Kuusi tärkeää eroa rengasmaunu yksiköiden ja sähköjärjestelmien välillä selitetty

Ympyräverkkojen pääyksiköiden (RMU) ja sähköjohdinlaitepaketin erot

Sähköverkoissa sekä ympyräverkkojen pääyksiköt (RMU) että sähköjohdinlaitepaketti ovat yleisiä jakelulaitteita, mutta niissä on merkittäviä eroja toiminnassa ja rakenteessa. RMU:t käytetään pääasiassa rengasverkoissa, vastaavat sähköjakelua ja linjan suojaa, ja niiden keskeinen piirre on monilähtöinen yhteys suljetulla rengasverkolla. Sähköjohdinlaitepaketti, joka on yleisempi jakolaitte, hoitaa sähkön vastaanoton, jakelun, ohjaamisen ja suojauksen, ja se soveltuu eri jännitteisiin ja verkon konfiguraatioihin. Niiden väliset erot voidaan tiivistää kuuteen näkökulmaan:

1. Sovellusalueet
RMU:t käytetään yleensä 10 kV:n ja alhaisemman jännitteen jakeluverkoissa, jotka sopivat kaupunkiverkkoihin ja teollisuudelle, jotka vaativat rengasverkon tarjoamaa sähköntoimitusta. Yleinen sovellus on kauppakeskuksissa, joissa RMU:t muodostavat suljetun rengasverkon, mikä mahdollistaa nopean sähköntoimituspolun vaihtamisen linjavaroituksissa. Sähköjohdinlaitepaketilla on laajempi sovellusalue, joka kattaa 6–35 kV:n jännitteet. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi voimalaitoksen päämuuntajan ulospainottimetrien osalta.

2. Rakennusrakenne
RMU:t käyttävät yleisesti kaasusuojaa, SF6-kaasuina suojamedia. Tyypillisiä komponentteja ovat kolmea asemaa olevat katkaisijat, latauskatkaisijat ja säädösvalot. Modulaarinen suunnittelu vähentää tilavuutta yli 40 prosenttia verrattuna perinteiseen sähköjohdinlaitepakkettiin; esimerkiksi XGN15-12 RMU:n leveys on vain 600 mm. Sähköjohdinlaitepaketti käyttää yleisesti ilmasuojaa, ja standardien kabinetin leveydet ovat 800–1000 mm. Sisäiset komponentit sisältävät katkaisijat, virtasensorit ja relaissuojalaitteet. Esimerkiksi KYN28A-12 metallinen sähköjohdinlaitepakketti on varustettu vetokatkaisijalla.

3. Suojafunktiot
RMU:t luottavat yleisesti virtapieneen suojaksi suurten sähkövirtojen suojaksi, joiden määritys on korkeintaan 20 kA, mutta ne puuttuvat tarkkoja relaissuojajärjestelmiä. Sähköjohdinlaitepaketit on varustettu mikroprosessoripohjaisilla suojarelayeilla, jotka tarjoavat toimintoja kuten kolmen vaiheen liian suuri virran suojaus, nollajärjestelmän suojaus ja differentiaalisuojaus. Esimerkiksi tietty sähköjohdinlaitepaketin malli saavuttaa liian suuren virran suojauksen toiminnon vain 0,02 sekunnissa, mikä mahdollistaa valikoivan katkaisun tyhjiökatkaisijoiden avulla.

4. Laajentuvuus
RMU:t käyttävät standardoituja rajapintoja, mikä mahdollistaa laajentamisen enintään kuuteen tulevaan/menneeseen piiriin. Ne voidaan yhdistää nopeasti busbar-yhdistimien avulla—joissakin malleissa laajentaminen voi tapahtua alle 30 minuutissa. Korkean funktion integraation vuoksi sähköjohdinlaitepaketin laajentaminen usein edellyttää koko kabinetin vaihtoa tai uusien laatikoiden lisäämistä, ja tyypilliset päivitysaikat ylittävät 8 tuntia.

5. Toimintamekanismi
RMU:t käyttävät yleisesti kevyitä latauskatkaisijoita, joiden toimintatorque on alle 50 N·m ja näkyvä katkaisupiste. Esimerkiksi yhden RMU-mallin käyttökierron rajoitus on 120° kierron, mikä estää väärinkäytön. Sähköjohdinlaitepaketin katkaisijat on varustettu sähköisillä toimintamekanismeilla; esimerkiksi kevyt mekanismi voidaan ladata alle 15 sekunnissa ja sisältää mekaanisia lukitusmekanismeja oikeiden toimintajärjestysten varmistamiseksi.

