Peralatan Sakelar Tegangan Menengah
Mari kita bahas faktor-faktor paling penting yang memengaruhi konfigurasi yang tepat dari switchgear tegangan menengah. Seperti yang akan Anda lihat di bawah ini, untuk aplikasi switchgear MV yang paling umum, setidaknya ada enam kategori utama yang sangat penting dalam desain distribusi daya di masa depan.
Seperti yang akan Anda lihat, kategori-kategori ini meliputi karakteristik jaringan tegangan menengah (MV), proteksi, konsep pengukuran dan penaksiran, prinsip kerja dan jumlah saluran masuk, lokasi pemasangan dan aksesibilitas, kondisi lingkungan, dan persyaratan untuk prosedur pengoperasian.
Persyaratan aplikasi spesifik industri yang paling penting untuk peralatan sakelar tegangan menengah, seperti kapasitas tugas pensaklaran, frekuensi pensaklaran beban, modifikasi atau perluasan peralatan sakelar, juga dibahas.
1. Nilai karakteristik jaringan MV
1.1 Tegangan saluran
Ini menentukan tegangan nominal dari peralatan sakelar, perangkat sakelar, dan komponen terpasang lainnya. Faktor penentu di sini adalah tegangan saluran maksimum pada batas toleransi atas.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Tegangan nominal U r (atau U s )
- Tingkat insulasi terukur U d (atau U pn )
- Tegangan primer nominal transformator tegangan Upr dan penangkap lonjakan tegangan – jika berlaku
Tabel 1
Tegangan nominal rangkaian primer – Kasus umum
1.2 Arus hubung singkat
Hal ini ditandai oleh variabel arus puncak I p (nilai puncak arus hubung singkat simetris awal) dan arus hubung singkat berkelanjutan I k . Tingkat arus hubung singkat yang dibutuhkan dalam jaringan ditentukan oleh perilaku dinamis beban dan kualitas energi yang harus dijaga, serta menentukan kapasitas penyambungan, pemutusan, dan ketahanan peralatan sakelar.
Perlu dicatat bahwa rasio arus puncak terhadap arus hubung singkat berkelanjutan dalam jaringan dapat secara signifikan lebih besar daripada faktor standar I p /I k = 2,5 pada 50 Hz (atau 2,6 pada 60 Hz) yang menjadi dasar desain pemutus sirkuit dan peralatan sakelar.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Sirkuit utama dan pentanahan:
- Arus puncak terukur I p
- Arus jangka pendek terukur I k
- Peralatan sakelar:
- Arus hubung singkat terukur I ma
- Arus putus hubung singkat terukur I sc
- Transformator arus:
- Arus dinamis terukur I dyn
- Arus termal jangka pendek terukur I th
Gambar 1
Contoh korsleting pada panel distribusi tegangan menengah 10kV
1.3 Arus normal dan aliran beban
Arus normal mengacu pada jalur arus saluran masuk, busbar, dan saluran beban . Arus juga terbagi karena susunan fisik panel switchgear sehingga nilai arus nominal yang berbeda dapat ditemukan secara berurutan di sepanjang jalur konduksi (arus di busbar dan saluran beban biasanya berbeda).
Cadangan harus direncanakan sesuai dengan nilai arus normal terukur:
- Sesuai dengan suhu lingkungan sekitar;
- Untuk kelebihan beban yang direncanakan;
- Untuk kelebihan beban sementara jika terjadi kerusakan.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Arus nominal busbar dan feeder
- Jumlah kabel untuk setiap konduktor di panel switchgear (kabel paralel)
- Peringkat transformator arus
Gambar 2
Analisis Aliran Beban Awal di ETAP
1.4 Pembumian titik netral
Jenis pentanahan titik netral yang digunakan, yaitu pentanahan terisolasi/resonansi dengan kumparan peredam busur (kumparan Petersen) /pentanahan resistif (sementara)/pentanahan padat (langsung) – menentukan perilaku tegangan saluran ketika operasi pensaklaran dilakukan atau jika terjadi gangguan tanah di jaringan, serta karakteristik arus gangguan tanah.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Tingkat isolasi peralatan yang ditetapkan untuk tegangan nominal Ur
- Pilihan peralatan sakelar
- Rating dan redaman transformator tegangan
- Desain transformator arus dan relai proteksi untuk deteksi gangguan tanah.
- Peringkat penangkal petir
Gambar 3
Metode Pembumian Netral Tegangan Menengah dan Aplikasinya
2. Konsep proteksi saluran, pengukuran, dan penghitungan
Konsep proteksi saluran memiliki pengaruh besar pada pemilihan dan desain peralatan sakelar. Perangkat berikut dapat digunakan untuk proteksi hubung singkat:
- Sekering HRC (dalam kombinasi sakelar atau kontaktor-sekering)
- Transformator instrumen + relai proteksi + pemutus sirkuit
3. Jenis pemasukan
Prinsip kerja dan jumlah saluran masuk sangat penting untuk menghubungkan peralatan sakelar dan untuk nilai arus nominalnya . Pasokan dari berbagai jaringan, seperti:
- jaringan publik,
- pembangkitan di dalam pabrik, dan
- pasokan listrik darurat
… terkadang harus diputus selama operasi normal karena alasan keselamatan, bisnis, atau kontrak. Oleh karena itu, perlu diputuskan bagaimana pasokan dapat dibagi menjadi beberapa bagian busbar dan bagian mana yang dapat dihubungkan.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Koneksi sistem:
- Busbar tunggal/ganda
- Panel bagian bus
- Nilai nominal peralatan sakelar:
- Arus normal pada busbar(s)
- Arus puncak dan arus jangka pendek
- Kontrol, interlock, dan interlock peralatan sakelar.
