Penerapan Ring Main Units dalam Sistem Distribusi

Dengan perkembangan ekonomi yang berkelanjutan dan dampak listrik yang semakin besar terhadap kehidupan masyarakat, khususnya di area perkotaan dengan kepadatan beban tinggi, keandalan pasokan listrik menjadi sangat penting. Membangun jaringan distribusi yang didasarkan pada struktur ring main dapat secara efektif meningkatkan keandalan pasokan listrik, memastikan kontinuitas pasokan, dan mengurangi dampak dari kegagalan peralatan distribusi dan pemadaman untuk perawatan. Sebagai perangkat kunci dalam mode operasi ring main, Ring Main Unit (RMU) banyak digunakan di substasi distribusi dan substasi kompak di pusat beban seperti perumahan perkotaan, gedung bertingkat, bangunan publik besar, dan pabrik industri, berkat keunggulan seperti struktur sederhana, ukuran kompak, biaya rendah, dan kemampuan untuk meningkatkan parameter, kinerja, dan keamanan pasokan listrik.

1. Jenis-jenis Ring Main Unit

Dalam sistem distribusi, peralatan yang mampu melakukan fungsi ring main utamanya mencakup kotak cabang kabel tipe ring main dan RMU. Kotak cabang kabel tipe ring main memiliki biaya lebih rendah dan menawarkan lokasi pemasangan yang lebih fleksibel. Mereka sangat bermanfaat di area perkotaan yang sudah padat di mana mendapatkan ruang untuk ruang distribusi (yang diperlukan untuk RMU) sulit, menunjukkan fleksibilitas mereka. Namun, dibandingkan dengan RMU, kelemahan terbesar dari kotak cabang ring main adalah kinerja keselamatan yang kurang baik (terutama terkait tindakan salah operasi), lingkungan operasi yang kurang memuaskan, dan beberapa risiko. Jika kondisi memungkinkan, penulis merekomendasikan prioritas penggunaan RMU untuk konfigurasi ring main. RMU dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis berdasarkan jenis saklar beban yang digunakan: RMU tiup udara, RMU piston, RMU vakum, dan RMU SF6. Di antara ini, RMU tiup udara dan piston telah sebagian besar dipensiunkan karena cacat fatal dan keandalan rendah pada saklar beban mereka. RMU vakum dan SF6 banyak digunakan dalam sistem distribusi karena kinerja tinggi, operasi dan perawatan yang andal.

1.1 Ring Main Unit Vakum

Penggunaan dan produksi domestik pemutus sirkuit vakum dan peralatan switchgear vakum selama bertahun-tahun telah membuat teknologi vakum relatif matang di China. RMU vakum yang dikembangkan secara domestik telah menunjukkan kinerja tinggi dalam uji tipe tetapi belum digunakan secara luas. Alasan utamanya adalah kinerja mekanisme operasi yang kurang. Desain mekanisme operasi untuk switch vakum relatif rumit, dan karena tingkat bahan baku, teknologi proses, dan kontrol kualitas domestik, kualitas mekanisme operasi yang diproduksi oleh produsen domestik belum benar-benar memenuhi standar. Operasi dan perawatan sulit, dan bagaimana mengukur derajat vakum dalam RMU vakum merupakan tantangan besar dalam perawatan.

1.2 Kelebihan dan Kekurangan Ring Main Unit SF6

Penerapan RMU SF6 dalam sistem distribusi sebagian besar didominasi oleh produk impor. Mereka sangat disambut oleh departemen penyediaan listrik karena kinerja luar biasa, operasi yang andal, desain tertutup sepenuhnya isolasi, dan keuntungan tanpa perawatan. RMU SF6 yang typikal termasuk Schneider's RM6, ABB's SafeRing, dan Siemens' 8DJ20. Namun, ada juga beberapa kekurangan selama operasi.

1.2.1 Kelebihan RMU SF6:

(1) Spesifikasi Kinerja Tinggi: RMU SF6 memiliki frekuensi operasi tinggi, mampu membuat dan memutus beban aktif hingga 100 kali. Mereka juga memiliki kapasitas pemutusan yang baik dan dapat menahan arus tinggi.

