Panduan Pemilihan Pemutus Sirkuit Vakum: Parameter & Aplikasi

I. Pemilihan Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum harus dipilih berdasarkan arus nominal dan arus korsleting nominal, dengan kapasitas aktual jaringan listrik sebagai acuan. Tendensi untuk mengadopsi faktor keamanan yang terlalu tinggi harus dihindari. Pemilihan yang terlalu konservatif tidak hanya menyebabkan "oversizing" (pemutus sirkuit besar untuk beban kecil) yang tidak ekonomis, tetapi juga mempengaruhi kinerja pemutus dalam memutus arus induktif atau kapasitif kecil, yang dapat menyebabkan overvoltage pemotongan arus.

Menurut literatur relevan, sekitar 93,1% rangkaian pengumpan 10kV dalam jaringan listrik operasional di Cina memiliki arus nominal 2000A atau kurang. Oleh karena itu, pemilihan arus operasi nominal harus fokus pada nilai 2000A dan di bawahnya. Pemilihan arus korsleting maksimum harus mengikuti persyaratan "Pedoman Perencanaan dan Rekonstruksi Jaringan Kota," menghindari pengejaran buta margin keamanan yang berlebihan.

Saat ini di pasar Cina, pemutus sirkuit merek impor yang umum digunakan termasuk Schneider's HVX, ABB's VD4, dan Siemens' 3AE series. Merek domestik termasuk CV1 dari Changshu Switchgear, RMVS1 dari Shanglian, dan ZN172 series dari Baoguang. Perbedaan kualitas antara merek domestik dan impor sekarang hampir tidak ada.

II. Pemutus Sirkuit Vakum dan Karakteristiknya

Pemutus sirkuit adalah perangkat beralih yang dilengkapi dengan ruang pemadam busur khusus. Dapat menutup, membawa, dan memutus arus dalam kondisi sirkuit normal, dan dapat menutup, membawa, dan memutus kondisi sirkuit abnormal (misalnya, korsleting) dalam periode waktu tertentu. Cocok untuk jaringan listrik dengan frekuensi 50Hz dan level tegangan 3,6kV dan di atasnya, digunakan untuk menghidupkan dan mematikan arus beban (biasanya tidak melebihi 4000A), arus overload, dan arus korsleting nominal (biasanya tidak melebihi 63kA).

Juga dapat digunakan dalam aplikasi khusus untuk menghidupkan dan mematikan garis transmisi panjang tanpa beban, transformator tanpa beban, bank kapasitor, dll., dan membawa arus korsleting (biasanya tidak melebihi 63kA) dalam durasi yang ditentukan (1s, 3s, 4s), serta menutup pada arus korsleting (biasanya tidak melebihi 160kA). Umur mekanis pemutus sirkuit biasanya 10.000 operasi, dengan model khusus mencapai 30.000 atau 60.000 operasi. Ketika dilengkapi dengan aktuator magnet permanen, dapat mencapai hingga 100.000 operasi. Menurut CB1984-2014, umur listrik pemutus sirkuit adalah 274 operasi.

Pemutus sirkuit umumnya memiliki kemampuan auto-reclosing, memungkinkan pemulihan pasokan listrik yang cepat setelah penghapusan gangguan, dan biasanya digunakan dalam aplikasi penting. Namun, pemutus sirkuit relatif mahal (memerlukan perlindungan relay atau berbasis mikroprosesor yang sesuai), dan waktu pemutusan gangguannya dalam 80ms (bergantung pada waktu respons relay perlindungan, waktu tripping pemutus, dan waktu busur). Kecepatan pemutusan arus gangguannya lebih lambat daripada perangkat switchgear, sehingga peralatan yang dilindungi harus memiliki kemampuan tahan arus singkat yang cukup.

III. Aplikasi Utama Pemutus Sirkuit

Pemutus sirkuit utamanya digunakan di perusahaan industri dan pertambangan, pembangkit listrik, dan substation untuk menerima, mengontrol, dan melindungi sistem listrik. Konfigurasi tipikal (dengan menggunakan 12kV sebagai contoh) terdiri dari dua pemutus sirkuit masuk dan satu atau lebih pemutus sirkuit keluar (lihat diagram). Arus pemutus sirkuit masuk umumnya tidak melebihi 4000A, dengan arus pemutusan korsleting umumnya tidak melebihi 50kA. Arus nominal pemutus sirkuit keluar umumnya tidak melebihi 1600A, dengan arus pemutusan korsleting umumnya tidak melebihi 40kA.

