Pemilihan Optimal Lemari Distribusi Tegangan Tinggi dan Rendah di Ruang Distribusi
Abstrak: Berdasarkan analisis jenis utama dan karakteristik kabinet distribusi tegangan tinggi dan rendah di ruang distribusi, makalah ini membahas prinsip dasar untuk memilih kabinet-kabinet tersebut. Dari sudut pandang keandalan teknis, kemudahan pemasangan, dan ekonomi, langkah-langkah optimasi dalam pemilihan kabinet distribusi tegangan tinggi dan rendah dianalisis, yang berperan dalam meningkatkan kinerja teknis dan ekonominya.
Kata Kunci: Ruang Distribusi; Kabinet Distribusi Tegangan Tinggi dan Rendah; Optimasi; Konfigurasi
0 Pendahuluan
Dengan terus meningkatnya tingkat perkembangan ekonomi, energi listrik telah menjadi salah satu sumber energi penting untuk produksi dan kehidupan sehari-hari saat ini. Untuk memastikan produksi dan aktivitas sehari-hari berjalan normal, setiap aspek pasokan listrik harus dikendalikan dengan tepat untuk meningkatkan stabilitas dan keandalan pasokan listrik jaringan. Kabinet distribusi di ruang distribusi mewakili tautan akhir dalam pengiriman energi listrik kepada pengguna akhir. Menjamin stabilitas dan ekonomi kabinet distribusi tegangan tinggi dan rendah ini, serta mencapai pemilihan optimal, adalah langkah-langkah penting untuk menjamin keamanan dan stabilitas jaringan listrik.
1 Jenis Utama dan Karakteristik Kabinet Distribusi Tegangan Tinggi dan Rendah di Ruang Distribusi
Sebelum mengoptimalkan pemilihan kabinet distribusi, perlu dipahami jenis utamanya untuk memberikan dasar konkret bagi pemilihan.
1.1 Kabinet Distribusi Tegangan Tinggi
Kabinet distribusi tegangan tinggi tidak ada sebagai unit individual dalam sistem listrik. Mereka terutama terdiri dari beberapa komponen yang saling terhubung termasuk peralatan kontrol, saklar tegangan tinggi, peralatan pemantauan, perangkat transmisi sinyal, dan peralatan perlindungan, membentuk sistem kompleks multifungsi.
Sejak tahun 1980-an, reformasi teknis telah dilakukan untuk kabinet distribusi tegangan tinggi di China. Dengan akumulasi teknologi R&D dan pengalaman aplikasi, banyak teknologi baru telah diterapkan dalam pengembangannya, menghasilkan beberapa produk teknologi maju seperti kabinet KYN28 dan kabinet XGN15-12.
(1) Karakteristik Operasional Kabinet KYN28
Jenis kabinet tegangan tinggi ini secara struktural terdiri dari dua bagian utama: gerobak (bagian yang dapat ditarik) dan badan kabinet. Badan kabinet terutama dirakit dari partisi logam yang dicetak, dibagi menjadi empat kompartemen independen: kompartemen kabel, kompartemen gerobak, kompartemen busbar, dan kompartemen instrumen. Gerobak-gerobak ini dikategorikan menjadi jenis seperti gerobak pemutus sirkuit, gerobak pengukuran, dan gerobak PT. Komponen listrik utama termasuk pemutus sirkuit vakum, fusible tegangan tinggi, busbar tembaga, komponen isolasi, dan reaktor tegangan tinggi. Komponen listrik sekunder terutama termasuk pemutus sirkuit udara, tombol, meter, perangkat proteksi komprehensif, dan lampu sinyal. Menggunakan gerobak yang dapat ditarik di tengah memungkinkannya untuk dimasukkan dan dikeluarkan, menciptakan titik putus aman antara sistem utama dan sistem lain dari kabinet tegangan tinggi.
(2) Karakteristik Operasional Kabinet XGN15-12
XGN15-12 adalah produk switchgear lengkap tegangan tinggi baru yang dikembangkan berdasarkan standar nasional untuk switchgear logam tertutup AC 35kV. Ia memiliki ukuran kecil (hanya 60% volume switchgear biasa) namun juga keandalan pemutus sirkuit yang tinggi, kinerja yang baik, dan fungsi interlocking paksa. Dapat digunakan dalam aplikasi dengan tegangan nominal dari 3.5kV hingga 12kV dan arus nominal dari 630A hingga 3150A, mencapai kelas perlindungan IP2X. Pengguna dapat memilih mekanisme operasi spring atau elektromagnetik.
