Six Key Differences Between Ring Main Units and Switchgear Explained Explication des six principales différences entre les unités de jonction annulaire et les tableaux de distribution IEE-Business
Différences entre les Unités de Réseau en Anneau (RMUs) et les Tableaux de Distribution
Dans les systèmes électriques, les unités de réseau en anneau (RMUs) et les tableaux de distribution sont des équipements de distribution courants, mais ils diffèrent considérablement en termes de fonction et de structure. Les RMUs sont principalement utilisées dans les réseaux alimentés en anneau, responsables de la distribution d'énergie et de la protection des lignes, avec comme caractéristique clé l'interconnexion multi-sources via un réseau en anneau fermé. Les tableaux de distribution, en tant que dispositifs de distribution plus polyvalents, gèrent la réception, la distribution, le contrôle et la protection de l'énergie, et sont applicables à divers niveaux de tension et configurations de réseau. Les différences entre eux peuvent être résumées en six aspects :
1. Scénarios d'Application
Les RMUs sont généralement déployées dans les réseaux de distribution à 10 kV et en dessous, adaptées aux réseaux urbains et aux installations industrielles nécessitant une alimentation en anneau. Une application typique est un système d'alimentation double dans les centres commerciaux, où les RMUs forment une boucle fermée, permettant un basculement rapide des voies d'alimentation en cas de panne de ligne. Les tableaux de distribution ont une gamme d'application plus large, couvrant les niveaux de tension de 6 kV à 35 kV. Ils peuvent être utilisés du côté haute tension des postes de transformation ou dans les salles de distribution basse tension. Par exemple, des tableaux de distribution haute tension sont nécessaires dans les baies de sortie du transformateur principal dans une centrale thermique.
2. Composition Structurelle
Les RMUs utilisent généralement la technologie d'isolation gazeuse, avec le gaz SF6 comme milieu isolant. Les composants typiques incluent des sectionneurs triposition, des interrupteurs de charge et des combinaisons de fusibles. Leur conception modulaire réduit le volume de plus de 40 % par rapport aux tableaux de distribution traditionnels ; par exemple, la RMU XGN15-12 a une largeur de seulement 600 mm. Les tableaux de distribution utilisent généralement l'isolation à l'air, avec des largeurs de baie standard de 800 à 1000 mm. Les composants internes incluent des disjoncteurs, des transformateurs de courant et des dispositifs de protection par relais. Par exemple, le tableau de distribution KYN28A-12 en métal comporte un chariot de disjoncteur amovible.
3. Fonctions de Protection
Les RMUs s'appuient généralement sur des fusibles limitateurs de courant pour la protection contre les courts-circuits, avec des courants de rupture nominale allant jusqu'à 20 kA, mais elles manquent de systèmes de protection par relais précis. Les tableaux de distribution sont équipés de relais de protection à microprocesseur, offrant des fonctions telles que la protection contre les surintensités en trois étapes, la protection de séquence nulle et la protection différentielle. Par exemple, un certain modèle de tableau de distribution réalise une opération de protection contre les surintensités en aussi peu que 0,02 seconde, permettant un déclenchement sélectif avec des disjoncteurs sous vide.
4. Extensibilité
Les RMUs utilisent des interfaces standardisées, permettant une extension jusqu'à six circuits entrants/sortants. Elles peuvent être rapidement connectées via des coupleurs de barre de bus—certains modèles peuvent être étendus en moins de 30 minutes. En raison de leur forte intégration fonctionnelle, l'extension des tableaux de distribution nécessite souvent le remplacement de l'ensemble des armoires ou l'ajout de nouveaux compartiments, avec des temps de réaménagement typiques dépassant 8 heures.
