Penerapan Tata Letak Struktural Terpadu Perangkat Sekunder Tipe Kabin Pracetak di Gardu Induk Pintar

1. Faktor Utama yang Mempengaruhi Tingkat Pemanfaatan Ruang dan Kemudahan Operasi serta Pemeliharaan Kabin Prafabrikasi untuk Perangkat Sekunder
1.1 Tingkat Pengembangan dan Kesempurnaan Perangkat Perlindungan Front-wiring

Pengaruh perangkat perlindungan front-wiring terhadap penerapan kabin prafabrikasi terutama fokus pada tiga aspek: tata letak panel switchgear, bentuk kombinasi kabin dalam kabin prafabrikasi, dan beban kerja konstruksi di lokasi. Ketika pengembangan perangkat front-wiring belum sempurna, struktur panel switchgear tradisional digunakan. Misalnya, Substansi Qingzhu 220kV di Anhui menggunakan mode satu kabin satu baris, dan Substansi Weicheng 110kV di Hubei menggunakan mode dua kabin dua baris. Dalam kedua mode ini, jumlah panel switchgear yang dapat ditempatkan di dalam kabin relatif kecil.

Untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan ruang di dalam kabin, proyek-proyek selanjutnya juga telah mencoba mode satu kabin dua baris. Misalnya, Substansi Dashi 220kV di Chongqing mengadopsi mode satu kabin dua baris, dan Stasiun Konverter Lingzhou ±800kV mengadopsi mode satu kabin dua baris dengan ukuran kabin yang ditingkatkan. Informasi seperti dimensi kabin dan volume konstruksi di lokasi dari empat proyek ini diringkas secara statistik sebagai berikut.

Mode satu kabin dua baris dapat menampung hampir dua kali lebih banyak panel switchgear dibandingkan dengan mode satu kabin satu baris dan dua kabin dua baris. Selain itu, memiliki keuntungan seperti tidak perlu penyambungan di lokasi, tidak perlu pengeleman di dalam kabin, dan biaya kabin yang rendah. Namun, dalam mode satu kabin dua baris, pemeliharaan perangkat hanya dapat dilakukan dengan membuka pintu di dinding samping kabin atau meningkatkan ukuran kabin. Pemeliharaan di luar kabin tidak dapat memenuhi persyaratan pemeliharaan sepanjang waktu; meningkatkan ukuran kabin tidak hanya meningkatkan biaya transportasi tetapi juga memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk kemudahan jalan.

1.2 Dimensi Panel Switchgear

Saat ini, dimensi panel switchgear di dalam kabin termasuk 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260, dll. Ketika menempatkan panel switchgear di kabin prafabrikasi dengan spesifikasi yang sama, mengurangi ukuran panel switchgear dapat secara efektif meningkatkan jumlah kabinet yang dapat ditempatkan.

1.3 Metode Tata Letak Kabel di Dalam Kabin

Di dalam kabin perangkat sekunder, berbagai kabel seperti kabel daya, kabel optik, dan kabel patch perlu diletakkan. Ada tiga skema tata letak kabel utama di dalam kabin: menetapkan rak kabel di bagian atas kabin, menetapkan rak kabel di bagian bawah kabin, dan menggabungkan keduanya. Dalam semua tiga metode ini, struktur panel switchgear digunakan di dalam kabin, dan pekerjaan tata letak kabel perlu dilakukan setelah panel switchgear ditempatkan.

Selain itu, kabel-kabel tersebut disisipkan antara struktur kabin dan panel switchgear, yang menyebabkan ketidaknyamanan untuk pekerjaan pemeliharaan kabel selanjutnya.Skema yang lebih umum digunakan yaitu menetapkan lapisan intermediet kabel di bagian bawah kabin memerlukan bahwa selama proses pemeliharaan kabel, lantai anti-statik harus terlebih dahulu diangkat, dan kemudian operasi dapat dilakukan di ruang sempit. Ini menyebabkan beban kerja yang besar dan periode konstruksi yang panjang.

1.4 Terminal dan Ekspansi Jangka Panjang serta Rekonstruksi Panel Switchgear

Pekerjaan ekspansi dan rekonstruksi jangka panjang di dalam kabin perangkat sekunder terutama mengadopsi skema menambah panel switchgear baru kemudian menghubungkan kabel, atau menempatkan kabinet kosong terlebih dahulu dan melakukan pekerjaan instalasi dan pengeleman perangkat di dalam kabinet selama periode rekonstruksi. Yang pertama memiliki intensitas kerja yang tinggi, dan yang kedua terbatas oleh ruang sempit di dalam kabin, sehingga periode rekonstruksi menjadi panjang.