1.2 Kabinet Distribusi Tegangan Rendah
Dalam seri produk kabinet distribusi tegangan rendah, terdapat dua kategori utama: produk yang dikembangkan berdasarkan teknologi internasional yang telah lulus sertifikasi kualitas internasional, dan produk impor. Di antaranya, seri produk yang dikembangkan berdasarkan teknologi internasional terutama termasuk switchgear GCK tegangan rendah, switchgear GCS tegangan rendah, dan panel switchboard AC GGD tegangan rendah. Produk impor terutama diwakili oleh serangkaian kabinet distribusi MNS yang diproduksi oleh ABB Swiss.
(1) Karakteristik Operasional Kabinet GCS
Kabinet GCS adalah salah satu seri produk umum dari switchgear tipe drawer. Menggunakan baja profil terbuka 8MF sebagai rangka utama badan kabinet, dengan pelat samping yang memiliki lubang baut dengan modul 20mm/100mm dan diameter internal 9.2mm [3]. Berbagai kompartemen fungsional independen dan terpisah, terutama termasuk kompartemen unit drawer, kompartemen kabel, dan kompartemen busbar. Kompartemen kabel disusun dengan pemisahan mandiri, memungkinkan kabel masuk dan keluar dengan mudah dari atas atau bawah. Setiap kabinet feeder GCS dapat menampung 11 unit drawer penuh atau 22 unit drawer setengah, meningkatkan fleksibilitas kombinasi drawer. Selain itu, perangkat interlock mekanis dipasang di dalam unit drawer untuk memfasilitasi putus dan tutup output drawer.
(2) Karakteristik Operasional Kabinet MNS
Jenis switchgear ini juga merupakan bentuk switchgear tegangan rendah yang dapat ditarik. Menggunakan cangkang yang terbuat dari pelat baja yang ditekuk, membagi ruang internal menjadi tiga kompartemen dasar: kompartemen busbar, kompartemen kabel, dan kompartemen unit (untuk drawer). Karena kompartemen busbar berada di belakang, ia juga dapat dikonfigurasikan sebagai kabinet ganda. Gaya busbar yang digunakan mirip dengan tipe GCS. Tinggi unit drawer adalah 200mm, dan dilengkapi dengan perangkat interlock mekanis.
2 Prinsip Dasar Pemilihan Kabinet Distribusi Tegangan Tinggi dan Rendah
Dalam proses pemilihan kabinet distribusi, persyaratan utama adalah memastikan bahwa kabinet tegangan tinggi dan rendah yang dipilih memenuhi kebutuhan penggunaan proyek dan menjamin keandalan dan stabilitas operasi peralatan. Secara bersamaan, aspek kinerja terkait lainnya dari produk, seperti kesederhanaan operasional, harus dianalisis untuk memilih peralatan yang relatif mudah dioperasikan, sehingga meningkatkan akurasi operasional. Selain itu, penting untuk menganalisis persyaratan biaya proyek, menentukan anggaran proyek yang akurat, mengontrol biaya konstruksi dengan wajar selama implementasi, memanfaatkan bahan baku dan sumber daya secara efektif, dan mencapai kontrol biaya yang efektif.
2.1 Prinsip Keandalan
Dalam memilih jenis kabinet distribusi tegangan tinggi, berdasarkan operasi aktual ruang distribusi, tujuan dasarnya adalah memastikan keamanan dan keandalan produk. Pertimbangan komprehensif harus diberikan pada kondisi operasional aktual kabinet tegangan tinggi untuk memilih produk dengan keandalan yang lebih tinggi.
2.2 Prinsip Kesederhanaan
Saat ini, sebagian besar kabinet distribusi tegangan tinggi menggunakan perangkat perlindungan tradisional. Karena kompleksitas peralatan semacam itu yang tinggi, probabilitas kegagalan juga relatif tinggi, yang menimbulkan tantangan signifikan untuk operasi dan pemeliharaan selanjutnya. Oleh karena itu, selama proses pemilihan, berdasarkan situasi investasi proyek yang ditentukan dan persyaratan konfigurasi spesifik peralatan, serta mematuhi persyaratan dasar untuk keandalan pasokan listrik, produk harus dipilih dengan memastikan bahwa komponen rakitan yang dapat ditarik di kabinet gerobak dapat dipasang langsung di gerobak dan memenuhi prinsip pemeliharaan yang nyaman dan penggantian yang mudah.
