Operasi sistem tenaga listrik yang baik mempunyai tujuan yaitu supaya energi listrik yang dihasilkan harus ekonomis, bermutu dan aman (secure). Tuntutan mutu listrik yang baik sangat disadari oleh para pengelola operasi sistem. Mutu ditentukan oleh tegangan dan frekuensi, sedang sekuriti ditujukan untuk pembangkit dan jaringan dan ditentukan oleh daya pengoperasian untuk menghadapi gangguan. Keekonomian meliputi biaya investasi, sistem kendali dan biaya operasi. Mutu dan sekuriti berlawanan dengan keekonomian; artinya mutu yang baik dan sistem yang aman akan memerlukan biaya yang tinggi.
Pemeliharaan mutu listrik yang baik merupakan refleksi keberhasilan pengendalian operasi. Kegiatan ini menggambarkan tingkat pelayanan produsen listrik kepada konsumennya. Tuntutan mutu tegangan dan frekuensi yang baik merupakan sebagian dari kendala operasi yang harus dipenuhi. Sementara itu mutu listrik yang baik apabila frekuensi dan tegangan tidak terlalu menyimpang dari nilai nominalnya. Untuk itu, daya yang dibangkitkan harus diusahakan sama dengan daya beban sistem.
Pelaksanaan Operasi Sistem Tenaga Listrik
Dalam pelaksanaan operasi sistem tenaga listrik, energi listrik yang diproduksi harus sama dengan energi listrik yang dikonsumsi. Hal ini disebabkan karena energi listrik tidak dapat disimpan. Kesamaan ini dapat dilihat melalui frekuensi dan tegangan. Artinya, bila energi listrik yang diproduksi lebih kecil dari energi listrik yang dikonsumsi maka frekuensi dan tegangan turun. Sebaliknya bila energi listrik yang diproduksi lebih besar dari energi listrik yang dikonsumsi, akibatnya frekuensi dan tegangan naik.
1. Pengaturan Frekuensi
Pengaturan frekuensi adalah pengaturan pasokan daya nyata dari pembangkit frekuensi itu diatur supaya berada pada kisaran yang ditentukan Berarti pengatur frekuensi dilakukan dengan mengatur keluaran daya nyata unit pembangkit agar selalu sesuai dengan kebutuhan beban. Selisih antara beban dengan pasokan pembangkit pada saat pembangkit produksinya meningkat dan menurun secara tajam akan dikompensasi oleh pengaturan frekuensi dengan menggunakan Load Frequensi Control (LFC). Dengan demikian perubahan frekuensi tidak terlalu besar hal ini akan menunjang mutu dan sekuriti. Perubahan frekuensi yang tajam terjadi karena pembangkit atau beban hilang (trip). Dengan memanfaatkan cadangan pengaturan frekuensi akan bereaksi dengan cepat sehingga dapat mengembalikan ke frekuensi ke 50 HZ. Rentang frekuensi normal, jika terjadi perubahan frekuensi 0,5 HZ maka pembangkit yang berskala besar yang trip, atau gangguan terjadi pada sistem penyaluran yang mengakibatkan akan kehilangan beban
2. Pengaturan Tegangan
Pada sistem yang cukup besar (sistem Jawa-Bali) pengaturan tegangannya cukup sulit. Hal ini disebabkan beban yang bermacam-macam jenisnya, pembangkit yang tersebar dan daya reaktif yang berubah-ubah karena beban berubah. Persoalan tegangan yang rumit terjadi ketika beban sistim sangat rendah yaitu pada hari libur (atau hari raya), dimana pembangkit yang beroperasi sedikit berarti menyerap daya reaktif juga sedikit, sedang daya reaktif yang ada pada sistim sangat besar akibatnya tegangan menjadi tidak stabil (teratur). Untuk mengatur tegangan dilakukan dengan cara melepas kapasitor dan menyambung reaktor, mengatur pembangkit menyerap daya reaktif dan mengatur posisi sadapan (tap) transformator tenaga.
