Šest klíčových rozdílů mezi okruhovými jednotkami a rozváděči vysvětleno
Rozdíly mezi okružními rozdělovači (RMU) a rozvodnými skříněmi
V elektrických systémech jsou oba, okružní rozdělovače (RMU) a rozvodné skříně, běžným distribučním zařízením, ale značně se liší v funkci a struktuře. RMU jsou především používány v okružných sítích, odpovídají za distribuci energie a ochranu vedení, s klíčovou funkcí vícezdrojové interkonexe prostřednictvím uzavřeného okružního sítě. Rozvodné skříně, jako víceuniverzální distribuční zařízení, řídí příjem, distribuci, kontrolu a ochranu energie a jsou aplikovatelné na různé úrovně napětí a konfigurace sítě. Rozdíly mezi nimi lze shrnout do šesti aspektů:
1. Aplikační scénáře
RMU jsou typicky nasazovány v distribučních sítích do 10kV, vhodné pro městské sítě a průmyslové zařízení vyžadující okružní dodávku energie. Typickou aplikací je dvojzdrojový systém v obchodních centrech, kde RMU tvoří uzavřený okruh, umožňující rychlé přepnutí cesty energie při poruše vedení. Rozvodné skříně mají širší spektrum aplikací, pokrývají úrovně napětí od 6kV do 35kV. Mohou být použity na vysokonapěťové straně transformačních stanic nebo v nízkonapěťových distribučních místnostech. Například v tepelné elektrárně je potřebná vysokonapěťová rozvodná skříň pro vývodní části z hlavního transformátoru.
2. Strukturní složení
RMU často používají plynovou izolaci, s SF6 plynem jako izolačním médium. Typické komponenty zahrnují třípolohové odpojovače, spínače na zátěž a kombinace pojistek. Jejich modulární design snižuje objem o více než 40% ve srovnání s tradičními rozvodnými skříněmi; například RMU XGN15-12 má šířku pouze 600mm. Rozvodné skříně typicky používají vzdušnou izolaci, se standardní šířkou skříně 800–1000mm. Vnitřní komponenty zahrnují spínače, proudové transformátory a relé ochranné zařízení. KYN28A-12 kovová uzavřená rozvodná skříň, například, obsahuje vyjímatelný spínač na vozíku.
3. Funkce ochrany
RMU obvykle spoléhají na proudové pojistky pro ochranu před krátkým zapojením, s nominálními průtahovými proudy až 20kA, ale chybí jim přesné relé ochranné systémy. Rozvodné skříně jsou vybaveny mikroprocesorovými relémi ochrany, nabízející funkce jako třístupeňová ochrana přetoku, nulové sekvence ochrany a diferenciální ochrana. Například určitý model rozvodné skříně dosahuje operace ochrany přetoku již za 0,02 sekundy, umožňující selektivní vypnutí s vakuumovými spínači.
4. Rozšiřitelnost
RMU používají standardizované rozhraní, umožňující rozšíření až na šest příchozích/vycházejících okruhů. Mohou být rychle spojeny prostřednictvím spojovacích členů sběrnice – některé modely lze rozšířit za méně než 30 minut. Díky vysoké funkční integraci je rozšíření rozvodné skříně často vyžaduje nahrazení celých skříní nebo přidání nových oddílů, s typickými dobami přestavby přesahujícími 8 hodin.
5. Mechanismy ovládání
RMU obvykle používají spínače na zátěž poháněné pružinou s operačními momenty pod 50 N·m a viditelnými bodu přerušení. Například, ovládací kliku jednoho modelu RMU je omezena na 120° otočení, aby se zabránilo nesprávnému ovládání. Spínače rozvodných skříní jsou vybaveny elektrickými mechanismy ovládání; například pružinový mechanismus lze nabít za méně než 15 sekund a zahrnuje mechanické zámky, aby se zajistilo správné pořadí operací.
6. Náklady na údržbu
Roční náklady na údržbu RMU činí asi 2% hodnoty zařízení, zejména zahrnují kontroly tlaku plynu SF6 a mechanické mazání. Náklady na údržbu rozvodných skříní dosahují 5% hodnoty zařízení, včetně mechanických testů spínačů a kalibrace relé. Případ projektu ukazuje, že roční preventivní zkoušky rozvodných skříní vyžadují 8 mužihodin na jednotku.
Typická inženýrská konfigurace
Distribuční systém 10kV průmyslového parku používá osm RMU k vytvoření dvojitě okružní sítě, každé vybavené DTU (Distribuční terminálovou jednotkou) pro automatickou izolaci vadného úseku. Naopak současně postavená transformační stanice 110kV používá 12 rozvodných skříní v svých vývodních částech 10kV, každá vybavená mikroprocesorovou ochranou. Celkové investice ukazují, že systém založený na RMU stojí asi 60% systému založeného na rozvodných skříních.
Výběr zařízení
Výběr musí brát v úvahu požadavky na spolehlivost. Když potřeba kontinuity dodávky dosáhne 99,99%, může dvojitě okružní síť používající RMU splnit bezpečnostní kriterium N-1. Pro klíčové zatížení, jako jsou operační sály nemocnic, je vyžadována rozvodná skříň s automatickým systémem přenosu dvojitého zdroje, aby bylo zajištěno, že doba přerušení energie zůstane pod 0,2 sekundy.
Technologické trendy
Nové ekologické RMU nahrazují SF6 suchým vzduchem, dosahují ekvivalentní izolační výkonnosti s nulovým globálním oteplovacím potenciálem. Inteligentní rozvodné skříně integrují online monitorovací systémy; jeden model dokáže v reálném čase sledovat více než 20 parametrů (např. teplotu kontaktů, mechanické charakteristiky) s frekvencí vzorkování až 1000 Hz.
Odpověď a analýza
Aplikační scénáře: RMU (uzavřené distribuční sítě) – 15%, Rozvodné skříně (víceúrovňové systémy) – 15%
Strukturní rysy: Plynově izolované, modulární (RMU) – 20%, Vzdušně izolované, integrované (rozvodné skříně) – 20%
Systémy ochrany: Ochrana založená na pojistkách (RMU) – 10%, Relé ochrany (rozvodné skříně) – 10%
Rozšiřitelnost: Rychlé spojení (RMU) – 5%, Nahrazení celé skříně (rozvodné skříně) – 5%
Mechanismy ovládání: Ruční nabíjení pružinou (RMU) – 5%, Elektrické ovládání (rozvodné skříně) – 5%
Náklady na údržbu: Nízké náklady na údržbu (RMU) – 5%, Vysoké náklady na údržbu (rozvodné skříně) – 5%
Analýza: Hodnocení zdůrazňuje strukturní rysy a aplikační scénáře, protože tyto faktory přímo určují výběr zařízení. 20% váha pro strukturní rysy odráží dopad rozdílů v izolaci na rozměry a prostorové požadavky zařízení – plynová izolace snižuje objem RMU o více než 35%, což je rozhodující faktor v prostorově omezujících městských distribučních koridorech. 15% váha pro aplikační scénáře zdůrazňuje náhraditelnost každého zařízení v systémech s různými požadavky na spolehlivost; například data centra vyžadují RMU k vytvoření redundantních dvojitých síťových sítí.
