Penelitian tentang Aplikasi Kabel Hidrid Optik dan Listrik Prakonstruksi dalam Gardu Induk Pintar
Saat ini, untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas fase konstruksi secara rasional, menerapkan berbagai hasil desain secara mendalam pada fase aplikasi, mempromosikan konsep manajemen siklus hidup penuh, menerapkan berbagai teknologi modern baru secara komprehensif, membangun antarmuka manajemen peralatan yang terpusat dan terpadu, serta meningkatkan efisiensi konstruksi intensif pada tahap desain dan konstruksi, IEE-Business telah mulai menerapkan desain dan konstruksi gardu induk dalam mode distribusi standar.
Salah satu tujuan utamanya adalah untuk mengstandardisasi parameter dan standar antarmuka peralatan, memungkinkan peralatan primer dapat terhubung ke peralatan sekunder, dan peralatan sekunder dapat terhubung satu sama lain dengan cara yang standar. Ini memastikan bahwa kabel sekunder dapat dipasang dan dicabut, menyediakan layanan yang lebih mudah untuk tugas seperti penawaran peralatan, operasi dan pemeliharaan, serta desain teknik, sambil juga secara wajar mengurangi waktu konstruksi. Berdasarkan hal ini, di gardu induk cerdas, penelitian dan analisis mendalam telah dilakukan terhadap penerapan kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi, yang memiliki makna praktis yang sangat penting dalam situasi saat ini.
1. Analisis Rentang Aplikasi Kabel Hibrid Optik-Listrik Pra-Fabrikasi pada Fase Aplikasi
Dalam konteks modern, metode kabel yang digunakan untuk terminal blok pada panel switchboard dan kotak distribusi serat optik di gardu induk selama proses koneksi tidak lagi memenuhi persyaratan baru dari gardu induk pra-fabrikasi pada tahap instalasi dan operasi. Pada saat yang sama, selama pembangunan gardu induk cerdas, karena tugas-tugas seperti pengkabelan dan koneksi serat optik di lapangan, koneksi sirkuit, dan debugging sirkuit diperlukan ketika menghubungkan kabel dan serat optik di dalam rak, periode konstruksi teknik relatif lama.
Ini tidak hanya menyebabkan efisiensi konstruksi rendah dan keandalan relatif rendah, tetapi juga menghasilkan perbedaan tertentu dalam penempatan, instalasi, dan metode kabel perangkat koneksi di dalam setiap rak. Oleh karena itu, penerapan teknologi proses selama fase konstruksi sangat sulit, yang secara tidak langsung meningkatkan biaya kerja pada fase pemeliharaan dan menghasilkan efisiensi kerja umumnya rendah pada fase debugging konstruksi dan pemeliharaan selanjutnya.
Mengingat situasi ini, dengan mempertimbangkan secara komprehensif, penerapan kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi, yang memiliki keuntungan seperti cepat pasang dan lepas, umur layanan panjang, kepadatan rendah, ukuran kecil, dan keandalan tinggi, dapat lebih baik memenuhi persyaratan baru peralatan di gardu induk cerdas untuk fungsi plug-and-play di era baru.
Penelitian tentang Penerapan Kabel Hibrid Optik-Listrik Pra-Fabrikasi di Gardu Induk Cerdas
Secara umum, kabel pra-fabrikasi cocok untuk posisi antara badan peralatan primer tekanan tinggi dan rak kontrol cerdas. Untuk gardu induk cerdas yang menggunakan peralatan Sistem Informasi Geografis (GIS), kabel pra-fabrikasi ujung ganda dapat dipilih untuk koneksi antara pemutus sirkuit di dalam badan GIS dan rak kontrol cerdas, antara disconnector dan rak kontrol cerdas, antara kotak mekanisme saklar tanah dan rak kontrol cerdas, serta antara kotak terminal trafo utama dan rak kontrol cerdas trafo utama.
