Какви са предимствата и недостатъците на кръговите основни електрически системи?

Преимущества и недостатъци на кръгова електрическа система

Кръговата електрическа система е често срещана топология в разпределителните мрежи, особено в средно- и нисковолтовите системи за разпределение на електроенергия. Тя свързва множество потребителни точки или разпределителни точки в затворена петля за разпределение на електроенергия. По-долу са представени преимуществата и недостатъците на кръговата електрическа система:

I. Преимущества

Висока надеждност

• Резервна подаване на енергия: Кръговата система има два пътя за подаване на енергия. Дори ако един сегмент от кабела или комутационното устройство излее, енергията все още може да бъде доставена до потребителните точки по другия път. Тази резервация значително повишава надеждността на системата и непрекъснатостта на доставката на енергия.

• Намалена обхвата на прекъсването: При появата на дефект в един сегмент, само този сегмент трябва да бъде изолиран, минимизирайки влиянието върху останалата част от системата и намалявайки обхвата на прекъсването.

Гъвкаво разпределение на потреблението

• Лесно разширяване: Кръговата система позволява добавянето на нови потребителни точки или разпределителни точки на всяко място във възела без значително влияние върху стабилността на съществуващата система. Това я прави много гъвкава за разширяване или реконструкция.

• Балансиране на потреблението: Тъй като токът може да протича в двете посоки във възела, това помага за по-добро балансиране на потреблението в различните сегменти, предотвратявайки прекомерно товарене на една страна.

По-ниско падане на напрежението

Двуначинна подаване: Токът може да влиза в потребителната точка от две посоки, намалявайки токовата нагрузка на единичния линей, което води до намалено падане на напрежението. Това е особено важно при разпределение на дълги разстояния, осигурявайки по-добро качество на напрежението за крайния потребител.

Намален краткосрочен ток

Ефект на ограничаване на тока: В някои случаи, кръговата система може да бъде проектирана, за да ограничи краткосрочния ток. Например, използването на предпазители, ограничаващи тока, или изборът на подходящи размери на кабели, може да намали ефективно влиянието на краткосрочния ток върху оборудването.

Удобно поддръжка

Локализирана изолация: При необходимост от поддръжка или инспекция на определен сегмент, единствено двата ключа в този сегмент трябва да бъдат отворени, позволявайки останалата част от системата да продължи да работи. Това прави поддръжката по-удобна и минимизира прекъсването.

II. Недостатъци

Повишена начална инвестиция

• Допълнителни кабели и комутационни устройства: В сравнение с радиалната система за разпределение, кръговата система изисква повече кабели и комутационни устройства, за да се формира затворената петля, увеличавайки началните строителни разходи.

• Комплексна конфигурация на защитата: За да се осигури безопасна работа, кръговата система често изисква по-сложни релейни защитни устройства и автоматизирани контролни системи, за да се справят с потенциални аварийни ситуации. Тези устройства също са с по-висока цена.

Комплексна локализация на аварии

• Многопътен протичане на тока: С ток, протичащ през многобройни пътища във възела, определянето на точната локация на аварията може да бъде трудно. В големи кръгови системи, това може да удължи времето, необходимо за локализация на аварията, влияйки на ефективността на ремонта.

• Трудности при координацията на защитата: Релейните защитни устройства в кръговата система трябва да бъдат точно координирани, за да се предотврати неверна работа или неуспех в операцията. Ако настройките не са коректни, аварии може да се засилят или да не бъдат навременно изолирани.

Ограничения при работа в отворен възел

Подаване в една посока: На практика, кръговите системи често работят в конфигурация на отворен възел (т.е. само един прекъсвач е затворен), за да се упрости настройката на защитата и да се намали краткосрочният ток. В този режим, системата по същество става радиална система за разпределение, губейки някои от своите предимства за резервна подаване.

Несиметрично разпределение на тока: При работа в отворен възел, токът влиза в потребителната точка само от една посока, което може да доведе до несиметрично разпределение на тока в различните сегменти на възела, влияйки на стабилността и ефективността на системата.

Предизвикателства при работа в затворен възел

Увеличен краткосрочен ток: Когато кръговата система работи в затворен възел, краткосрочният ток може значително да се увеличи, особено когато множество източници на енергия подават енергия едновременно. Това изисква комутационни устройства с по-висока капацитет за прекъсване, усложняващо избора на оборудването и увеличавайки разходите.

Комплексни настройки на защитата: При работа в затворен възел, защитните устройства в кръговата система трябва да бъдат пренастроени, за да се адаптират към новите модели на протичане на тока. Неверни настройки могат да доведат до неверна работа или неуспех на защитните устройства, компрометирайки безопасността на системата.

Високи изисквания за комуникация и автоматизация

Изисквания за реално време наблюдение: За да се осигури ефективна работа, се изискват напреднали системи за комуникация и автоматизация, за да се наблюдава състоянието и условията на тока във всеки сегмент в реално време. Това увеличава сложността на системата и поставя по-високи изисквания към техническите умения на операторите.

III. Сценарии за приложение

Кръговите електрически системи са подходящи за следните сценарии:

• Градски разпределителни мрежи: Особено в плътно населени градски центрове, кръговите системи могат да повишат надеждността и гъвкавостта на подаването на енергия, намалявайки влиянието на прекъсванията.

• Индустриални паркове: За големи индустриални паркове, кръговите системи предоставят стабилно подаване на енергия и подкрепят бъдещи нужди за разширяване.

• Търговски сгради и обществени обекти: Такива като търговски центрове, болници, летища и т.н., където кръговите системи могат да гарантират непрекъснато подаване на енергия към критични обекти, поддържайки обществената безопасност и качеството на услугите.

Резюме

Кръговата електрическа система предлага значителни предимства, като висока надеждност, гъвкаво разпределение на тока, по-ниско падане на напрежението, намален краткосрочен ток и удобна поддръжка, като това я прави широко използвана в средно- и нисковолтовите системи за разпределение. Обаче, тя има и недостатъци, включително по-висока начална инвестиция, комплексна локализация на аварии, предизвикателства при координацията на защитата, ограничения при работа в отворен възел и високи изисквания за комуникация и автоматизация. Ето защо, при решението дали да се приеме кръгова система, е необходимо да се вземат предвид конкретните нужди на проекта, бюджета и техническите условия, балансирайки предимствата и недостатъците, за да се направи най-подходящия избор.