IV. Kriteria Pemilihan Pemutus Sirkuit

• Gunakan pemutus sirkuit ketika mengontrol arus beban melebihi 630A.

• Gunakan pemutus sirkuit ketika melindungi transformator dengan kapasitas lebih dari 1600kVA di sisi suplai.

• Gunakan pemutus sirkuit ketika melindungi motor dengan kapasitas lebih dari 1200kW.

• Gunakan pemutus sirkuit ketika menghidupkan dan mematikan bank kapasitor.

• Gunakan pemutus sirkuit generator khusus ketika melindungi generator.

• Gunakan pemutus sirkuit ketika melindungi garis listrik atau peralatan kritis.

Contoh aplikasi pemutus sirkuit

V. Precautions During Vacuum Circuit Breaker Operation

Selama operasi, perawatan pemutus sirkuit vakum harus ditentukan berdasarkan kondisi penggunaan dan frekuensi operasi. Untuk pemutus dengan operasi jarang (operasi tahunan tidak melebihi 1/5 umur mekanis), pemeriksaan rutin sekali setahun sudah cukup selama periode umur mekanis. Untuk pemutus yang sering dioperasikan, jumlah operasi antara pemeriksaan tidak boleh melebihi 1/5 umur mekanis.

Ketika frekuensi operasi sangat tinggi atau umur mekanis/listrik mendekati akhir, interval pemeriksaan harus diperpendek. Item inspeksi dan penyesuaian termasuk tingkat vakum, perjalanan, perjalanan kontak, sinkronisasi, kecepatan buka/tutup, serta pemeriksaan komponen utama mekanisme operasi, koneksi listrik eksternal, isolasi, dan kontak bantu sumber daya kontrol.

Berikut ini adalah isu-isu yang perlu diperhatikan selama operasi pemutus sirkuit vakum:

(1) Masalah Overvoltage

Pemutus sirkuit vakum sering menghasilkan overvoltage tinggi ketika memutus arus kecil, terutama arus induktif kecil seperti arus magnetisasi transformator, karena pemotongan arus yang signifikan. Selain itu, ketika memutus arus kapasitif dari bank kapasitor, re-ignition sulit dihindari; begitu re-ignition terjadi, dapat menghasilkan overvoltage re-ignition. Oleh karena itu, sebaiknya dipasang pelindung metal-oksida performa tinggi atau perangkat perlindungan RC (resistor-kapasitor).

(2) Monitoring Integritas Vakum di Ruang Pemutus

Tingkat vakum di dalam pemutus vakum biasanya dipertahankan antara 10⁻⁴ dan 10⁻⁶ Pa. Seiring bertambahnya usia pemutus dan penumpukan operasi switching, atau karena pengaruh eksternal, tingkat vakum secara bertahap menurun. Begitu turun di bawah ambang batas kritis, kemampuan pemutusan dan kekuatan dielektrik akan terganggu. Oleh karena itu, tingkat vakum di dalam pemutus harus secara rutin diuji selama operasi.

(3) Monitoring Aus Kontak

Permukaan kontak pemutus vakum aus secara bertahap setelah beberapa kali pemutusan arus. Seiring bertambahnya aus kontak, perjalanan kontak meningkat, yang pada gilirannya meningkatkan langkah kerja bellows, secara signifikan mengurangi umurnya. Biasanya, aus listrik maksimum yang diperbolehkan sekitar 3mm. Ketika aus kumulatif mencapai atau melebihi nilai ini, kinerja pemutusan dan konduktivitas pemutus vakum menurun, menandakan akhir umur layanan.

VI. Kesimpulan

Dalam pemilihan pemutus sirkuit vakum, pertimbangan penuh harus diberikan pada kondisi pasokan listrik aktual dan karakteristik beban nyata di sisi beban. Pemilihan pemutus sirkuit yang benar dan rasional memainkan peran penting dalam meningkatkan operasi sistem yang aman dan andal.