Seperti dapat dilihat dari analisis di Bagian 1.1-1.4, faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat pemanfaatan ruang dan kemudahan operasi serta pemeliharaan di dalam kabin perangkat sekunder terutama fokus pada bentuk struktur perangkat front-wiring dan panel switchgear. Mengingat perangkat front-wiring telah secara bertahap matang dan populer, penelitian optimasi harus dilakukan pada bentuk struktur panel switchgear. Selain itu, penelitian tentang kemudahan pekerjaan operasi dan pemeliharaan perangkat di dalam kabin juga diperlukan untuk mencapai pekerjaan operasi dan pemeliharaan yang efisien dan cepat.

2. Penelitian tentang Tata Letak Struktural Terpadu Perangkat Sekunder

Dengan tujuan menyelesaikan masalah-masalah tersebut, skema optimalisasi panel switchgear berdasarkan tata letak struktural terpadu diajukan untuk menyelesaikan masalah tingkat pemanfaatan ruang yang rendah di dalam kabin dan kesulitan dalam memasang panel switchgear ke dalam kabin. Penelitian dan desain skema tata letak kabel terbuka diajukan untuk menyelesaikan masalah instalasi dan pemeliharaan kabel optik dan daya yang sulit.

2.1 Dimensi Struktural Terpadu Perangkat Sekunder

Mengambil kabin Tipe III sebagai contoh, dimensi eksternalnya adalah 12200×2800×3133, dan lantai anti-statiknya tebal 250mm.

2.1.1 Ketinggian Struktur

Ketinggian bersih di dalam kabin adalah 2670mm. Berdasarkan zona fungsional, ketinggian di dalam kabin dibagi menjadi tiga bagian dari bawah ke atas: ketinggian lantai anti-statik yang dapat dipindahkan, ketinggian struktur terpadu, dan ketinggian komponen instalasi tambahan. Setelah menghapus ketinggian lantai anti-statik yang dapat dipindahkan, ketinggian sisa adalah 2420mm. Merujuk pada ketinggian panel switchgear tradisional, ketinggian struktur terpadu dialokasikan sebesar 2300mm, dan ketinggian komponen tambahan adalah 120mm.

2.1.2 Lebar Struktur

Dalam panel switchgear front-wiring tradisional, terminal perangkat diatur secara horizontal dan dipasang di bagian bawah kabinet, dan jumlah pemasangan terbatas. Untuk memfasilitasi pekerjaan operasi dan pemeliharaan perangkat selanjutnya dan mempersingkat jalur koneksi antara perangkat dan terminal, terminal diletakkan secara vertikal di sisi kanan perangkat.

2.1.3 Kedalaman Struktur

Untuk memenuhi persyaratan kedalaman pemasangan perangkat dari produsen yang berbeda, kedalaman unit struktural didesain dengan merujuk pada kedalaman panel switchboard tradisional, yaitu 600mm. Sementara itu, dengan mempertimbangkan bahwa kedalaman berkurang setelah pintu kabinet dibatalkan dan langkah-langkah antisipasi kesalahan yang diperlukan, kedalaman unit struktural adalah 550mm.

2.1.4 Ringkasan

Melalui analisis di atas, dimensi unit struktural tunggal di dalam kabin prafabrikasi adalah 2300×700×550. Setelah menggunakan struktur dengan ukuran ini, tata letak panel switchgear di dalam kabin dapat mencapai tingkat pemanfaatan maksimum.

2.2 Tata Letak Perangkat Sekunder di Dalam Struktur Terpadu
2.2.1 Skema Zonasi Modular Unit Struktural

Di dalam unit struktural, dengan merujuk pada metode pemasangan perangkat panel switchgear yang ada, dibagi menjadi tiga bagian dari atas ke bawah: area pemasangan saklar udara, area pemasangan perangkat, dan area pemasangan aksesori. Di antaranya, area pemasangan perangkat dibagi menjadi area pemasangan perangkat dan area pemeliharaan perangkat dari kiri ke kanan.

