Koji su prednosti i nedostaci kolčastih električnih sustava?

Prednosti i nedostaci kolovoznog električnog sustava

Kolovozni električni sustav je uobičajena topologija za distribucijske mreže, posebno u srednjepresuskim i niskopresuskim sistemima distribucije struje. Spaja više opterećenja ili distribucijskih točaka u zatvorenu petlju kako bi se distribuirala struja. Ispod su prednosti i nedostaci kolovoznog električnog sustava:

I. Prednosti

Visoka pouzdanost

• Redundantna snabdijevanje strujom: Kolovozni sustav ima dva puta za snabdijevanje strujom. Čak i ako jedan dio kabela ili sklopne opreme ne radi, struja može još uvijek biti isporučena donjim opterećenjima preko drugog puta. Ova redundancija značajno povećava pouzdanost sustava i kontinuitet snabdijevanja strujom.

• Smanjen obseg ispadanja: Kada dođe do greške u jednom segmentu, samo taj segment treba izolirati, smanjujući utjecaj na ostatak sustava i smanjujući obseg ispadanja.

Pružna distribucija opterećenja

• Lako proširenje: Kolovozni sustav omogućuje dodavanje novih opterećenja ili distribucijskih točaka na bilo kojoj lokaciji duž petlje bez značajnog utjecaja na stabilnost postojećeg sustava. To ga čini vrlo pružnim za proširenje ili renoviranje.

• Balansiranje opterećenja: Budući da struja može teći u obje smjerove oko petlje, pomaže boljem balansiranju opterećenja na različitim segmentima, sprečavajući pretjerano opterećenje na jednoj strani.

Niži pad napona

Dvostruko snabdijevanje: Struja može unijeti opterećenje s dva smjera, smanjujući opterećenje strujom na jednoj liniji i time smanjujući pad napona. Ovo je posebno važno za dugoročnu distribuciju, osiguravajući bolju kvalitetu napona za krajnjeg korisnika.

Smanjeni kratkoslužni strujni tok

Efekt ograničenja struje: U nekim slučajevima, kolovozni sustav može biti dizajniran da ograniči kratkoslužne strujne tokove. Na primjer, upotreba ograničitelja struje ili odabir odgovarajuće veličine kabela može efektivno smanjiti utjecaj kratkoslužnih strujnih tokova na opremu.

Ugodno održavanje

Lokalizirana izolacija: Kada je potrebno održavanje ili pregled na određenom segmentu, samo dva prekidača na tom segmentu moraju biti otvoreni, omogućujući da ostatak sustava ostane u radu. To čini održavanje udobnijim i smanjuje prekid.

II. Nedostaci

Viši početni ulaganje

• Dodatni kabeli i sklopna oprema: U usporedbi s radialnim distribucijskim sustavom, kolovozni sustav zahtijeva više kabela i sklopne opreme kako bi formirao zatvorenu petlju, povećavajući troškove inicijalne konstrukcije.

• Kompleksna zaštita: Da bi se osiguralo sigurno funkcioniranje, kolovozni sustav često zahtijeva složenije relé zaštitne uređaje i sisteme automatiziranog upravljanja za obradu potencijalnih grešaka. Ovi uređaji također dolaze s većim troškovima.

Kompleksno određivanje lokacije greške

• Struja teče kroz više puteva: S strujom koja teče kroz više puteva u petlji, određivanje točne lokacije greške može biti izazov. U velikim kolovoznim sustavima, to može produžiti vrijeme potrebno za određivanje lokacije greške, utječući na učinkovitost popravka.

• Teško koordiniranje zaštite: Relé zaštitni uređaji u kolovoznom sustavu moraju biti precizno koordinirani kako bi se spriječile pogrešne operacije ili neuspjeh u operaciji. Ako postavke nisu ispravne, greške mogu eskalirati ili ne biti brzo izolirane.

Ograničenja pri radu u otvorenom kolovozu

Snabdijevanje u jednom smjeru: U praksi, kolovozni sustavi često rade u otvorenom kolovozu (tj. samo jedan prekidač je zatvoren) kako bi se pojednostavili postavci zaštite i smanjili kratkoslužni strujni tokovi. U ovom režimu, sustav u suštini postaje radialni distribucijski sustav, gubeći neke prednosti redundantnog snabdijevanja.

Neravnomjerno opterećenje: Pri radu u otvorenom kolovozu, struja teče u opterećenje samo s jedne strane, što može dovesti do neravnomjernog opterećenja na različitim segmentima petlje, utječeći na stabilnost i učinkovitost sustava.

Izazovi pri radu u zatvorenom kolovozu

Povećani kratkoslužni strujni tokovi: Kada kolovozni sustav radi u zatvorenoj petlji, kratkoslužni strujni tokovi mogu značajno porasti, posebno kada više izvora snage istodobno snabdijevaju strujom. To zahtijeva sklopnu opremu s većim kapacitetima prekida, povećavajući složenost i cijenu odabira opreme.

Kompleksna postavka zaštite: U zatvorenom radu, zaštitni uređaji u kolovoznom sustavu moraju biti ponovno konfigurirani kako bi se prilagodili novim uzorcima toka struje. Pogrešne postavke mogu dovesti do pogrešne operacije ili neuspjeha zaštitnih uređaja, kompromitirajući sigurnost sustava.

Visoki zahtjevi za komunikacijom i automatizacijom

Potrebe za stvarnim vremenom nadzora: Za osiguranje učinkovitog funkcioniranja, obično su potrebni napredni sistemi komunikacije i automatizacije kako bi se nadgledalo stanje i uvjeti opterećenja svakog segmenta u stvarnom vremenu. To povećava složenost sustava i stavlja veće zahtjeve na tehničke vještine operatera.

III. Primjene

Kolovozni električni sustavi su prikladni za sljedeće scenarije:

• Mreže za distribuciju u gradu: Posebno u gusto naseljenim urbanih centara, kolovozni sustavi mogu povećati pouzdanost i pružnost snabdijevanja strujom, smanjujući utjecaj ispadanja.

• Industrijski parkovi: Za velike industrijske zone, kolovozni sustavi pružaju stabilno snabdijevanje strujom i podržavaju buduće potrebe za proširenjem.

• Poslovne zgrade i javne zgradice: Poput trgovina, bolnica, zračnih luka itd., gdje kolovozni sustavi mogu osigurati neprekidno snabdijevanje strujom ključnim zgradama, održavajući javnu sigurnost i kvalitetu usluga.

Sažetak

Kolovozni električni sustav nudi značajne prednosti, poput visoke pouzdanosti, pružne distribucije opterećenja, nižeg pada napona, smanjenih kratkoslužnih strujnih tokova i ugodnog održavanja, što ga čini široko korištenim u srednjepresuskim i niskopresuskim distribucijskim sustavima. Međutim, ima i nedostatke, uključujući veće početne ulaganje, kompleksno određivanje lokacije greške, izazove u koordinaciji zaštite, ograničenja pri radu u otvorenom kolovozu i visoke zahtjeve za komunikacijom i automatizacijom. Stoga, kada se odlučuje o upotrebi kolovoznog sustava, važno je razmotriti specifične potrebe projekta, proračun i tehničke uvjete, te težiti najprikladnije odluke uzimajući u obzir prednosti i nedostatke.