- Pemasangan transformator instrumen di panel sakelar dan pada busbar.
- Ruang untuk memasang relai proteksi dan kabel di kompartemen tegangan rendah.
4. Lokasi Operasional
Jenis lokasi pengoperasian juga dapat menentukan pilihan dan peringkat peralatan sakelar . Mengingat beragam faktor yang memengaruhi, hanya poin-poin penting yang perlu diperhatikan yang dapat dijelaskan di sini.
Banyak lokasi tunduk pada peraturan hukum mengenai keselamatan dan kesehatan, perlindungan kebakaran, dan kesesuaian lingkungan. Hal ini terutama berlaku untuk sistem di area publik (misalnya zona pejalan kaki), tempat industri (kantor, bengkel), bangunan publik (gedung tinggi, rumah sakit, gedung perkantoran, bar, pusat konferensi, dll.).
Peraturan khusus juga berlaku untuk cagar alam, tambang, jalur kereta api , dan kapal.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Desain
- Klasifikasi sesar busur internal
- Penyerap tekanan, saluran pelepas tekanan
5. Kondisi lingkungan
Peralatan sakelar yang dipasang di ruang servis dapat terkena kondisi lingkungan berikut:
- Panas dan kelembapan
- Polusi
- Debu dan asap
- Garam (di dekat pantai atau di pertambangan)
- Gas dan uap korosif (alami dan buatan)
- Serangga / hewan kecil
Karena kondisi lingkungan di lokasi pemasangan sangat beragam, standar yang berlaku hanya mendefinisikan persyaratan dasar untuk “kondisi layanan normal”. Setiap sistem harus diperiksa secara individual untuk menentukan apakah persyaratan tersebut terpenuhi atau tidak.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Desain: peralatan sakelar berinsulasi udara atau gas
- Tingkat perlindungan IP untuk perumahan (dapat ditingkatkan dengan perlindungan terhadap air bocor jika diperlukan)
- Jenis ventilasi
- Isolasi tambahan untuk komponen yang bertegangan dan terbuka.
Langkah-langkah untuk memberikan perlindungan terhadap kondisi lingkungan ekstrem juga dapat dilakukan di ruang servis (pendingin udara). Dalam beberapa kasus, hal ini bisa lebih efisien daripada mendesain setiap komponen secara individual sesuai kebutuhan.
6. Aplikasi khusus industri
Aspek-aspek berikut mencakup peran dan signifikansi switchgear dalam jaringan operator (perusahaan industri atau utilitas publik).
Pemilihan dan penentuan kapasitas peralatan sakelar bergantung pada tugas pensaklaran dan beban yang akan dialihkan . Apakah peralatan sakelar hanya diperlukan untuk mengalihkan arus normal? Atau apakah juga perlu menginterupsi arus pendek? Karena operasi pensaklaran transien, beban tertentu memerlukan perlindungan tegangan lebih.
Dalam kasus lain, kriteria penilaian tambahan berlaku untuk sakelar dan peralatan sakelar.
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Peralatan sakelar: pemutus sirkuit, sakelar, atau kontaktor dengan sekering HRC
- Nilai kelistrikan terukur
- Tindakan tambahan (misalnya, perlindungan terhadap tegangan berlebih)
- Kelas untuk ketahanan mekanik dan listrik
- Desain: unit pemutus sirkuit atau sakelar pemutus
7. Prosedur Operasi
Prosedur operasi adalah istilah umum yang, sehubungan dengan aktivitas konfigurasi, hanya akan digunakan untuk menggambarkan aktivitas-aktivitas berikut:
- Operasi
- Aktivitas kerja
- Pemeliharaan
Aktivitas operasional meliputi pemantauan, pengalihan, pengaturan, dan pembacaan tampilan/indikator . Operator dapat menentukan bagaimana aktivitas ini akan dilakukan, yaitu, apakah akan dilakukan di lokasi atau dari jarak jauh, (sepenuhnya atau sebagian) secara manual atau otomatis.
Integrasi otomatis peralatan sakelar dalam manajemen sistem jaringan dan proses produksi menuntut persyaratan penting pada sistem pengukuran, kontrol, dan kendali jarak jauh (teknologi sekunder).
Kriteria konfigurasi yang ditetapkan untuk peralatan sakelar:
- Desain peralatan sakelar
- Sistem berinsulasi udara atau gas
- Pemutus arus yang dapat ditarik atau tetap
- Jenis kompartemen (kontrol akses)
- Kategori kehilangan kontinuitas layanan
- Kontrol dan peralatan sekunder
- Pengunci dan penguncian sakelar
- Mekanisme penggerak manual atau otomatis
- Tingkat perlindungan IP
- Klasifikasi sesar busur internal
KONTEN PREMIUM
Artikel-artikel teknis dalam kategori “Konten Premium” hanya dapat diakses sepenuhnya oleh Anggota Premium. Panduan teknik elektro, artikel teknis spesialis, dan makalah yang ditulis oleh insinyur listrik berpengalaman di beberapa negara semuanya tersedia untuk pengguna premium. Sebagai seorang insinyur listrik yang bekerja di bidang Tegangan Rendah, Menengah, atau Tinggi, ini akan membantu Anda mengembangkan keterampilan teknis profesional yang Anda butuhkan di tempat kerja.
