.
Speed Regulation (Droop)
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
Speed Regulation (Droop)
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
Speed Regulation (Droop)
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)
43 MW
Jika Frekuensi Naik50,5 Hz
Speed Regulation (Droop)
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)
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
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