Oleh : Dr. Ir. H. Syarifuddin Nojeng, MT
(Doktor bidang Sistim Tenaga Listrik dan Deregulasi Sistim)
Black out atau pemadaman total menjadi trending topik warga sulsel terutama warga kota Makassar. Peristiwa black out hampir semua tempat di dunia tidak terkecuali negara maju di Amerika dan Eropa. Tercatat pemadaman total terlama saat terjadi gangguan di USA, dimana hampir 30 juta jiwa penduduk mengalami pemadaman di kota kota pantai barat AS mengakibatkan jutaaan orang terjebak transportasi di stasiun-stasiun bawah tanah.
Kemudian Italia (Eropa) pernah merasakan dampaknya, dimana warga kota terjebak kekacauan sangat parah pada sistim transportasi karena terjadi black out pada jam sibuk kerja. Berikutnya India, pernah mengalami black out terbesar yang menyebabkan sekitar 300 juta penduduk kawasan anak Benua Asia itu, terpapar suhu panas karena tidak berfungsinya alat pendingin.
Selanjutnya Indonesia, sistim Jawa Bali juga sudah beberapa kali mengalami pemadaman total seluruh wilayah Jawa hingga Bali. Dan kali ini, sistim interkoneksi sulsel kembali mengalami ganggguan yang menyebabkan black out di semua wilayah, yang terhubung dalam sistim sulsel, termasuk sulbar dan sebagian sulteng.
Menurut PLN, Black out out atau pemadaman total yang terjadi dipicu oleh gangguan pada saluran transmisi 150 kV antara Palopo-Makale. Terputusnya section transmisi ini, menyebabkan beberapa pembangkit yang dekat pada titik gangguan mengalami transien pada frekwensi dan tegangan sistim termasuk sudut rotor. Amplitudo perubahan frekwensi melebihi batas setting rele under frekwensi unit pembangkit. Pada saat yang sama, transmisi ekstra tinggi 275 kV, antara Palopo–Latuppa, mengalami mal function (menurut pihak PLN Sulselrabar). Padahal saluran transmisi ini merupakan tulang punggung penyaluran daya dari PLTA Poso yang mempunyai daya terpasang 3x55 MW.
Dampak gangguan transmisi Makale-Palopo
Walaupun secara teoritis sistim kelistrikan sulsel punya surplus daya sekitar 400 MW lebih saat ini, tapi bukan jaminan sistim Sulsel akan kuat (robust) menghadapi peristiwa black out. Faktanya, ketika jaringan transmisi Makele-Polopo putus, maka penyaluran daya dari pembangkit ke beban mengalami ketidak seimbangan sistim antara pembangkit dengan beban.
Hilangnya sebagian besar pasokan daya dari pembangkit mengakibatkan penurunan frekwensi karena putaran generator akan turun, terutama pembangkit kecil yang terdekat pada gangguan. Semua pembangkit memiliki suatu sistim deteksi yang disebut sistim proteksi yang salah satunya adalah rele under frekwensi dan under voltage yang akan mendeteksi frekwensi dan tegangan pada pada sistim.
Kedua rele tersebut, akan bekerja ketika merasakan adanya penurunan frekwensi dibawa setting atau terjadi penurunan tegangan sebesar 5% dibawah tegangan nominal. Sebaliknya ketika terjadi pelepasan beban secara tiba-tiba karena gangguan transmisi misalnya, maka pembangkit juga akan mengalami over frekwensi. Response pembangkit seperti PLTA Poso atau Bakaru sangat lambat, karena mekanisme turbin governor berupa mechanic devices (layaknya pintu air/kran air). Untuk itu perlunya sistim mekanisme fast valving pada turbin generator ketika terjadi perubahan beban secara tiba-tiba.