2.2.2 Desain Ketinggian Area Pemasangan Perangkat

Untuk meningkatkan jumlah perangkat yang dipasang di dalam struktur tunggal, pertama-tama, ketinggian perangkat yang akan dipasang di dalam struktur dihitung. Perangkat perlindungan memiliki ketinggian 4U atau 6U, dan switch dan rak gulungan kabel sebagian besar 1U. Mengambil contoh pemasangan 2 switch di interval di atas tingkat tegangan 220kV, ketinggian 4U dapat memenuhi persyaratan pemasangan 2 switch dan 1 rak gulungan kabel.

Jumlah plat tekanan keras dan tombol perangkat cerdas dikonfigurasikan sebagai 2 plat tekanan keras dan 1 tombol reset untuk perangkat perlindungan; dan 3 plat tekanan keras dan 1 tombol reset untuk perangkat pengukuran dan kontrol. Panel pemasangan 4U dapat mengatur paling banyak 2 baris, dengan 9 plat tekanan keras atau tombol di setiap baris. Oleh karena itu, panel 4U dapat memenuhi persyaratan pemasangan 6 perangkat perlindungan atau 4 perangkat pengukuran dan kontrol.

2.3 Penelitian tentang Desain Kemudahan Operasi dan Pemeliharaan Struktur Terpadu
2.3.1 Desain Ergonomis Unit Struktural

Berdasarkan analisis bidang pandang personel pemeliharaan dalam posisi berdiri, titik visual seseorang kira-kira antara 1.5-1.6m, dan bidang visual terbaik berada dalam rentang 10° di atas dan di bawah titik visual horizontal, yaitu ketinggian pemasangan perangkat antara 1215-1920mm, dan ketinggian 700mm. Berdasarkan persyaratan ketinggian di atas dan dikombinasikan dengan data analisis, ketika metode penataan "6-modul" diterapkan, pengalaman operasi terbaik dapat diperoleh.

Skema saluran pemeliharaan terbuka meliputi tiga bagian: di dalam unit struktural, area antara unit struktural dalam baris yang sama, dan saluran kabel di dalam kabin.

• Saluran pemeliharaan terbuka di dalam unit struktural. Area pemeliharaan perangkat dengan ketinggian yang sama ditetapkan di sisi kanan area pemasangan perangkat untuk meletakkan strip terminal. Skema tata letak kabel optik dan listrik dipisahkan, dengan kabel patch dan kabel komunikasi dipasang secara vertikal di sisi kiri dan kabel daya dipasang secara vertikal di sisi kanan.

• Saluran pemeliharaan terbuka antara unit struktural dalam baris yang sama. Gunakan struktur tiang "7"-shaped sehingga tiang unit struktural dalam baris yang sama dapat membentuk saluran tata letak kabel yang kontinyu dan terbuka. Pindahkan saluran tata letak kabel optik dan daya dalam baris yang sama dari bawah lantai anti-statik ke atas lantai anti-statik.

• Saluran crossover kabel di dalam kabin (antara dua baris unit struktural). Sejumlah kecil rak kabel ditetapkan di bawah lantai anti-statik antara dua baris struktur. Ketika melakukan pekerjaan pemeliharaan kabel antara dua baris, hanya sejumlah kecil lantai anti-statik dalam arah lebar kabin yang perlu diangkat, dan personel dapat berdiri di lantai anti-statik lainnya untuk melakukan pekerjaan pemeliharaan kabel di lapisan intermediet. Selain itu, lantai anti-statik di bagian atas saluran kabel dapat dibuat dari kaca konduktif transparan atau ditandai dengan tanda untuk mencapai penempatan cepat.

3. Kesimpulan

Artikel ini melakukan penelitian terhadap masalah-masalah produk kabin prafabrikasi yang ada dan secara inovatif mengajukan struktur yang terintegrasi dengan kabin prafabrikasi, mencapai hasil yang diharapkan. Melalui penelitian, diperoleh kesimpulan berikut:

• Struktur terpadu menggantikan panel switchgear tradisional, dan jumlah kabinet yang dapat ditempatkan di dalam kabin meningkat sebesar 12-17%. Jika posisi pintu kabin disesuaikan, dapat meningkat sebesar 28-37%.

• Metode penataan "6-modul" diterapkan untuk tata letak area perangkat di dalam struktur, yang meningkatkan tingkat pemanfaatan ruang di dalam struktur dan memfasilitasi observasi dan operasi.

• Desain saluran tata letak kabel terbuka sepenuhnya sangat mengurangi beban dan kesulitan pekerjaan operasi dan pemeliharaan kabel.