Sistem Pengukuran Power Monitoring

Yaniarto Eka Swabuana

Mahasiswa Politeknik Negeri Lhokseumawe

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Instrumentasi dan Otomasi Industri

1. Pendahuluan

Banyaknya BTS yang dibangun oleh provider hingga pelosok negeri memerlukan energi listrik dalam operasionalnya. Energi listrik yang dipasok ke BTS berasal dari PLN serta backup power dari baterai dan genset. Sayangnya, lokasi yang jauh dan kadang sulit diakses membuat sulitnya melakukan pengawasan terhadap kondisi baterai, ketersediaan bahan bakar, serta kondisi pada genset tersebut.

Dengan menggunakan Sistem Monitoring Baterai Backup dan Genset BTS, alarm yang terdeteksi di power baterai, level tangki, dan status Genset BTS dapat diketahui sehingga sistem power dapat dipantau melalui internet. Monitoring baterai backup mengambil data dari power supply BTS, level tangki BTS dapat diketahui dengan menggunakan sensor float switch, serta status Genset dapat diketahui dengan mendeteksi tegangan pada inputan PLN maupun Genset yang berada pada panel Genset tersebut. Data yang terdeteksi kemudian dikirimkan melalui modem GSM yang selanjutnya dapat mengirimkan ke server untuk ditampilkan ke internet.

Dengan adanya sistem ini, maka seorang Network Operator Power dapat memonitoring keadaan power BTS melalui internet. Pada pengujian, sistem dapat mengirimkan informasi power baterai, level tangki, status Genset BTS melalui internet dengan waktu rata-rata penampilan alarm power baterai di web yaitu 6 menit 20 detik dari waktu pendeteksian alarm oleh power supply APS6 SERIES DC POWER SISTEMS, membutuhkan waktu 28,6 detik untuk menampilkan level tangki BTS, dan membutuhkan waktu 43,67 detik untuk menampilkan status Genset BTS.

2. Dasar Teori

Struktur untuk monitoring dan kontrol dari system tenaga adalah hirarki dan digunakanuntuk beberapa alasan, seperti ketahanan, scalability dan koordinasi dengan tugas-tugas berbeda. Koordinasi dapat dicapai dengan kecepatan yang berbeda tergantung dari area yang di-cover. Dalam kosnep hirarki, koordinasi harus mempunyai posisi terendah dibandingkan dengan tindakan lainnya seperti eksekusi yang lebih cepat dan scope local yang lebih luas.

Dalam konsep hirarki, terdapat dua jenis tugas jika dilihat dari sudut pandang lokasi :

Task crossing hierarchical layer yang bertujuan untuk menyediakan suatu platform guna pengawasan system yang luas. Dengan kata lain, penyediaan informasi kepada operator dalam Regional dan Network Contorl Center, sebaik mungkin diadakan untuk menunjukkan tindakan

control dari operator. Dari sudut pandang teknologi, tugas peralatan dan impelementasi teknologi seperti ini dibebankan kepada SCADA.

Local autonomous tasks dengan scope hanya lokal dan biasanya memerlukan persayaratan yang sangat tinggi untuk tindakan eksekusinya (seperti kecepatan). Tipe ini diwakili oleh proteksi.

Hirarki dalam monitoring system tenaga disusun atas tingkatan-tingkatan berikut :

Process level

Untuk meringkas, sinyal interface diantara process dan bay level dapat diuraikan sebagai berikut (dari perspektif process level) :

Input biner (perintah membuka atau menutup saklar) Output biner (informasi status saklar) Output analog (pengukuran dari tegangan dan arus)

Sedangkan interface diantara peralatan primer dan sekunder dilakukan oleh :

Sensor (VTs, CTs dan saklar dengan status sensor) Aktuator (koil trip saklar dan motor penggerak kontak)

Koneksi yang paling umum diantara process dan bay level adalah koneksi langsung dengan kabel (hard wired).

Bay level

Peralatan di bay level biasanya ditempatkan dalam dua cubicle yang terpisah disesuaikan dengan jenis dan fungsi pelayanannya, yaitu :

Proteksi Kontrol

Substation level

Elemen yang ada dalam station level adalah:

Gateway : Time synchronization Busbar dan breaker failure protection Tariff metering

Substation level berisikan pusat computer, tempat kerja operator, peralatan peripheral (spt computer) dan komunikasi diantara komponen-komponen yang sudah diuraikan diatas.

Otomasi substation merupakan suatu system yang menyediakan satu set dari fungsi substation secara luas. Beberapa kemungkinan monitoring dari keseluruhan substation, komponen monitoring tambahan ( contohnya adalah banyaknya operasi saklar dari circuit breaker yang berpengaruh terhadap usia circuit breaker), penerimaan data dan operasi saklar diantara bay. Operasi switching dapat dilaksanakan dengan menggunakan suatu fungsi urutan berdasarkan aturan inter bay interlocking, dimana harus sama dengan satu dalam bay level dengan mempertimbangkan hubungan diantara bay yang berbeda.Fungsi peralatan proteksi dan control seringkali disebut sebagai IED (Intelligent Electronic Device).

