Analisis Perbandingan Substasiun Prafabrikasi 500 kV vs. Substasiun Konvensional

Area peralatan sekunder dari substation konvensional menggunakan struktur beton bertulang atau baja prefabrikasi, menghadapi masalah seperti siklus konstruksi yang panjang, desain zona fungsional yang tidak rasional, penilaian lingkungan yang ketat, debu, kebisingan, dan gangguan. Peralatan primer dan sekunder hanya dapat dipasang setelah pekerjaan sipil dan dekorasi selesai, menurunkan efisiensi konstruksi.

Substation kabin prefabrikasi mengintegrasikan modularitas, kecerdasan, dan efisiensi biaya, dengan keunggulan hijau, hemat energi, dan efisien. Mereka mengatasi masalah substation konvensional seperti biaya tinggi, jadwal panjang, perawatan sulit, beban kerja berlebih, dan kualitas buruk.

Kabin substation 500 kV menggunakan panel insulasi vakum baru dan bahan penyimpan energi fase-ubah. Bahan-bahan ini memastikan operasi peralatan yang andal sambil mengurangi konsumsi energi. Makalah ini mempelajari tata letak kabin prefabrikasi, kedap air, HVAC, dan sistem proteksi kebakaran, membandingkannya dengan zona fungsional substation konvensional untuk memberikan parameter bagi strategi operasi dan pemeliharaan di masa depan.

1 Tata Letak Secara Keseluruhan
1.1 Penataan Bidang

Dalam substation 500 kV, perlindungan jalur 220 kV, perlindungan diferensial bus, perlindungan pengisian bus-sektor-kopling, dan panel pengukuran dan kontrol semua terintegrasi dan disusun dalam kabin sekunder prefabrikasi (untuk susunan spesifik panel, lihat Gambar 1). Kabin sekunder prefabrikasi ini disusun di dekat area peralatan GIS 220 kV.

Dibandingkan dengan ruang relai sekunder konvensional, kabin sekunder prefabrikasi mewujudkan konstruksi, komisioning, dan penyelesaian simultan dari panel perlindungan dan pengukuran-kontrol serta sistem pencahayaan dan HVAC (Pemanasan, Ventilasi, dan AC) kabin, yang sangat mempersingkat periode konstruksi.

1.2 Struktur Kabin Prefabrikasi

Eksterior kabin prefabrikasi menggunakan panel serat semen (FC). Dinding bingkai baja memiliki tiang baja H dengan jarak 3 m, dengan baja cuaca C atau baja saluran untuk dukungan. Lapisan dinding, dari luar ke dalam, adalah: panel FC 12 mm, segel polietilena, pelat baja dingin 2 mm, rangka berisi wol batu, dan panel aluminium-plastik 4 mm. Atap baja stainless berbentuk zigzag di las ke bingkai, dengan drainase bilateral terintegrasi ke atap. Langit-langit berisolasi wol batu berada di bawahnya.

Penutup menggunakan panel insulasi vakum dan bahan fase-ubah (PCM). Panel vakum mengurangi penggunaan AC musim panas sebesar 25% dan musim dingin sebesar 50%. Sifat fase-ubah PCM menyeimbangkan suhu, menyerap panas siang hari dan melepaskannya malam hari.

1.3 Kawat Internal Kabin Prefabrikasi

Kabin prefabrikasi menggunakan kawat tersembunyi di dalam. Jaring kawat ikat atau struktur kotak saluran disusun di lapisan interlayer bagian bawah kabin, digunakan untuk mengikat dan mengikat kabel dan kabel optik. Struktur kotak saluran memiliki lapisan atas dan bawah, memungkinkan pemasangan terpisah kabel dan kabel optik. Struktur bagian bawah kabin prefabrikasi ditunjukkan di 

1.3 Kawat Internal Kabin Prefabrikasi

Kabin prefabrikasi menggunakan kawat tersembunyi di dalam. Jaring kawat ikat atau struktur kotak saluran disusun di lapisan interlayer bagian bawah kabin, digunakan untuk mengikat dan mengikat kabel dan kabel optik. Struktur kotak saluran memiliki lapisan atas dan bawah, memungkinkan pemasangan terpisah kabel dan kabel optik. Struktur bagian bawah kabin prefabrikasi ditunjukkan di Gambar 2.

Selain itu, troli kabel untuk kabel listrik juga dipasang di interlayers sekitar kabin dekat dinding, mencapai pemisahan fisik antara listrik kuat dan lemah. Produsen kabin harus secara ketat mengikuti jenis kabel yang ditentukan untuk meletakkan semua kabel dari terminal ke kotak distribusi, memastikan standarisasi dan konsistensi kabel.

Selain itu, troli kabel untuk kabel listrik juga dipasang di interlayers sekitar kabin dekat dinding, mencapai pemisahan fisik antara listrik kuat dan lemah. Produsen kabin harus secara ketat mengikuti jenis kabel yang ditentukan untuk meletakkan semua kabel dari terminal ke kotak distribusi, memastikan standarisasi dan konsistensi kabel.