6. Huoltokustannukset
RMU:n vuosittainen huoltokustannus on noin 2 prosenttia sen laitearvosta, pääasiassa SF6-kaasun paineen tarkastuksella ja mekaanisella siltaamisella. Sähköjohdinlaitepaketin huoltokustannukset saavuttavat 5 prosentin laitearvon, mukaan lukien katkaisijan mekaaniset testit ja relaassin kalibrointi. Projektiesimerkki osoittaa, että sähköjohdinlaitepaketin vuosittainen ennaltaehkäisevä testaus vaatii 8 henkilötuntia per yksikkö.

Typinen insinöörimääritys
Teollisuuskylän 10 kV:n jakeluverkossa käytetään kahdeksaa RMU:a muodostamaan kaksoisrengasverkko, jossa kukin on varustettu DTU:lla (jakelupäätepisteen) automaattisen virheosion eristyksen. Vastaavasti samanaikaisesti rakennetussa 110 kV:n alijakaamossa käytetään 12 sähköjohdinlaitepaketin yksikköä 10 kV:n ulospainottimetrisiin boksiin, jokainen on varustettu mikroprosessoripohjaisella suojalla. Kokonaissijoitus osoittaa, että RMU-pohjainen järjestelmä maksaa noin 60 prosenttia sähköjohdinlaitepaketin järjestelmästä.

Laitevalinta
Valinnan on otettava huomioon luotettavuusvaatimukset. Kun toimituksen jatkuvuuden on oltava 99,99 prosenttia, RMU:n käyttämä kaksoisrengasverkko voi täyttää N-1 turvallisuuskriteerin. Kriittisille kuormille, kuten sairaalan operaatiotiloille, tarvitaan sähköjohdinlaitepaketin automaattinen kaksoisvirtayhdistin, jotta sähkökatkaisun kesto pysyy alle 0,2 sekuntia.

Teknologiasuunnat
Uudet ympäristöystävälliset RMU:t korvaavat SF6:n kuivalla ilmaa, saavuttaen samankertaisen eristyskyvyn ja nollan globaalin lämpenemisen potentiaalin. Älykäs sähköjohdinlaitepaketti integroi online-valvontajärjestelmät; yksi malli voi valvoa yli 20 parametria (esimerkiksi kosketuksen lämpötila, mekaaniset ominaisuudet) reaaliaikaisesti näytteenottotaajuudella jopa 1000 Hz.

Vastaus ja analyysi

• Sovellusalueet: RMU (suljettu jakeluverkko) – 15%, Sähköjohdinlaitepaketit (monijännitejärjestelmät) – 15%

• Rakennuspiirteet: Kaasueroitus, modulaarinen (RMU) – 20%, Ilmaeristetty, integroitu (sähköjohdinlaitepaketit) – 20%

• Suojajärjestelmät: Syöpäperusteinen suojaus (RMU) – 10%, Relaassisuojaus (sähköjohdinlaitepaketit) – 10%

• Laajentuvuus: Nopea yhteys (RMU) – 5%, Koko kabinetin vaihto (sähköjohdinlaitepaketit) – 5%

• Toimintamekanismi: Manuaalinen kevyt lataus (RMU) – 5%, Sähköinen ohjaus (sähköjohdinlaitepaketit) – 5%

• Huoltokustannukset: Alhaiset huoltokustannukset (RMU) – 5%, Korkeat huoltokustannukset (sähköjohdinlaitepaketit) – 5%

Analyysi: Pisteytys korostaa rakennuspiirteitä ja sovellusalueita, sillä ne määrittävät suoraan laitteen valinnan. 20 prosentin painoarvo rakennuspiirteille heijastaa eristyspoikkeamien vaikutusta laitteen koko- ja tilavaatimuksiin—kaasueroitus vähentää RMU:n tilavuutta yli 35 prosenttia, mikä on ratkaiseva tekijä tilan rajoitetuissa kaupunkijakeluverkoissa. 15 prosentin painoarvo sovellusalueille korostaa kunkin laitteen korvaamattomuutta eri luotettavuusvaatimuksilla olevissa järjestelmissä; esimerkiksi datakeskuksissa RMU:t tarvitaan toistensa varmistamiseksi kaksoisvirtaverkossa.