IED memiliki kapabilitas untuk menerima dan memproses pengukuran, perintah control dan komunikasi dengan system yang lebih tinggi (substation automation).Fungsi dari arsitektur IED adalah :

- CPU (Central Processing Unit) untuk menginterpretasikan instruksi dan meproses data yang diisikan dalam program proteksi, control dan fungsi komunikasi.

- PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) merupakan standard untuk Portable Computer Card. PC Card adalah peripheral dimana mampu menambah funsi perangkat keras. Dalam masalah yang khusus, dikomunikasikan ke sistem dengan level yang lebih tinggi seperti Station Level Computer.

- RAM (Random Acces Memory) menyimpan data sepanjang power supply tersedia. Dalam IED, RAM digunakan untuk menyimpan data yang berhubungan dengan komputasi real time seperti perhitungan dan funsi penyelesaian instruksi proteksi.

- EPROM Data disimpan dalam Eraseble Programmable Read Only Memory agar tidak tersentuh selama power supply mati. Data dapat dihapus hanya dengan memaparkan EPROM ke sinar ultra violet yang kuat. Dalam IED, EPROM digunakan sebagai media penyimpanan untuk program-program.

- Filter A/D Converter pengukuran analog yang masuk seringkali mengandung noise dimana dapat dihilangkan dengan low-pass filter. Kemudian A/D mengkonversi sinyal sample analog kedalam bentuk digital yang sesuai untuk diproses oleh IED.

- Interface to HMI, kebanyakan IED dapat dikonfigurasikan dan dikontrol melalui local maupun remote HMI.

- Interface to Process Level suatu isolasi galvanis digunakan diantara sinyal yang datag dari Process Level dan IED. Contohnya, pengukuran analog disiolasi oleh trafo sebelum diproses lebih lanjut.

- Power supply module Substation dilengkapi dengan suatu jaringan Power supply DC yang aman.

3. Pembahasan

Perangkat lunak yang akan dikembangkan diberi nama Network Operations Center Power Monitor (NOCPM). Tujuan utama dibuatnya perangkat lunak ini adalah untuk memantau setiap kejadian pemadaman listrik. NOCPM akan dibagi menjadi dua subsistem. Subsistem pertama yang menyusun NOCPM adalah Watch Tower.

Watch Tower bertugas untuk mendeteksi ada atau tidak adanya aliran listrik dan mencatatnya pada database (sebagai log). Watch Tower juga bertugas untuk mengirimkan pesan singkat (SMS) pemberitahuan kepada administrator untuk setiap log yang terjadi. Subsistem yang kedua disebut dengan Data Viewer. Data Viewer bertugas untuk memvisualisasikan log yang telah dibuat Watch Tower.

3.1 Watch Tower Perencanaan dan Analisis

Tujuan utama dari Watch Tower adalah mencatat data tentang kejadian pemadaman listrik dan kapan listrik kembali hidup. Watch Tower akan mendapatkan data ada atau tidak adanya arus listrik dari sistem luar (atau device atau perangkat keras lain) yang dapat disebut dengan power checker device. Power checker device terhubung ke komputer melalui serial port. Watch Tower akan memantau serial port tersebut terus menerus.

Sistem luar ini akan mengirimkan sinyal ke serial port. Sinyal 0 untuk menandakan bahwa tidak ada arus listrik (listrik padam) dan sinyal 1 untuk menandakan bahwa ada arus listrik (listrik hidup). Data yang diterima akan ditampilkan pada window utama dari Watch Tower. Untuk setiap data yang diterima akan dibuatkan log-nya pada database. Log ini berupa waktu kejadian kapan data dari serial port tersebut diterima. Selain itu, Watch Tower juga akan mengirimkan pesan pemberitahuan kepada administrator

3.2 Menerima Data pada Serial Port

Kelas Communication Manager mengatur koneksi ke serial port. Kelas ini menggunakan objek dari kelas SerialPort yang terdapat dalam name space System.IO.Ports pada .NET Framework 4.0. Kelas SerialPort dari .NET ini menyediakan fungsi-fungsi dasar untuk komunikasi dengan serial port.

4. Simpulan

Network Operations Center Power Monitor (NOCPM) adalah perangkat lunak yang dapat memantau keadaan kelistrikan (listrik padam atau listrik menyala). NOCPM terbagi menjadi dua subsitem, yaitu Watch Tower dan Data Viewer. Watch Tower bertugas untuk memantau kelistrikan dan membuatkan log untuk setiap kejadian pemadaman listrik (dan log listrik kembali menyala). Waktu respon Watch Tower ketika menerima sinyal pemadaman listrik sampai sinyal tersebut tercatat pada database sangat cepat, yaitu tidak lebih dari satu detik.

Watch Tower juga dapat mengirimkan pesan singkat pemberitahuan telah terjadi pemadaman listrik pada administrator. Waktu yang ditempuh sejak sinyal pemadaman listrik diterima Watch Tower sampai pesan pemberitahuan diterima oleh administrator tidak lebih dari satu menit. Data Viewer bertugas untuk memvisualisasikan log yang didapat Watch Tower kedalam bentuk grafik sehingga ide/informasi dari log dapat dibaca dengan mudah.

5. Daftar Pustaka

___. JpGraph Documentation. [terhubung berkala]. http://jpgraph.net/doc/ [10 Des 2015].