Kasus yang menimpa sistim sulsel beberapa saat lalu adalah terjadi tegangan collapse (tegangan runtuh) yang diakibatkan karena rele under frekwensi pada semua pembangkit yang terhubung pada sistim pick-up sehingga circiuit breaker mengalami trip pada pembangkit. Celakanya, PLTA Poso yang saat itu yang berfungsi sebagai slack bus (slack bus ini berfungsi untuk mengatur daya dan tegangan secara otomatis, ketika terjadi fluktuasi beban karena adanya sistim AGC).
Ketika PLTA Poso lepas dari sistim (keluar), maka harusnya ada pembangkit besar lain yang berfungsi sebagai slack bus berikutnya, misalnya PLTGU Sengkang atau PLTA Bakaru. Dan inilah yang mengakibatkan sistim sulsel mengalami pemadaman total karena semua pembangkit lepas, sementara respon Pusat Pengatur Beban (P2B) di PLN Sulselra tidak mampu melepas beban. Sebab, waktu transient perubahan frekwensi sangat cepat tergantung pada parameter generator sinkron (berkisar 2-3 cycle atau 0.05 detik). Beberapa kasus seperti ini terjadi pada sistim sulsel seperti ketika transmisi Bakaru-Tello terkena sambaran petir dan juga pada gardu induk tallasa mengalami gangguan yang menyebabkan sistim kehilangan pasokan daya dari PLTU Takalar.
Dampak perubahan frewensi dan tegangan
Apa yang terjadi ketika frekwensi atau tegangan naik atau turun pada sistim. Umumnya pengguna(konsumen) terutama industri dan konsumen daya besar akan merasakan dampaknya ketika frekwensi turun atau naik, terutama konsumen yang mengoperasikan motor listrik sebagai motor drive.
Saat frekwensi naik maka putaran alat meningkat dn sebaliknya turun ketika frekwensi turun. Contohnya belt conveyor, compressor, lift dsb. Sementara tegangan yang turun akan menyebabkan arus pada beban akan meningkat yang dapat menyebabkan motor drive dll, akan mengalami overload. Pada pembangkit dapat mengakibatkan adannya daya balik, maka itulah sebabnya ada rele reverse power (rele daya balik) pada setiap unit pembangkit. Sebaliknya ketika tegangan naik, maka yang dapat menyebabkan adalah over voltage pada komponen belitan motor listrik atau generator akan rusak atau peralatan elektronik lainya.
Solusi alternatif
Kejadian yang terus berulang dan sistim mengalami pemadaman total sampai lebih 12 jam hingga pulih, tentunya pihak PLN harus semaksimal mungkin memperkuat sistim tenaga Sulsel. Perlu adanya simulasi antisipasi sistim sehingga kasus yang sama dapat kita minimalkan dampaknya. Berdasarkan kajian dan analisis, maka ada beberapa hal yang dapat kita lakukan, antara lain, mengevaluasi sistim proteksi pada pembangkit terutama yang terkait pada frekwensi. Rele under frekwensi yangada pada semua pembangki pada sistim Sulsel perlu ditinjau setting rating frekwensi. Dengan software yang dimiliki oeh PLN ( Digsilent ataupun ETAP), saya kira pihak PLN punya sumber daya yang mampu melalukan simulasi gangguan pada semua bagian dari sistim.
Kemudian, melakukan evaluasi setting waktu dengan mempertimbangkan faktor momen inertia dan parameter induktansi serta resistansi jangkar generator sinkron pada setiap pembangkit. Karena parameter ini sangat berpengaruh pada besar amplitude frekwensi dan lama waktu transien hingga steady state (stabil).
Selanjutnya, melakukan evaluasi menyeluruh clearance time kritis setiap circuit breaker di sisi pembangkit dan beban, termasuk masalah islanding system. Dan, pusat pengatur beban tidak cukup untuk mengatur atau melakuan manufer pada beban akan tetapi diperluas hingga SOP Emergensi Sistim yang diitik beratkan pada sisi kehandalan dan kestabilan transient akibat adanya force majore. (***)