Pengendalian operasi sistem tenaga listrik berupaya agar mutu listrik yang baik tetap terpelihara, yaitu: memenuhi tuntutan tegangan, frekuensi, dan semua komponen sistem tenaga listrik beroperasi dalam batasan operasionalnya yang telah disepakati. Dengan demikian, seluruh variabel listrik yang mempunyai kendala operasi harus dapat dipantau atau dapat diketahui melalui hasil perhitungan di pusat pengendalian operasi agar usaha perbaikannya dapat dilakukan. Keputusan operasi untuk memperbaikinya merupakan hasil perhitungan atau simulasi guna mendapatkan solusi serta pengendaliannya yang optimal.
3. Sekuriti
Sekuriti dapat diartikan sebagai kondisi yang bebas dari bahaya atau risiko. sehingga diperoleh suatu jaminan keamanan. Hal ini sesuai dengan keinginan konsumen yaitu kontinuitas penyaluran daya atau pelayanan dapat berjalan dengan baik tanpa mengalami gangguan. Pengelola operasi yang menerapkan konsep sekuriti tentunya mereka harus berupaya supaya kontinuitas penyaluran daya dapat dipertahankan atau dipelihara meskipun ada kemungkinan terjadinya gangguan di jaringan. Fungsi sekuriti di pengendalian operasi sistem tenaga listrik merupakan upaya agar kondisi normal sistem tetap dapat dipelihara.
Fungsi ini dilaksanakan dengan memperhatikan beberapa faktor seperti lingkungan eksternal, kelakukan dinamik sistem yang selalu berubah, tuntutan operasi sistem yang ekonomis, kemampuan dan karakteristik peralatan jaringan, pemeliharaan dan perbaikan di sistem ataupun cara pengoperasian sistem itu sendiri.
Pengendalian sekuriti sistem tenaga listrik merupakan masalah yang sangat menarik dan menjadi tantangan menuju tingkat sekuriti yang diinginkan. Peranan matematika dalam bidang sekuriti sangat penting, karena kemampuan analisisnya yang selaras dengan tingkat pengendalian yang diinginkan.
4. Gangguan
Gangguan dapat disebabkan dari dalam sistem ataupun dari luar dan akan selalu ada serta merupakan hubungan timbal balik antara sistem dan lingkungannya. Sangat sulit untuk dapat diketahui kapan dan dimana lokasi gangguan akan terjadi dan adanya ketidaktentuan di dalam pengendalian operasi sistem tenaga listrik. Gangguan/ kendala jaringan dapat menyebabkan terjadinya defisit daya. Jika defisit daya terprediksi maka upaya yang dilakukan adalah mengurangi konsumsi beban yaitu dengan melepas beban. Jika gangguan berupa kehilangan pembangkitan yang cukup besar maka frequensi akan turun cukup dalam sehingga menyebabkan gangguan menjadi luas. Untuk mengatasi gangguan ini maka pada sistem harus dilengkapi dengan skema load shedding yang menggunakan under frequency relay (UF ).
Gangguan pada jaringan listrik yang tidak dapat dihindari :
- Sambaran petir pada pada saluran udara tegangan tinggi yang menyebabkan kawat netralnya putus dan selanjutnya terjadi hubungan singkat dengan kawat phasa lainnya.
- Karena suatu sebab terjadi hubung singkat salah satu kawat phasa saluran udara tegangan tinggi dengan tanah.
Untuk peralatan utama pada sistem tenaga listrik biasanya dilengkapi oleh alat pengaman yang akan bekerja secara otomatis ketika peralatan utama mengalami kegagalan dalam menjalankan fungsinya. Alat pengamannya itu bekerja secara otomatis mengeluarkan peralatan utama dari jaringan sehingga gangguan yang lebih luas dapat dicegah. Gangguan ini dapat disebabkan oleh kegagalan mekanisme ataupun kesalahan dalam pengoperasiannya.
Kelakuan dinamik sistem yang tidak stabil akan menyebabkan terjadinya gangguan yang unik berupa krisis keutuhan sistem untuk tetap dalam keadaan selaras. Misalnya keserempakan unit pembangkit tetap dapat dipertahankan. Gangguan ini sulit untuk di deteksi karena kelakuan dinamik sistem sangat tergantung kepada: konfigurasi jaringan, karakteristik dinamik unit pembangkit yang sedang beroperasi atau pun karakteristik beban yang sedang dilayani.
Pengendalian Operasi Sistem Tenaga Listrik, ditulis: Deni Almanda – Dosen Fakultas Teknik UMJ