(2) Perawatan Mudah: Desain permukaan kabinet ramah pengguna. Petunjuk diagram kabel yang jelas pada panel memberikan panduan untuk operasi. Beberapa produk bahkan mencantumkan tindakan pencegahan pada permukaan kabinet, lebih lanjut mengurangi insiden kesalahan operator. Sebagian besar produk RMU dilengkapi dengan perangkat yang dapat mendeteksi status hidup sirkuit utama, memberikan indikasi status hidup, dan ketika dikombinasikan dengan kunci elektromagnetik, mencegah pintu handle ditutup saat hidup, mengurangi kesalahan operasi. Selain itu, jendela pengamatan asetat transparan di pintu depan memungkinkan melihat langsung status buka/tutup switch, yang sangat nyaman.

(3) Fleksibilitas Tinggi: RMU modern dapat sangat fleksibel memenuhi persyaratan berbagai desain jaringan distribusi dan dapat dikombinasikan secara acak sesuai dengan situasi aktual. Selain itu, metode koneksi kabel juga sangat fleksibel, memungkinkan koneksi yang dapat disesuaikan bahkan di permukaan tanah tidak rata tanpa menyebabkan pelepasan parsial.

1.2.2 Kekurangan RMU SF6:

(1) Konfigurasi Tidak Fleksibel: Hanya dapat dipilih dari skema terbatas yang disediakan oleh produsen, sehingga sulit memenuhi berbagai kebutuhan spesifik pengguna.

(2) Tidak Dapat Diperluas: Setelah peralatan switchgear beroperasi, umumnya tidak dapat diperluas.

(3) Memerlukan Aksesori Khusus: Mereka memerlukan aksesori khusus seperti terminasi kabel tertentu, yang bisa mahal.

(4) Persyaratan Pemasangan Ketat: Jika persyaratan pemasangan tidak terpenuhi, unit tersebut mungkin tidak mencapai kinerja yang diharapkan.

Karena konfigurasi tidak fleksibel dari RMU SF6 yang sepenuhnya tertutup, penggunaan RMU SF6 semi-tertutup yang dapat diperluas dalam jaringan distribusi telah meningkat. RMU semi-tertutup memiliki kompartemen gas independen untuk setiap unit, menjadikannya mudah diperluas, dipasang, dan diganti. Saat ini, RMU yang banyak digunakan termasuk Schneider's SM6, ABB's Uniswitch, dan Siemens' 8DH10. Seiring produsen domestik secara bertahap menguasai teknologi saklar beban SF6, jumlah dan kualitas RMU SF6 yang diproduksi secara domestik terus meningkat. Namun, saat ini, pasar untuk RMU SF6 10kV dan 20kV masih didominasi oleh perusahaan asing (seperti Schneider atau ABB).

2. Masalah dengan Ring Main Unit SF6

2.1 Kandungan Kelembaban Gas SF6

RMU SF6 jarang datang dengan laporan uji kandungan kelembaban. Sebagai operator peralatan, perusahaan penyediaan listrik sering kali tidak dapat mengukur kandungan kelembaban sendiri. Tingkat kelembaban dalam gas SF6 secara langsung mempengaruhi kinerja pemadam busur dan kinerja operasional aman peralatan. Untuk RMU SF6 yang telah beroperasi selama bertahun-tahun, menilai keadaan kemampuan pemadam busurnya merupakan tantangan.

2.2 Masalah Kebocoran Gas SF6

RMU SF6 mungkin memiliki masalah segel yang menyebabkan kebocoran gas. Pengalaman praktis menunjukkan bahwa meskipun peralatan impor umumnya memiliki kinerja segel yang baik, insiden kebocoran masih terjadi. Karena sebagian besar unit tidak memiliki perangkat pemantauan gas, pengguna mungkin tidak menyadari adanya kebocoran, yang dapat menciptakan bahaya tersembunyi. Ini terutama mengkhawatirkan mengenai kinerja (isolasi, switching, dll.) RMU pada tekanan nol dan kemampuannya untuk menahan gangguan busur internal. Banyak produk ini menggunakan mekanisme operasi manual, dan operator bekerja dalam jarak dekat. Insiden dapat memiliki konsekuensi serius. Saat ini, termasuk indikator tekanan telah menjadi persyaratan wajib, termasuk sebagai aksesori yang diperlukan untuk RMU semi-tertutup.