3 Pemilihan Optimal Kabinet Distribusi Tegangan Tinggi dan Rendah di Ruang Distribusi
3.1 Pemilihan Optimal Kabinet Distribusi Tegangan Tinggi
(1) Memastikan Keandalan Operasional Kabinet Tegangan Tinggi
Dalam memilih kabinet distribusi tegangan tinggi, investigasi harus dilakukan terhadap kondisi spesifik peralatan pasokan listrik dan investasi proyek konstruksi. Persyaratan keandalan pasokan listrik harus dianalisis sebelum melakukan pemilihan komprehensif. Untuk memastikan keandalan pasokan listrik, komponen rakitan yang dapat ditarik di gerobak harus sepenuhnya dapat dilepas ke gerobak dan memungkinkan operasi dan penggantian yang sederhana, memfasilitasi pemeliharaan yang nyaman dan cepat pada kabinet tegangan tinggi. Namun, ketika menggunakan kabinet gerobak, persyaratan kualitas konstruksi sipil, terutama kerataan lantai, lebih tinggi. Untuk memudahkan gerobak masuk dan keluar dari switchgear, permukaan atas rel di dalam kabinet harus rata dengan lantai di luar kabinet. Penempatan alas karet dapat digunakan selama penyesuaian untuk mengurangi frekuensi getaran kabinet dan meningkatkan stabilitas operasional switchgear.
(2) Praktikalitas Operasi Peralatan
Di pasar kabinet distribusi tegangan tinggi China, kabinet impor menduduki sekitar 50% pangsa pasar, sebanding dengan produk domestik. Dari segi stabilitas operasional dan kondisi terkait lainnya, kedua jenis kabinet ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Dalam aplikasi praktis, pemilihan harus dilakukan secara wajar sesuai dengan situasi aktual.
Meskipun kabinet tegangan tinggi domestik memiliki keunggulan seperti harga yang wajar, keandalan tinggi, dan layanan purna jual yang komprehensif, volumenya sebagian besar besar, memerlukan ruang pemasangan yang signifikan. Ketika ruang pemasangan di ruang distribusi terbatas, kabinet tegangan tinggi impor harus dipilih. Relatif, kabinet tegangan tinggi impor tidak hanya memiliki tata letak komponen yang wajar, ukuran kecil, dan keandalan tinggi, tetapi juga memiliki rentang aplikasi yang relatif luas. Namun, harganya jauh lebih tinggi dari peralatan domestik, dan dukungan purna jual mungkin tidak secepat peralatan domestik. Selama proses pemilihan optimal, perlu adanya pertimbangan komprehensif berdasarkan kelebihan dan kekurangan ini.
(3) Operasi dan Pemeliharaan Sederhana
Persyaratan pemeliharaan yang rendah dan pemeliharaan yang disederhanakan adalah arah pengembangan penting masa depan untuk kabinet distribusi. Saat ini, sebagian besar kabinet distribusi tegangan tinggi di China menggunakan teknologi kontrol listrik dan relay perlindungan tradisional. Teknologi ini tidak hanya meningkatkan probabilitas kegagalan tetapi juga menambah kompleksitas peralatan, menyebabkan peningkatan beban pemeliharaan selama penggunaan selanjutnya. Berdasarkan hal ini, kabinet distribusi yang dilengkapi dengan perangkat perlindungan cerdas canggih harus dipilih untuk mengurangi beban pemeliharaan dan menghemat biaya tenaga kerja. Dari perspektif ekonomi, kabinet distribusi tegangan tinggi cerdas adalah pilihan yang baik selama proses pemilihan.
