Seis Diferenzas Clave Entre Unidades de Anel Principal e Equipamentos de Conmutación Explicadas

Diferenzas entre Unidades de Anel Principal (RMUs) e Equipamentos de Conmutación

Nas redes eléctricas, tanto as unidades de anel principal (RMUs) como os equipamentos de conmutación son equipos de distribución comúns, pero difiren significativamente en función e estrutura. As RMUs úsanse principalmente en redes alimentadas por anel, responsables da distribución de enerxía e protección de liñas, coa característica clave de interconexión multi-fonte a través dunha rede anular pechada. Os equipamentos de conmutación, como dispositivos de distribución de uso xeral, manexan a recepción, distribución, control e protección da enerxía, e son aplicables a diversos niveis de tensión e configuracións de rede. As diferenzas entre eles poden resumirse en seis aspectos:

1. Escenarios de Aplicación
As RMUs despréganse tipicamente en redes de distribución de 10kV ou inferior, adecuadas para redes urbanas e instalacións industriais que requiren alimentación por anel. Unha aplicación típica é un sistema de dobre alimentación en centros comerciais, onde as RMUs forman un anel pechado, permitindo unha rápida conmutación de camiño de enerxía durante fallos na liña. Os equipamentos de conmutación teñen un rango de aplicación máis amplo, cubrindo niveis de tensión de 6kV a 35kV. Poden usarse no lado de alta tensión de subestacións ou en salas de distribución de baixa tensión. Por exemplo, é necesario equipamento de conmutación de alta tensión nas baias de alimentación de saída do transformador principal nunha central térmica.

2. Composición Estructural
As RMUs utilizan comúnmente tecnoloxía de aislamento a gas, co SF6 como medio de aislamento. Os componentes típicos inclúen interruptores de tres posicións, interruptores de carga e combinacións de fusibles. O seu deseño modular reduz o volume en máis do 40% en comparación cos equipamentos de conmutación tradicionais; por exemplo, a RMU XGN15-12 ten só 600mm de anchura. Os equipamentos de conmutación utilizan comúnmente aislamento a aire, con anchuras de armario estándar de 800–1000mm. Os componentes internos inclúen interruptores, transformadores de corrente e dispositivos de protección relé. Por exemplo, o equipamento de conmutación metálico pechado KYN28A-12 dispón dun carrete extraíble de interruptor de vacío.

3. Funcións de Protección
As RMUs suelen depender de fusibles limitadores de corrente para a protección contra cortocircuitos, con correntes de interrupción nominal de ata 20kA, pero carecen de sistemas de protección relé precisos. Os equipamentos de conmutación están equipados con relés de protección basados en microprocesadores, ofrecendo funcións como protección de sobrecorrente en tres etapas, protección de secuencia cero e protección diferencial. Por exemplo, un modelo específico de equipamento de conmutación logra a operación de protección de sobrecorrente en tan só 0,02 segundos, permitindo un disparo selectivo con interruptores de vacío.

4. Expandibilidade
As RMUs utilizan interfaces estandarizadas, permitindo a expansión a ata seis circuitos de entrada/saída. Pódense conectar rapidamente mediante acopladores de barras—algúns modelos poden expandirse en menos de 30 minutos. Debido á alta integración funcional, a expansión dos equipamentos de conmutación adoita requerir a substitución de armarios completos ou a adición de novas compartimentacións, con tempos típicos de retrofit superiores a 8 horas.

5. Mecanismos de Operación
As RMUs adoitan utilizar interruptores de carga accionados por molas con momentos de operación inferiores a 50 N·m e puntos de interrupción visibles. Por exemplo, a maneta de operación dun modelo de RMU está limitada a unha rotación de 120° para evitar malas operacións. Os interruptores de conmutación están equipados con mecanismos de operación eléctrica; por exemplo, un mecanismo de mola pode cargarse en menos de 15 segundos e inclúe interbloqueos mecánicos para asegurar secuencias de operación correctas.

6. Custos de Mantemento
O custo anual de mantemento dunha RMU é de aproximadamente o 2% do valor do equipo, principalmente implicando comprobacións de presión do gas SF6 e lubrificación mecánica. Os custos de mantemento dos equipamentos de conmutación alcanzan o 5% do valor do equipo, incluíndo probas mecánicas de interruptores e calibración de relés. Un caso de proxecto mostra que as probas preventivas anuais para equipamentos de conmutación requireren 8 horas-hombre por unidade.

Configuración Típica de Enxeñaría
Un sistema de distribución de 10kV nun parque industrial utiliza oito RMUs para formar unha rede dual, cada unha equipada cun DTU (Unidade Terminal de Distribución) para o aillamento automático de seccións de fallo. En contraste, unha subestación de 110kV construída ao mesmo tempo usa 12 unidades de conmutación nas sáis de saída de 10kV, cada unha equipada con protección de microprocesador. A inversión total mostra que o sistema baseado en RMUs cuesta aproximadamente o 60% do sistema de conmutación.

Selección de Equipo
A selección debe considerar os requisitos de fiabilidade. Cando a continuidade do suministro debe alcanzar o 99,99%, unha rede dual usando RMUs pode cumprir o criterio de seguridade N-1. Para cargas críticas como salas de ciruxía de hospitais, é necesario equipamento de conmutación con sistemas automáticos de transferencia de dobre alimentación para asegurar que o tempo de interrupción de enerxía sexa inferior a 0,2 segundos.

Tendencias Tecnolóxicas
As novas RMUs ecolóxicas están substituíndo o SF6 por aire seco, logrando un rendemento de aislamento equivalente cun potencial de calentamento global nulo. Os equipamentos de conmutación inteligentes integran sistemas de monitorización en liña; un modelo pode monitorizar máis de 20 parámetros (por exemplo, temperatura de contacto, características mecánicas) en tempo real cunha frecuencia de mostraxe de ata 1000 Hz.

Resposta e Análise

• Escenarios de Aplicación: RMUs (redes de distribución anulares) – 15%, Equipamentos de Conmutación (sistemas multivoltaje) – 15%

• Características Estruturais: Aislamento a gas, modular (RMUs) – 20%, Aislamento a aire, integrado (Equipamentos de Conmutación) – 20%

• Sistemas de Protección: Protección baseada en fusibles (RMUs) – 10%, Protección relé (Equipamentos de Conmutación) – 10%

• Expandibilidade: Conexión rápida (RMUs) – 5%, Sustitución completa de armario (Equipamentos de Conmutación) – 5%

• Mecanismos de Operación: Carga manual por molas (RMUs) – 5%, Control eléctrico (Equipamentos de Conmutación) – 5%

• Custos de Mantemento: Baixo mantemento (RMUs) – 5%, Alto mantemento (Equipamentos de Conmutación) – 5%

Análise: A puntuación enfatiza as características estruturais e os escenarios de aplicación, xa que determinan directamente a selección do equipo. O peso do 20% para as características estruturais reflete o impacto das diferenzas de aislamento no tamaño e nos requisitos espaciais do equipo—o aislamento a gas reduce o volume das RMUs en máis do 35%, un factor decisivo en corredores de distribución urbanos con restricións espaciais. O peso do 15% para os escenarios de aplicación destaca a irremplazabilidade de cada dispositivo en sistemas con diferentes necesidades de fiabilidade; por exemplo, os centros de datos requiren RMUs para construír redes duais redundantes.