Rekabentuk dan Aplikasi Recloser Voltan Tinggi: Menumpukan pada Sistem 20kV di Indonesia dan Vietnam

1. Pengenalan

Dalam infrastruktur grid kuasa moden, pemutus semula tegangan tinggi memainkan peranan penting dalam meningkatkan kebolehpercayaan dan kecekapan bekalan kuasa. Ini sangat penting di kawasan seperti Indonesia, yang memiliki jaringan pengedaran kuasa yang luas dan rumit yang merangkumi banyak pulau, dan Vietnam, dengan sistem kuasa pesisirnya yang berkembang. Tahap voltan 20kV, yang termasuk dalam julat tegangan sederhana-tinggi, digunakan secara meluas di grid bandar, bekalan kuasa industri, dan beberapa laluan transmisi tegangan tinggi kerana kelebihannya dalam kecekapan penghantaran kuasa dan kos-efektiviti.

2. Fungsi dan Kepentingan Pemutus Semula Tegangan Tinggi

Pemutus semula tegangan tinggi adalah peralatan switchgear pintar yang digunakan dalam automasi jaringan pengedaran kuasa. Ia mempunyai kemampuan "self-contained" untuk mengesan arus kerosakan, memutuskannya dalam masa tertentu, dan melakukan sejumlah penutupan semula yang ditetapkan. Apabila terjadi kerosakan pendek litar, pemutus semula beroperasi untuk membuka dan menutup semula mengikut urutan dan selang masa yang telah ditetapkan. Dalam kes kerosakan kekal, selepas melengkapkan urutan operasi yang ditetapkan dan jika penutupan semula gagal, ia akan mengunci dalam keadaan terbuka, mengasingkan bahagian yang rosak. Setelah kerosakan diselesaikan, biasanya diperlukan reset manual untuk melepaskan kunci. Untuk kerosakan sementara, operasi pembukaan dan penutupan seterusnya akan dihentikan segera apabila penutupan semula mana-mana berhasil, dan selepas sesetengah kelewatan, ia akan kembali ke keadaan awal yang ditetapkan, bersedia untuk kerosakan potensial seterusnya.

Di Indonesia, dengan grid kuasa berskala besar yang meliputi kawasan yang luas, pemutus semula tegangan tinggi sangat penting untuk memulihkan bekalan kuasa dengan cepat selepas kerosakan, mengurangkan masa gangguan kuasa, dan meningkatkan kebolehpercayaan bekalan kuasa secara keseluruhan. Begitu juga, di kawasan pesisir Vietnam, di mana faktor-faktor persekitaran seperti kelembapan dan kabut garam boleh mencabar grid kuasa, pemutus semula membantu mengekalkan bekalan kuasa yang stabil.

3. Pertimbangan Reka Bentuk untuk Pemutus Semula Tegangan Tinggi 20kV
3.1 Reka Bentuk Prestasi Elektrik
3.1.1 Voltan dan Arus Berperingkat

Untuk pemutus semula 20kV, voltan berperingkat direka untuk 20kV untuk menyelaraskan tahap voltan grid. Arus berperingkat perlu ditentukan berdasarkan arus beban sebenar di bahagian grid kuasa di mana ia dipasang. Di kawasan industri Indonesia atau Vietnam dengan peralatan kuasa tinggi, pemutus semula dengan arus berperingkat yang lebih tinggi mungkin diperlukan untuk memastikan operasi normal dalam keadaan beban berat.

3.1.2 Kapasiti Pemutusan Kerosakan

Pemutus semula harus mempunyai kapasiti pemutusan kerosakan yang cukup untuk memutuskan arus pendek bermagnitud besar. Dalam sistem 20kV, arus pendek boleh mencapai beberapa kilo-ampere. Reka bentuk harus mempertimbangkan skenario kerosakan pendek terburuk dalam grid kuasa tempatan, seperti kerosakan tiga fasa dekat sumber kuasa. Sebagai contoh, dalam jaringan pengedaran industri 20kV biasa di Indonesia, arus pendek mungkin sekitar 20-30kA, jadi pemutus semula harus direka untuk memutuskan arus tersebut dengan selamat dan dapat dipercayai.

3.2 Reka Bentuk Mekanikal
3.2.1 Mekanisme Operasi

Mekanisme operasi pemutus semula harus sangat boleh dipercayai dan mampu menahan operasi yang sering. Mekanisme operasi jenis spring atau magnet permanen biasanya digunakan. Dalam keadaan persekitaran yang keras di kawasan pesisir Vietnam, mekanisme operasi magnet permanen yang tersegel dengan baik dan tahan karat mungkin lebih disukai. Ia dapat memastikan operasi yang stabil walaupun terdapat kabut garam dan kelembapan tinggi, mengurangkan risiko kegagalan mekanikal akibat karat.