3.2 Pemilihan Optimal Kabinet Distribusi Tegangan Rendah
(1) Menentukan Parameter Teknis Kabinet Tegangan Rendah dengan Wajar
Sebelum memilih model kabinet distribusi tegangan rendah, parameter teknisnya harus ditentukan, dan pemilihan harus dilakukan sesuai dengan parameter yang telah ditentukan. Berdasarkan hal ini, tegangan nominal, arus nominal, frekuensi nominal, ruang pemasangan, dan parameter lainnya dari kabinet tegangan rendah harus diperjelas. Parameter seperti arus yang harus ditahan oleh kabinet selama puncak pasokan listrik dan arus puncak busbar utama harus dianalisis. Selain itu, jenis unit fungsional, arus nominal maksimum, dan peringkat perlindungan casing (kode IP) dari kabinet distribusi perlu dikonfirmasi.
(2) Mengoptimalkan Persyaratan Fungsional Komponen di Kabinet Tegangan Rendah
Selama proses pemilihan optimal kabinet distribusi tegangan rendah, analisis persyaratan komponen harus dilakukan, terutama termasuk metode pemasangan, modul fungsional kabinet, kemudahan pemasangan, suhu lingkungan operasi, dan dimensi kabinet. Secara bersamaan, perhatian harus diberikan pada pemilihan pemutus sirkuit, memastikan pemutus utama memiliki fungsi seperti memori, perlindungan arus bumi, alarm, indikasi kegagalan, dan perlindungan tiga tahap (LSI). Harus juga mendukung operasi interlock pada level yang berbeda seperti interlock selektif zona, berusaha mencapai modularisasi berbagai aksesori fungsional.
3.3 Pemilihan Optimal Komponen Perlindungan di Kabinet Distribusi
Kabinet distribusi yang sesuai harus dapat beradaptasi dengan lingkungan penggunaan yang berbeda dan memiliki kemampuan perlindungan fungsional yang sesuai. Biasanya, kabinet distribusi tegangan tinggi dan rendah menggunakan fusible atau pemutus sirkuit sebagai komponen perlindungan. Ketika arus melebihi nilai yang ditetapkan, link fusible meleleh karena pemanasan, atau pemutus sirkuit trip, sehingga memutus sirkuit dan melindungi sistem distribusi. Komponen perlindungan dapat dipilih secara optimal dari berbagai perspektif.
(1) Perspektif Biaya
Dari perspektif biaya komponen, harga pasar fusible rendah, sementara harga pasar Molded Case Circuit Breakers (MCCB) atau Miniature Circuit Breakers (MCB) bisa beberapa kali hingga puluhan kali lebih tinggi dari fusible. Jika anggaran proyek secara keseluruhan rendah, fusible dapat dipilih sebagai komponen perlindungan.
(2) Perspektif Kemudahan Pemeliharaan
Ketika terjadi gangguan pendek dan menyebabkan trip, kontak MCB/MCCB mungkin mengalami kerusakan. Dalam jangka waktu, ini dapat menyebabkan gagal operasi pemutus sirkuit. Oleh karena itu, setelah terjadi trip fusible akibat gangguan pendek, link fusible harus segera diganti untuk memastikan fungsi perlindungan dipulihkan. Setelah terjadi trip MCB/MCCB akibat gangguan pendek, inspeksi direkomendasikan, dan mungkin perlu diganti jika rusak.
(3) Perspektif Persyaratan Perlindungan Sirkuit
Karena fusible memiliki sensitivitas yang relatif rendah terhadap overload jalur, mereka biasanya hanya digunakan untuk perlindungan pendek, kecuali pada sirkuit penerangan umum. Sebaliknya, MCBs/MCCBs memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap overload dan overcurrent. Ketika melindungi sirkuit seperti loop pemanas, stopkontak, dan sirkuit kontrol, MCBs/MCCBs harus digunakan sebagai komponen perlindungan.
4 Kesimpulan
Dengan meningkatnya permintaan energi listrik dalam produksi dan kehidupan sehari-hari, ekonomi dan stabilitas pasokan listrik telah menjadi tujuan penting untuk optimasi sistem distribusi. Kabinet distribusi di ruang distribusi mewakili tautan akhir dalam pengiriman listrik kepada pengguna akhir, dan digunakan dalam jumlah besar. Untuk memastikan kebutuhan listrik produksi dan kehidupan sehari-hari terpenuhi sambil mencapai manfaat ekonomi dalam pembangunan kabinet ruang distribusi, skema pemilihan kabinet distribusi harus dioptimalkan dari sudut pandang teknis dan ekonomi, memastikan keandalan teknis dan ekonomi dipenuhi secara bersamaan.
