LOAD SHARING (PEMBAGI BEBAN)

     Alat pembagi beban (Load Sharing) merupakan peralatan otomatis yang menyeragamkan operasi governor dalam menaikkan atau menurunkan power mesin atau daya generator  pembangkit listrik sesuai  dengan perubahan bebannya, dan sangat diperlukan bila memiliki lebih dari dua generator dengan karakteristik yang berbeda yang beroperasi secara paralel.

    Dengan alat pembagi beban generator, maka setiap generator mempunyai faktor penggunaan (beban maksimum dibagi kapasitas generator) yang sama dan kecil yang berarti bagus. Perubahan beban akibat pemasukan atau pengeluaran generator dari sistem paralel generator-generator akan dirasakan sama oleh setiap generator dalam sistem tersebut, tanpa overload atau overspeed. Alat pembagi beban generator hanya bisa diterapkan pada generator set-engine yang mempunyai governor dan bisa dikembangkan untuk sistem kontrol yang lebih lanjut seperti kontrol dengan distributed control system (DCS).

             Singkatnya Load Sharing merupakan suatu sistem dalam pengoperasian pembangkit yaitu pembagian beban secara bersama oleh beberapa generator atau lebih, adapun tujuan dari system load sharing ini adalah untuk menjaga kontinuitas (kelancaran) tenaga listrik dan sebagai proteksi untuk pengamanan dari generator itu sendiri apabila terjadi penurunan atau kenaikan beban. Atau dapat juga dikatakan Fungsi dari Load Sharing ini yaitu Agar Generator pada saat sinkron dapat mensupply beban dengan seimbang dengan generator lain maka masing masing generator dianjurkan untuk memiliki load sharing terutama untuk  sistem  automatic.

Prinsip Alat Pembagi Beban Generator (Load Sharing)

          Governor beroperasi pada mesin penggerak sehingga generator menghasilkan keluaran arus yang dapat diatur dari 0 persen sampai dengan 100 persen kemampuannya. Jadi masukan ke mesin penggerak sebanding dengan keluaran arus generatornya atau dengan kata lain pengaturan governor 0 persen sampai dengan 100 persen sebanding dengan arus generator 0 persen sampai dengan 100 persen pada tegangan dan frekuensi yang   konstan.
          Governor bekerja secara hidrolik/mekanis, sedangkan sinyal masukan dari keluaran arus generator berupa elektris, sehingga masukan ini perlu diubah ke mekanis dengan menggunakan elektric actuator untuk menggerakkan motor listrik yang menghasilkan gerakan mekanis yang diperlukan oleh governor.
          Pada beberapa generator yang beroperasi paralel, setelah sebelumnya disamakan tegangan, frekuensi, beda phasa dan urutan phasanya, perubahan beban listrik tidak akan dirasakan oleh masing-masing generator pada besaran tegangan dan frekuensinya selama beban masih dibawah kapasitas total paralelnya, sehingga tegangan dan frekuensi ini tidak digunakan sebagai sumber sinyal bagi governor.

          Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing-masing generator sebagai sumber sinyal pembagian beban sistem paralel generator-generator tersebut. Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding dengan kemampuan masing-masing generator. Alat   pembagi beban  generator dipasang pada masing-masing rangkaian keluaran generator, dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan secara paralel satu dengan berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan sinyal arus keluaran masing-masing generator dan menjumlahkan sinyal kemampuan arus masing-masing generator.

          Arus keluaran generator yang dideteksi oleh alat pembagi beban akan merupakan petunjuk posisi governor berapa persen , atau arus yang lewat berapa persen dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus yang dideteksi alat-alat pembagi beban dengan jumlah arus kemampuan generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 ( persen ) merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin penggerak utama sehingga menghasilkan keluaran arus yang proprosional dan sesuai dengan kemampuan masing-masing generator.

          Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh masing-masing alat pembagi beban dibagi jumlah generator merupakan arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah governornya diubah oleh electric actuator yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sesaat setelah generator diparalelkan .

 Instalasi Teknis

          Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan komponen-komponen seperti berikut : trafo arus, trafo tegangan (sebagai pencatu daya), electric actuator, potensiometer pengatur kecepatan dan saklar-saklar bantu. Lihat diagram pengkabelannya dalam Gambar berikut:

Gambar  Connection diagram for load sharing and speed control pada generator 393 KVA, 3ph, 380V,50Hz  yang diparalelkan  dengan panel untuk 3 unit generator.

Trafo arus berfungsi sebagai transducer arus keluaran generator sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100 persen kemampuan maksimum generator).

          Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi beban, umumnya dengan tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu adapter untuk keperluan tegangan DC. Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sehingga mampu menggerakkan motor DC di governor sampai dengan arus keluaran generator mencapai yang diharapkan.
Potensiometer pengatur kecepatan adalah alat utama untuk mengatur frekuensi dan tegangan saat generator akan diparalelkan atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur oleh AVR, sehingga naik turunnya tegangan hanya dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin penggerak. Setelah generator dioperasikan paralelkan atau sudah sinkron dengan yang telah beroperasi kemudian menutup Mccb generator, fungsi potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh alat pembagi beban generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual, biasanya terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer pengatur kasar. Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat dilakukan oleh SPM (Modul Pemaralel Generator) dengan mengatur tegangan dan frekuensi keluaran dari generator, kemudian mencocokan dengan tegangan dan frekuensi sistem yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok memberikan sinyal penutupan ke Mccb generator sehingga bergabung dalam operasi paralel. Untuk mencocokkan tegangan dan frekuensi dapat dilihat dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk beberapa generator dimana masing-masing panel generator mempunyai saklar sinkron disamping SPM-nya.

 Gambar  Power generation control, Electro hydraulic governor for multiple  unit, total engine control and load management.

           Pada Gambar ditunjukkan penggunaan alat pembagi beban generator dalam suatu sistem kontrol tenaga generator, kontrol mesin penggerak dan managemen beban (file power generation control). Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi sebagai alat manual proses pembagian (pelepasan & pengambilan) beban oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem paralel. Misalnya *saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti melepaskan beban. Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan beban dari generator yang perlu diringankan beban listriknya.

          Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan alat pembagi bebannya selalu merespon secara aktif segala tindakan penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing-masing generator menanggung beban dengan persentase yang sama diukur dari kemampuan masing-masing.

Jenis-jenis Sistem Load Sharing

Ada beberapa jenis system Load sharing yaitu:

1.   APS (Automatic Power Sharing)

Digunakan untuk pembagian beban saat beban bertambah.

Sistem ini digunakan bila terjadi penambahan beban-beban pada kilang dimana antara satu generator dengan generator turbin membagi beban secara bersama-sama agar tidak tidak terjadi pembebanan yang berlebih pada salah satu generator.

2.   APC (Automatic Power Constant)

Digunakan saat operasi biasa

3.   AFC (Automatic Frequency Control)

Digunakan untuk pengaturan frekuensi (ditetapkan konstan 50 Hz).

  Sistem ini digunakan untuk mempertahankan frekuensi 50 Hz (cycle per second) dan tidak boleh melebihi atau kurang dari nilai tersebut,sistem ini digunakan untuk suplai-suplai beban tertentu yang memerlukan frekuensi tetap.

4.   DROOP

Digunakan saat Trip atau terjadi gangguan.

         Sistem ini digunakan pada saat terjadi gangguan pada system pembangkitan dimana system proteksi mengambil alih kerja dengan cara mengentikan suplai tegangan pada peralatan yang mengalami gangguan dengan tujuan untuk mengisolasi system lainnya yang tidak mengalami kerusakan atau gangguan.

 Taken from "Laporan KP Ferry" with varius source