2 Kedap Air dan Ketahanan Penyegelan
2.1 Substation Konvensional

Kinerja kedap air atap substation konvensional bergantung pada bentuk atap dan material kedap air yang dipilih. Bentuk atap terbagi menjadi atap datar dan atap miring; ada dua jenis solusi material kedap air utama:

• Solusi 1: Mengadopsi proses anti-korosi dan kedap air "dua kain dan empat minyak". Pertama, oleskan lapisan kedap air seperti poliuretan dan resin epoksi pada lapisan dalam, kemudian pasang beton agregat halus, pasang lapisan isolasi busa plastik di lapisan luar, dan akhirnya ratakan dengan mortar semen.

• Solusi 2: Berdasarkan pengecoran beton agregat halus, pertama pasang kain serat baja dan ratakan dengan mortar semen di dalam. Kemudian pasang membran kedap air polimer pada lapisan isolasi, dan akhirnya lakukan pengecoran dan pengaturan kemiringan.

2.2 Substation Tipe Kabin Prefabrikasi

Dibandingkan dengan substation konvensional, fasad eksternal substation tipe kabin prefabrikasi menggunakan papan serat semen. Bagian atasnya adalah atap miring baja stainless (dengan kemiringan 5%), dan atap miring tersebut dilas secara integral dengan bingkai kabin. Sebagai bahan bangunan baru, papan serat semen memiliki sifat tahan api dan tahan api yang luar biasa, mudah dipasang, efisien dalam pemasangan, dan nyaman untuk pemeliharaan tahap lanjutan.

Drainase atap atas substation tipe kabin prefabrikasi dibagi menjadi dua bentuk: drainase terpusat dan drainase alami:

• Drainase terpusat: Trough penampung air dipasang di atap kabin, dan pipa pembuangan dipasang di empat sudut kabin. Air hujan dibuang melalui pipa pembuangan.

• Drainase alami: Eave tetesan dipasang di atap kabin, dan tidak ada pipa pembuangan yang dipasang di sekitarnya.
  Untuk tata letak drainase, lihat Gambar 3.

3 Sistem HVAC
3.1 Substation Konvensional

Ruangan relai proteksi substation konvensional menggunakan AC dinding/pemisah kabinet dengan perangkat penghisap udara. Aksi kebakaran memicu penguncian untuk memotong HVAC, yang otomatis dimulai kembali setelah pemulihan daya untuk kontinuitas.

3.2 Substation Tipe Kabin Prefabrikasi

Peralatan di kabin sekunder prefabrikasi memiliki karakteristik berikut:

• Padat & panas tinggi : Banyak panel perlindungan, pengukuran-kontrol, dan panel listrik menghasilkan panas terus-menerus, meningkatkan suhu kabin.

• Pertukaran udara sering : Inspeksi rutin 2-3 hari (sesuai "Lima Unifikasi") berarti personel sering keluar/masuk, mengganggu kelembaban internal.

• Panas tidak merata : Panas terkonsentrasi dari perangkat perlindungan/saklar menyebabkan perbedaan suhu dan kelembaban, membutuhkan ventilasi.

Solusi:

• Insulasi pasif : Wol batu mengisi lapisan dinding (Gambar 4(a)) dan lapisan reflektif di luar (Gambar 4(b)) mengurangi transfer panas.

• Kontrol aktif : AC industri dan kipas hisap di kedua sisi menyeimbangkan suhu/kelembaban, mengurangi kondensasi.

4 Keamanan Kebakaran

Tahan api bangunan bergantung pada komponen seperti dinding/tiang/balok. Peringkat tahan api adalah waktu yang diperlukan bahan untuk kehilangan fungsi menahan beban/tahan api di bawah kurva suhu standar. Bangunan harus memenuhi Kode Desain Perlindungan Kebakaran Bangunan; spesifikasi bahan (ketebalan, dll.) menentukan ini.

4.1 Substation Konvensional

Ruang relai proteksi/kontrol sekunder mereka menggunakan beton bertulang, dengan tahan api minimal Kelas II dan kategori bahaya kebakaran Wu (tidak berkaitan dengan bahan mudah terbakar). Dilengkapi dengan peralatan kebakaran yang matang, mereka memenuhi persyaratan. Dinding penahan: bata poros non-adhesif (dirancang 5,5 jam, minimum 2,5 jam). Tiang: beton bertulang (dirancang 3 jam, minimum 2,5 jam).

4.2 Substation Tipe Kabin Prefabrikasi

Kabin menggunakan las baja, dinding diisi dengan bahan non-mudah terbakar, alarm kebakaran/probe/peralatan dipasang sebelumnya. Di atas 500°C, baja kehilangan rigidity/kekuatan, berdeformasi, berisiko runtuh. Ini membuat kinerja kebakaran mereka lebih buruk daripada substation konvensional.

5 Kesimpulan

Substation konvensional memiliki standar yang matang (desain, isolasi, inspeksi kebakaran) tetapi menghadapi masalah pekerjaan sipil, siklus panjang, dan dampak musiman. Kabin prefabrikasi, dengan jejak kecil, siklus pendek, dan tata letak fleksibel, adalah kunci untuk desain moduler.

Masih tahap awal, kabin prefabrikasi kurang verifikasi penuh (kelembaban, kebakaran) dan standar inspeksi nasional, membawa risiko kebakaran. Oleh karena itu, fokus pada desain, inspeksi, dan operasi/pemeliharaan kebakaran mereka.