5. Mécanismes de Fonctionnement
Les RMUs utilisent généralement des interrupteurs de charge à ressort avec des couples de manoeuvre inférieurs à 50 N·m et des points de coupure visibles. Par exemple, la poignée de manoeuvre d'un certain modèle de RMU est limitée à une rotation de 120° pour éviter les erreurs de manipulation. Les disjoncteurs des tableaux de distribution sont équipés de mécanismes de commande électrique ; par exemple, un mécanisme à ressort peut être chargé en moins de 15 secondes et comprend des verrous mécaniques pour assurer les séquences de fonctionnement correctes.
6. Coûts de Maintenance
Le coût annuel de maintenance d'une RMU est d'environ 2 % de sa valeur d'équipement, principalement impliquant des vérifications de pression du gaz SF6 et une lubrification mécanique. Les coûts de maintenance des tableaux de distribution atteignent 5 % de la valeur de l'équipement, y compris les tests mécaniques des disjoncteurs et l'étalonnage des relais. Un cas de projet montre qu'un test préventif annuel pour un tableau de distribution nécessite 8 heures-homme par unité.
Configuration d'Ingénierie Typique
Un parc industriel utilise huit RMUs pour former un réseau en double anneau de 10 kV, chacune équipée d'une DTU (Unité Terminale de Distribution) pour l'isolement automatique des sections de faute. En revanche, une sous-station de 110 kV construite en même temps utilise 12 tableaux de distribution dans ses baies de sortie 10 kV, chacun équipé de protections à microprocesseur. L'investissement total montre que le système basé sur les RMUs coûte environ 60 % du système de tableaux de distribution.
Sélection d'Équipement
La sélection doit prendre en compte les exigences de fiabilité. Lorsque la continuité de l'alimentation doit atteindre 99,99 %, un réseau en double anneau utilisant des RMUs peut répondre au critère de sécurité N-1. Pour des charges critiques comme les salles d'opération des hôpitaux, des tableaux de distribution avec des systèmes de transfert automatique d'alimentation double sont nécessaires pour garantir que le temps d'interruption de l'alimentation reste inférieur à 0,2 seconde.
Tendances Technologiques
De nouvelles RMUs écologiques remplacent le SF6 par de l'air sec, atteignant une performance d'isolation équivalente avec un potentiel de réchauffement global nul. Les tableaux de distribution intelligents intègrent des systèmes de surveillance en ligne ; un certain modèle peut surveiller plus de 20 paramètres (par exemple, la température des contacts, les caractéristiques mécaniques) en temps réel avec une fréquence d'échantillonnage allant jusqu'à 1000 Hz.
Réponse et Analyse
Scénarios d'Application : RMUs (réseaux en anneau fermé) – 15 %, Tableaux de Distribution (systèmes multi-tension) – 15 %
Caractéristiques Structurelles : Isolation gazeuse, modulaire (RMUs) – 20 %, Isolation à l'air, intégrée (Tableaux de Distribution) – 20 %
Systèmes de Protection : Protection par fusibles (RMUs) – 10 %, Protection par relais (Tableaux de Distribution) – 10 %
Extensibilité : Connexion rapide (RMUs) – 5 %, Remplacement complet de l'armoire (Tableaux de Distribution) – 5 %
Mécanismes de Fonctionnement : Chargement manuel à ressort (RMUs) – 5 %, Commande électrique (Tableaux de Distribution) – 5 %
Coûts de Maintenance : Faible maintenance (RMUs) – 5 %, Haute maintenance (Tableaux de Distribution) – 5 %
Analyse : La notation met l'accent sur les caractéristiques structurelles et les scénarios d'application, car ils déterminent directement le choix de l'équipement. Le poids de 20 % attribué aux caractéristiques structurelles reflète l'impact des différences d'isolation sur la taille et les besoins en espace de l'équipement—l'isolation gazeuse réduit le volume des RMUs de plus de 35 %, un facteur décisif dans les corridors de distribution urbains contraints en espace. Le poids de 15 % attribué aux scénarios d'application souligne l'irremplaçabilité de chaque dispositif dans des systèmes ayant des besoins de fiabilité différents ; par exemple, les centres de données nécessitent des RMUs pour construire des réseaux d'alimentation double redondants.