2.3 Masalah Mekanisme

Dalam proteksi transformator distribusi, unit kombinasi yang menggunakan saklar beban plus fusible link umum. Saklar beban memutus arus beban, dan fusible link memutus arus pendek dan overload. Dalam jaringan distribusi Hebei, insiden terjadi dengan RMU sepenuhnya tertutup di mana fusible link meledak, tetapi saklar beban gagal membuka dengan andal, mencegah transformator yang rusak diputus dan menyebabkan kerusakan parah. Penyebabnya adalah perjalanan kawat trip yang berlebihan pada mekanisme operasi yang dikontrol untuk tripping, yang mencegah gaya benturan dari pin striker fusible link mengaktifkan mekanisme tripping saklar beban. Cacat ini dapat diselesaikan dengan menyesuaikan kawat trip dan ketatnya mur. Selain itu, simulasi operasi fusible link untuk unit feeder transformator telah dimasukkan sebagai tes pra-operasional wajib.

2.4 Masalah Material Pelindung Pembagi Muatan

RMU semi-tertutup biasanya tidak dapat menggunakan terminasi kabel yang dapat disentuh. Pelindung pembagi muatan sering digunakan untuk mengatasi jarak fase-ke-fase yang tidak cukup pada titik koneksi terminasi kabel. Namun, pelindung pembagi muatan aluminium sangat rentan terhadap lingkungan lembab. Bahkan ketika digunakan dengan pemanas anti-kondensasi, efektivitasnya dalam kondisi lembab terbatas. Dalam sistem distribusi 20kV, korosi parah pada pelindung ini telah diamati. Kerapatan permukaan dan produk korosi putih bubuk mengganggu keuniforman medan listrik pada permukaan pelindung, menghilangkan efek pembagi muatan. Karena jarak fase-ke-fase kecil di sekitar pelindung, ditambah dengan variasi suhu harian, kondensasi terbentuk di bagian bawah kompartemen gas dan dapat mengalir kembali ke area pelindung, menciptakan jalur pelepasan. Bahan epoxy dari penghalang isolasi di bagian bawah kompartemen gas dapat mengalami korosi listrik parah, akhirnya mengarah ke jalur pelepasan fase-ke-fase dan akhirnya ke breakdown isolasi permukaan. Proses pelepasan ini bersifat bertahap. Untuk mengatasi kondensasi, perusahaan penyediaan listrik dapat memodifikasi pelindung pembagi muatan RMU, beralih ke tutup ujung kabel isolasi silikon karet. Tutup ini menggunakan lapisan semikonduktor di dalamnya, yang masih dapat memberikan efek pembagi muatan. Desain RMU yang ditingkatkan telah lulus uji kondensasi dan tegangan tahan, dan rencananya akan diuji coba dalam jaringan distribusi.

3. Rekomendasi untuk Pemilihan Ring Main Unit SF6

(1) Pilih RMU yang dapat diperluas: Konfigurasi fleksibel, pemasangan mudah, dan kemudahan perluasan mewakili arah masa depan penggunaan RMU SF6.

(2) Pertimbangkan perawatan: Idealnya, saklar beban SF6 harus dilengkapi dengan perangkat untuk memantau tekanan SF6. Jika tidak, harus telah lulus uji switching pada tekanan nol.

(3) Pertimbangkan iklim dan lokasi: Pilih produk yang telah lulus uji kondensasi. Untuk unit ring main kecil, seperti unit terminal, di mana perluasan di masa depan tidak dipertimbangkan, menggunakan RMU sepenuhnya tertutup dapat secara signifikan mengurangi dampak kondensasi terhadap peralatan.

Rangkuman

Praktek operasional selama bertahun-tahun menunjukkan bahwa di antara berbagai jenis RMU, RMU SF6 menawarkan kinerja tinggi, keandalan, ukuran kompak, persyaratan ruang rendah, dan perawatan minimal, yang menjadikannya paling banyak digunakan. Mengingat berbagai faktor seperti biaya perawatan, investasi sekunder, dan keandalan, disarankan, jika kondisi memungkinkan, untuk memprioritaskan penggunaan RMU SF6 dalam proyek renovasi dan konstruksi jaringan distribusi. Selama perencanaan dan konstruksi, pertimbangan yang cukup harus diberikan untuk mengintegrasikan perangkat otomatisasi dan mengadopsi peralatan yang aman, andal, dan canggih untuk meningkatkan tingkat distribusi, membuat jaringan distribusi lebih andal dan aman.