Sebagai metode koneksi di kedua ujung, konektor plug penerbangan dapat dipilih untuk koneksi, dan soket pra-fabrikasi yang sesuai dapat digunakan di kedua ujung. Kemudian, berdasarkan prinsip pemisahan sirkuit loop ganda, pemisahan arus kuat dan lemah, serta pemisahan arus AC dan DC, konfigurasi yang masuk akal dapat dilakukan.Setelah penerapan kabel pra-fabrikasi, tingkat proses komponen di dalam peralatan selama perakitan akan ditingkatkan. Ini tidak hanya dapat menghemat ruang di dalam panel switchboard, tetapi juga memungkinkan instalasi yang lebih mudah, cepat, dan efisien di lokasi konstruksi.
Ketika peralatan rak kontrol cerdas terhubung ke berbagai perangkat level bay seperti alat analisis jaringan, perangkat oscillograf kesalahan, perangkat proteksi trafo utama, perangkat pengukuran dan kontrol garis, serta perangkat proteksi garis, kabel optik digunakan secara utama. Namun, proses konstruksi yang digunakan untuk pemasangan kabel optik biasa lebih rumit daripada kabel, dan persyaratan lingkungan pemasangan selama penyambungan serat optik sangat tinggi. Oleh karena itu, kabel optik pra-fabrikasi dengan konektor pra-fabrikasi di pabrik dapat dipilih. Selama konstruksi di lapangan, metode koneksi tanpa penyambungan dapat digunakan, yang dapat meminimalkan redaman dan hilangnya serat optik selama konstruksi titik penyambungan dan meningkatkan keandalan dan stabilitas loop serat optik selama koneksi.
2. Analisis Karakteristik Teknis Kabel Hibrid Optik-Listrik Pra-Fabrikasi
Kabel hibrid optik-listrik adalah kabel yang menambahkan konduktor isolasi dalam struktur kabel optik, mengintegrasikan kawat tembaga transmisi listrik dan serat optik menjadi satu. Karena transmisi listrik dan transmisi kabel optik termasuk dua metode transmisi yang sepenuhnya berbeda, tidak akan ada gangguan antara keduanya selama proses transmisi. Kabel hibrid optik-listrik tidak hanya memiliki karakteristik kabel optik biasa, tetapi juga mematuhi standar dan spesifikasi terkait transmisi listrik rendah kabel. Mereka dapat menangani secara bersamaan masalah yang ada dalam transmisi sinyal optik dan listrik peralatan.
Dalam hal keuntungan kabel hibrid optik-listrik, mereka memiliki karakteristik membutuhkan ruang kecil, ringan, dan diameter luar kecil. Dalam sebagian besar kasus di masa lalu, masalah yang memerlukan penggunaan beberapa kabel dan kabel optik untuk diselesaikan bersama sekarang dapat ditangani dengan wajar hanya dengan menggunakan satu kabel hibrid. Pada saat yang sama, penerapan kabel hibrid optik-listrik juga memiliki keuntungan berikut:
Selama proses transmisi, dapat menyediakan beberapa jenis teknologi transmisi yang berbeda secara bersamaan. Perangkat memiliki kemampuan ekspansi yang kuat dan adaptabilitas yang baik selama aplikasi, dan produk memiliki cakupan yang relatif luas dalam hal kelayakan.
Dalam hal kinerja aplikasi, memiliki ketahanan tekanan internal dan kelenturan yang luar biasa, dengan superioritas yang relatif tinggi dan tingkat kenyamanan yang relatif tinggi selama konstruksi.
Pelanggan tidak perlu menghabiskan biaya berlebihan selama proses pembelian, dan biaya selama konstruksi relatif rendah.
Karena kabel hibrid adalah tipe pra-fabrikasi, pada tahap desain awal, perlu untuk menghitung dan memprediksi panjang peletakan sebenarnya dari kabel optik pra-fabrikasi dengan akurat untuk mencegah, sebisa mungkin, situasi di mana panjang tidak memenuhi standar atau melebihi standar. Saat ini, produsen peralatan dapat menyediakan kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi. Jangkauan kustomisasi jumlah inti kabel optik adalah sekitar 6 hingga 48 inti, dan dapat dipilih sebagai multimode atau single mode. Jenis pelindungnya sebagian besar tembaga atau aluminium bergelombang. Panjang dapat dibuat pra-fabrikasi, dan berbagai jenis konektor listrik atau optik dapat dipilih untuk konektor di kedua ujungnya.