3.2.2 Sistem Kontak

Sistem kontak pemutus semula sangat penting untuk prestasinya. Bahan kontak berkualiti tinggi dengan kekonduksian elektrik yang baik dan sifat anti-lengkungan dipilih. Untuk pemutus semula 20kV, bahan seperti paduan tembaga-tungsten sering digunakan. Reka bentuk kontak harus memastikan tekanan kontak yang baik untuk mengurangkan rintangan kontak dan mencegah panasan berlebihan semasa operasi normal. Selain itu, sistem kontak harus mampu menahan busur energi tinggi yang dihasilkan semasa operasi pemutusan kerosakan, dengan umur layanan yang panjang.

3.3 Reka Bentuk Insulasi
3.3.1 Bahan Insulasi

Dalam pemutus semula 20kV, bahan insulasi yang sesuai dipilih berdasarkan persekitaran operasi. Dalam iklim tropis Indonesia dengan kelembapan tinggi, bahan dengan sifat insulasi tahan lembap yang luar biasa, seperti resin epoksi, digunakan secara meluas. Insulasi berbasis resin epoksi dapat secara efektif mencegah breakdown elektrik akibat penyerapan lembap. Di kawasan pesisir Vietnam, dengan pertimbangan tambahan kabut garam, pelapis insulasi anti-kabut garam khusus mungkin diterapkan pada bahan insulasi untuk lebih meningkatkan prestasi insulasinya.

3.3.2 Struktur Insulasi

Struktur insulasi pemutus semula direka untuk memastikan jarak insulasi elektrik yang cukup dan menahan voltan berperingkat dan voltan sementara. Sebagai contoh, reka bentuk insulasi antara bahagian hidup dan bahagian yang dipetak harus mematuhi standard antarabangsa dan nasional yang relevan. Di Indonesia, reka bentuk pemutus semula harus memenuhi keperluan standard SNI 04-0225, yang menentukan jarak insulasi minimum dan tahap voltan tahanan untuk peralatan elektrik tegangan tinggi.

4. Pematuhan Standard: IEC 60068-2-52 dan SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

Standard IEC 60068-2-52 relevan untuk pemutus semula dari segi ujian persekitaran. Dalam konteks kawasan pesisir Vietnam, pemutus semula perlu memenuhi keperluan standard ini mengenai ketahanan terhadap korosi kabut garam. Standard ini menetapkan kaedah ujian dan kriteria penerimaan tertentu untuk peralatan yang terdedah kepada persekitaran kabut garam. Sebagai contoh, pemutus semula diperlukan untuk menjalani ujian penyemprotan kabut garam selama masa tertentu, dan selepas ujian, prestasi elektrik dan mekanikal mereka masih harus memenuhi keperluan yang ditetapkan. Pematuhan dengan standard ini memastikan pemutus semula dapat beroperasi dengan andal dalam persekitaran pesisir yang keras di Vietnam.

4.2 SNI 04-0225

Di Indonesia, standard SNI 04-0225 sangat penting bagi peralatan elektrik tegangan tinggi, termasuk pemutus semula. Standard ini mencakupi aspek seperti keselamatan elektrik, keperluan insulasi, dan prestasi mekanikal. Pemutus semula yang dirancang untuk pasar Indonesia harus mematuhi keperluan ujian tahanan voltan yang ditetapkan dalam standard ini. Sebagai contoh, insulasi pemutus semula harus mampu menahan ujian voltan AC dan DC yang ditetapkan tanpa breakdown, memastikan keselamatan personil dan peralatan dalam grid kuasa.

5. Keperluan Khas untuk Pemutus Semula di Indonesia dan Vietnam

5.1 Indonesia
5.1.1 Grid Kuasa Berbasis Pulau

Grid kuasa Indonesia ditandai oleh luasannya yang meliputi banyak pulau. Pemutus semula perlu direka untuk mudah dipasang dan dirawat di kawasan pulau-pulau jauh. Pemutus semula berukuran kompak dengan sistem operasi dan kawalan self-contained lebih disukai. Pemutus semula ini dapat dengan mudah diangkut ke pulau dan dipasang di tiang atau di substasi kecil. Selain itu, karena kapasitas bekalan kuasa sering terbatas di beberapa pulau, pemutus semula harus mampu beroperasi dengan efisien dengan sumber tenaga bantu daya rendah relatif.