Шест ключови разлики между кръгови главни единици и комутационно оборудване обяснени

Разлики между кръгови главни агрегати (RMUs) и комутационно оборудване

В електроенергийните системи както кръговите главни агрегати (RMUs), така и комутационното оборудване са често срещани разпределителни устройства, но те се различават значително по функция и структура. RMU-тата се използват основно в кръгови мрежи, отговарят за разпределение на енергията и защита на линиите, като ключова особеност е многократното свързване чрез затворена кръгова мрежа. Комутационното оборудване, като по-общи цели устройство, обработва приемането, разпределението, контрола и защитата на енергията и е приложимо към различни нивоа на напрежение и конфигурации на мрежата. Разликите между тях могат да бъдат сумаризирани в шест аспекти:

1. Приложни сценарии
RMU-тата типично се използват в разпределителни мрежи до 10кВ, подходящи за градски мрежи и промишлени обекти, които изискват кръгово захранване. Типична употреба е двойна система за захранване в търговски центрове, където RMU-тата формират затворен кръг, позволявайки бързо превключване на пътя на енергията при дефект на линията. Комутационното оборудване има по-широк диапазон на приложение, покриващ напрежения от 6кВ до 35кВ. То може да се използва на високонапрежната страна на трансформаторни станции или в нисконапрежните разпределителни помещения. Например, в термалната електроцентрала се изисква високонапрежното комутационно оборудване в изходящите фидери от главния трансформатор.

2. Структурна композиция
RMU-тата често използват технологията за газово изолиране, с SF6 газ като изолираща среда. Типични компоненти включват трипозиционни разделители, преръзващи ключове и комбинации от предпазни предпали. Их модуларен дизайн намалява обема с над 40% спрямо традиционното комутационно оборудване; например, XGN15-12 RMU има широчина само 600мм. Комутационното оборудване типично използва въздушно изолиране, с стандартна широчина на кабината 800–1000мм. Внутрените компоненти включват автоматични ключове, токови трансформатори и релейни защитни устройства. Например, KYN28A-12 метално-обкръжено комутационно оборудване разполага с изтегливаща се колесница за автоматични ключове.

3. Функции за защита
RMU-тата обикновено полагат върху ограничаващи тока предпазни предпали за защита при късо съединение, с номинални строителни токове до 20кА, но липсват точни релейни защитни системи. Комутационното оборудване е оснащено с микропроцесорни защитни реле, предлагайки функции като триетапна защита от прекомерен ток, нулева последователност и диференциална защита. Например, определен модел комутационно оборудване постига операция на защита от прекомерен ток за 0.02 секунди, позволявайки селективно преръзване с вакуумни автоматични ключове.

4. Разширяемост
RMU-тата използват стандартизиране интерфейси, позволяващи разширение до шест входящи/изходящи цепи. Те могат да бъдат бързо свързани чрез куплусове за сборка – някои модели могат да бъдат разширени за под 30 минути. Комутационното оборудване, поради висока функционална интеграция, често изисква замяна на цели кабини или добавяне на нови отделения, с типични времена за преустройство, надхвърлящи 8 часа.

5. Механизми за управление
RMU-тата обикновено използват преръзващи ключове с пружинен привод с оперативни момента под 50 Н·м и видими точки на разтвор. Например, оперативната дръжка на един модел RMU е ограничена до 120° завъртане, за да се предотврати грешна употреба. Автоматичните ключове на комутационното оборудване са оснащени с електрически механизми за управление; например, пружинен механизъм може да бъде зареден за под 15 секунди и включва механични блокирки, за да се гарантира правилната последователност на операции.

6. Разходи за поддръжка
Годишните разходи за поддръжка на RMU са около 2% от стойността на оборудването, включват проверки на налягането на SF6 газ и механично смачкване. Разходите за поддръжка на комутационното оборудване достигат 5% от стойността на оборудването, включват механични тестове на автоматичните ключове и калибриране на релетата. Проектен случай показва, че годишните профилактични тестове за комутационното оборудване изискват 8 работни часа на единица.

Типична инженерна конфигурация
Електроразпределителната система на 10кВ в промишлен парк използва осем RMU, за да създаде двойна кръгова мрежа, всеки от които е оборудван с DTU (терминална единица за разпределение) за автоматично изолиране на дефектни участъци. В сравнение, едновременно построената трансформаторна станция на 110кВ използва 12 единици комутационно оборудване в своите 10кВ изходящи фидери, всяка от които е оборудвана с микропроцесорна защита. Общата инвестиция показва, че системата, базирана на RMU, струва около 60% от системата с комутационно оборудване.

Избор на оборудване
Изборът трябва да вземе предвид изискванията за надеждност. Когато нуждата от непрекъснатост на захранването трябва да достигне 99.99%, двойната кръгова мрежа с RMU-та може да отговаря на критерия за сигурност N-1. За критични натоварвания, като операционните залите в болниците, се изисква комутационно оборудване с автоматични системи за двойно захранване, за да се гарантира, че времената на прекъсване на захранването остават под 0.2 секунди.

Технологични тенденции
Новите екологични RMU-та заменят SF6 с сух въздух, постигайки еквивалентна изолираща способност с нулев потенциал за глобално затопляне. Интелигентното комутационно оборудване интегрира онлайн системи за мониторинг; един модел може да мониторира над 20 параметра (например, температурата на контактите, механичните характеристики) в реално време с честота на проби до 1000 Hz.

Отговор и анализ

• Приложни сценарии: RMU-та (затворени кръгови мрежи) – 15%, комутационно оборудване (многонапрежнени системи) – 15%

• Структурни особености: Газово изолиране, модуларно (RMU-та) – 20%, Въздушно изолиране, интегрирано (комутационно оборудване) – 20%

• Системи за защита: Предпазни предпали (RMU-та) – 10%, Релейна защита (комутационно оборудване) – 10%

• Разширяемост: Бързо свързване (RMU-та) – 5%, Замяна на цели кабини (комутационно оборудване) – 5%

• Механизми за управление: Ръчно зареждане на пружинен привод (RMU-та) – 5%, Електрическо управление (комутационно оборудване) – 5%

• Разходи за поддръжка: Ниски разходи за поддръжка (RMU-та) – 5%, Високи разходи за поддръжка (комутационно оборудване) – 5%

Анализ: Оценяването акцентира върху структурните особености и приложните сценарии, тъй като те директно определят избора на оборудване. 20%-тата тегло за структурните особености отразява влиянието на различията в изолирането върху размера и пространствените изисквания на оборудването – газовото изолиране намалява обема на RMU-та с над 35%, решаващ фактор в пространствено ограничени градски разпределителни коридори. 15%-тата тегло за приложните сценарии подчертава незаменимостта на всяко устройство в системи с различни изисквания за надеждност; например, центровете за данни изискват RMU-та, за да създадат резервни двойни мрежи за захранване.