Saat memilih bingkai distribusi, disarankan untuk menggunakan bingkai distribusi hibrid optik-listrik modular, yang dapat mengkonfigurasi rasio serat optik ke tembaga secara fleksibel dan ilmiah berdasarkan perbedaan port peralatan pengguna yang berbeda, memaksimalkan pemenuhan berbagai persyaratan dalam proses manajemen distribusi daya.
Berdasarkan karakteristik kabel hibrid optik-listrik, di gardu induk cerdas, terminal cerdas setiap bay dapat dikombinasikan secara seragam menjadi sinyal alarm kehilangan daya dan sinyal optik unit, dan dikirim ke peralatan perlindungan, pengukuran, dan kontrol bay menggunakan kabel hibrid optik-listrik jenis yang sama. Ketika suplai daya AC dan DC terhubung dari panel distribusi AC dan DC pabrik switchgear, kabel yang digunakan untuk menghubungkan peralatan di lantai dan situs yang berbeda dapat disederhanakan secara seragam menjadi kabel hibrid optik-listrik, memungkinkan realisasi ide bahwa semua sinyal kontrol bay tipikal terhubung menggunakan satu kabel.
3. Analisis Kasus Spesifik Penerapan Kabel Hibrid Optik-Listrik Pra-Fabrikasi
Artikel ini mengambil bay tipikal pada sisi 110 kV dan 220 kV dari suatu gardu induk cerdas sebagai kasus utama. Dengan membandingkan situasi spesifik penerapan kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi, artikel ini secara khusus menjelaskan karakteristik utama penerapan kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi sebagai berikut:
(1) Analisis Statistik Spesifikasi dan Jumlah Kabel Hibrid Optik-Listrik pada Sisi 110 kV
Berdasarkan mode kabel bus ganda pada sisi 110 kV dan penggunaan peralatan GIS untuk penelitian, terdapat konfigurasi tunggal dalam perangkat terintegrasi unit penggabungan terminal cerdas untuk jalur daya 110 kV dan segmentasi; terdapat konfigurasi ganda dalam perangkat terintegrasi unit penggabungan terminal cerdas untuk jalur masuk trafo utama 110 kV. Dua unit penggabungan tegangan bus dipasang di posisi kontrol cerdas peralatan bus.
Berikut ini, bay jalur 110 kV diambil sebagai contoh. Dengan menganalisis jumlah kabel optik dan kabel antara rak kontrol cerdas dan peralatan sekunder secara terpusat, spesifikasi dan jumlah kabel hibrid optik-listrik pada sisi 110 kV diatur dan dianalisis.
Tabel 1 Statistik koefisien kabel dan kabel optik di interval jalur 110-kilovolt
Seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1, dengan menghitung jumlah inti serat optik dan inti kabel dari lapisan proses ke lapisan bay di bay jalur 110 kV, dan mempertimbangkan permintaan maksimum dan inti cadangan sebenarnya, kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi yang terdiri dari satu serat optik 12-inti plus kawat tembaga 6×1.5-ukuran dipilih untuk bay jalur keluar dan segmentasi. Berdasarkan konfigurasi ganda substation utama, dua kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi, masing-masing terdiri dari 12-inti serat optik plus kawat tembaga 6×1.5-ukuran, dipilih untuk rak kontrol cerdas utama pada sisi 110 kV.
(2) Analisis Statistik Spesifikasi dan Jumlah Kabel Hibrid Optik-Listrik pada Sisi 220 kV
Berdasarkan mode kabel bus ganda pada sisi 220 kV dan penggunaan peralatan Sistem Informasi Geografis (GIS), terminal cerdas dan unit penggabungan disusun secara seragam di rak kontrol cerdas. Penelitian tentang konfigurasi lapisan proses dan lapisan bay dilakukan dengan metode konfigurasi ganda.
Berikut ini, bay jalur 220 kV diambil sebagai contoh spesifik. Dengan menganalisis statistik jumlah kabel optik dan kabel dari rak kontrol cerdas ke ruang peralatan sekunder, spesifikasi dan jumlah sebenarnya dari kabel hibrid optik-listrik 220 kV diatur dan diringkas.
