Pengaturan Frekuensi Sistem Tenaga Listrik

Salah satu karakteristik pada sistem tenaga listrik yang sangat penting untuk dijaga kestabilannya adalah frekuensi. Pentingnya menjaga frekuensi berkaitan erat dengan upaya untuk menyediakan sumber energi yang berkualitas bagi konsumen. Pasokan energi dengan frekuensi yang berkualitas baik akan menhindarkan peralatan konsumen dari kerusakan (umumnya alat hanya dirancang untuk dapat bekerja secara optimal pada batasan frekuensi tertentu saja – 50 s.d 60 Hz).

Pengendalian frekuensi tidak semata untuk memuaskan pelanggan semata, tindakan ini juga bertujuan untuk menjaga kestabilan sistem. Bagaimanakah hubungan antara frekuensi dan kestabilan sistem? Beberapa baris tulisan berikut mungkin dapat menjelaskan hal ini.

Pertama kita lihat hubungan antara torsi mekanik (Tm), torsi elektrik (Te), jumlah total moment inersia dari rotor (J), dan percepatan angular dari rotor

Dari rumus diatas terlihat bahwa ketika :

• Torsi mekanik = torsi elektrik maka Ta=0 yang berarti pula tidak ada percepatan yang dialami oleh rotor. Karena tidak ada percepatan, maka rotor berputar pada kecepatan yang tetap sehingga mengahasilkan tegangan dengan frekuensi yang konstan. Keadaan ini terjadi ketika tercapai keseimbangan antara jumlah energi yang dibangkitkan dengan energi yang diserap beban
• Tm > Te maka tercipta kelebihan torsi sebesar Ta yang menyebabkan timbulnya percepatan rotor sebesar sehingga frekuensi tegangan yang dibangkitkan naik sampai tercapai nilai tertentu dan tercipta keseimbangan baru antara Tm dan Te.
• Tm < Te maka tercipta kekurangan torsi sebesar Ta yang menyebabkan timbulnya perlambatan rotor sebesar sehingga frekuensi tegangan yang dibangkitkan turun sampai tercapai nilai tertentu di titik B dan tercipta keseimbangan baru antara Tm dan Te.

  

  Ilustrasi gambar dibawah menunjukan bahwa ketidakseimbangan antara pembangkitan dan beban akan menyebabkan frekuensi bergeser dari nilai normalnya. Dalam hal ini ketika Pembangkitan > beban maka frekuensi sistem akan > 50 Hz, begitu pula sebaliknya. Oleh karena itu perlu selalu dijaga keadaan yang seimbang antara pembangkitan dan beban agar tercipta frekuensi sitem yang normal 50 Hz.

  

  Penanganan ketika tejadi keadaan dimana frekuensi < 50 Hz dapat dilakukan dengan cara:

• menambahkan jumlah total energi yang di suplai ke sistem melalui cara menambah unit pembangkit yang bekerja.
• Memanfaatkan fasilitas LFC (load Frequency Control)/AGC yang mengendalikan putaran generator sesuai dengan fluktuasi beban. Ketika beban besar makan AGC akan memberikan bahan bakar lebih banyak agar unit pembangkit dapat membangkitkan energi sesuai yang dibutuhkab oleh beban
• Apabila unit pembangkit sudah beroperasi maksimal, maka dengan terpaksa harus dilakukan pengurangan beban melalui manual load shedding (pembuangan beban) ataupun melaui relai UFR yang bekerja ketika frekuensi sistem berada dibawah nilai settingnya.

Pustaka :

Elements of Power System Analysis

Artkel lain? kunjungi student.te.ugm.ac.id/~budis02