Memperhitungkan konfigurasi ganda pada sisi 220 kV, jumlah inti kabel dan inti serat optik dari kabel kedua dan konfigurasinya sama dengan kabel pertama. Konten spesifik ditunjukkan dalam Tabel 2. Dengan menganalisis statistik jumlah inti kabel dan inti serat optik dari lapisan proses ke lapisan bay di bay jalur 220 kV, dan secara sistematis mempertimbangkan permintaan maksimum dan inti cadangan, setiap rak kontrol cerdas dapat menggunakan dua kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi dengan spesifikasi 24-inti serat optik plus kawat tembaga 6×1.5.
(3) Agregasi Data dan Analisis Penerapan Kabel Hibrid Optik-Listrik di Gardu Induk Cerdas
Berdasarkan data dari proses statistik yang disebutkan di atas, analisis menunjukkan bahwa dalam hal spesifikasi, kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi yang digunakan di dalam gardu induk cerdas dapat dioptimalkan menjadi 24-inti kabel optik + 6-inti kabel dan 12-inti kabel optik + 6-inti kabel.
Jumlah kabel dari rak kontrol cerdas di sisi 220 kV dan substation utama ke ruang peralatan sekunder dapat diminimalisir menjadi dua, dan jumlah kabel dari rak kontrol cerdas di sisi 110 kV ke ruang peralatan sekunder dapat diminimalisir menjadi satu.
Seiring dengan berkurangnya biaya material peralatan dalam proses investasi, sejumlah manfaat ekonomi tidak langsung dihasilkan, sebagai berikut:
Tingkat orientasi proses dan aliran kerja komponen kabel lebih tinggi, dan efisiensi kerja dalam proses konstruksi lebih tinggi. Ini dapat memaksimalkan penghematan tenaga kerja dan waktu teknik, serta mengurangi biaya pemasangan dan konstruksi di lapangan.
Setelah menggunakan kabel pra-fabrikasi, dapat secara khusus meningkatkan tingkat standarisasi pengguna, mengurangi variasi dan jumlah bahan, melepaskan pendudukan inventaris asli pengguna secara wajar, dan mengurangi biaya manajemen.
Mengurangi beban kerja dalam proses operasi dan pemeliharaan nanti, memiliki kinerja hijau dan ramah lingkungan yang lebih baik, dan lebih sesuai dengan persyaratan keseluruhan pembangunan gardu induk "dua jenis dan satu standarisasi".
Tabel 2 Statistik Inti Kabel dan Inti Kabel Optik di Interval Jalur 220-Kilovolt
4. Kesimpulan
Secara keseluruhan, penerapan kabel pra-fabrikasi di gardu induk cerdas bertujuan untuk mencapai koneksi standarisasi dan regulasi untuk kabel optik dan kabel antara peralatan primer dan sekunder, serta di antara peralatan sekunder. Ini dapat secara khusus meningkatkan efisiensi konstruksi dan kualitas proses peralatan sekunder selama fase konstruksi.
Artikel ini telah membahas rentang aplikasi dan karakteristik teknis kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi. Telah dilakukan penelitian dan analisis terhadap penerapan spesifik kabel hibrid optik-listrik di gardu induk cerdas 220 kV, dan merangkum dan menganalisis beberapa antarmuka standar umum kabel hibrid yang digunakan di gardu induk 220 kV.
Penggunaan kabel hibrid optik-listrik pra-fabrikasi dapat mengintegrasikan kabel dan kabel optik secara organik. Hal ini dapat secara khusus mengurangi beban pekerjaan peletakan di lokasi konstruksi, mengurangi ukuran penampang parit kabel dan area yang sebenarnya diduduki, dan secara efektif mengurangi biaya proyek sepanjang siklus proyek seluruh gardu induk cerdas.
Isi penelitian dalam artikel ini fokus pada bagaimana menggunakan kabel hibrid optik-listrik untuk menggantikan kabel optik pra-fabrikasi dalam menghubungkan peralatan sekunder antara panel switchboard di lokasi yang berbeda dan di area seperti lintas ruangan.
