Šest ključnih razlika između ring glavnih jedinica i opreme za upravljanje strujom objašnjeno

Razlike između jedinica za prstene mreže (RMU) i aparata za prekid struje

U sustavima snage, obje jedinice za prstene mreže (RMU) i aparat za prekid struje su uobičajeni distribucijski uređaji, ali značajno se razlikuju po funkciji i strukturi. RMU-ovi se uglavnom koriste u mrežama s prstenastim priključkom, odgovorni su za distribuciju struje i zaštitu linija, s ključnom karakteristikom višestruke interakcije izvora kroz zatvorenu prstenastu mrežu. Aparati za prekid struje, kao općenitiji distribucijski uređaji, rukuju primanjem, distribucijom, upravljanjem i zaštitom struje, te su primjenjivi na različite nivoe napona i konfiguracije mreže. Razlike između njih mogu se sažeti u šest aspekata:

1. Primjena scenariji
RMU-ovi se tipično koriste u distribucijskim mrežama do 10kV, pogodni su za gradske mreže i industrijske instalacije koje zahtijevaju prstenasti priključak struje. Tipična primjena je dvostruki sustav priključka struje u trgovinskim centrima, gdje RMU-ovi formiraju zatvoreni krug, omogućujući brzo prebacivanje staze priključka struje tijekom grešaka u liniji. Aparati za prekid struje imaju širi opseg primjene, pokrivaju nivoe napona od 6kV do 35kV. Mogu se koristiti na visokonaponskoj strani pretvorbenih stanica ili u prostorijama niskonaponske distribucije. Na primjer, potrebni su visokonaponski aparat za prekid struje u izlaznim bayovima glavnog transformatora u termoelektranici.

2. Strukturna sastavnica
RMU-ovi često koriste tehnologiju plinske izolacije, s SF6 plinom kao sredstvom izolacije. Tipični komponenti uključuju prekidače s tri položaja, prekidače za opterećenje i kombinacije prekidača i sigurnosnih prekidača. Njihov modularni dizajn smanjuje volumen preko 40% u usporedbi s tradicionalnim aparatima za prekid struje; na primjer, XGN15-12 RMU ima širinu samo 600mm. Aparati za prekid struje tipično koriste zračnu izolaciju, s standardnom širinom ormara od 800–1000mm. Unutarnji komponenti uključuju prekidače, transformatori struja i uređaje relne zaštite. KYN28A-12 metalno obloženi aparat za prekid struje, na primjer, sadrži povlačni vagonet prekidača.

3. Funkcije zaštite
RMU-ovi se obično oslanjaju na ograničavajuće sigurnosne prekidače za zaštitu od kratkog spoja, s nominalnim strujama prekida do 20kA, ali nemaju precizne sisteme relne zaštite. Aparati za prekid struje su opremljeni mikroprocesorskim relnim zaštitama, koje nude funkcije poput trofazne zaštite od preopterećenja, nulto-strujne zaštite i diferencijalne zaštite. Na primjer, određeni model aparat za prekid struje ostvaruje rad zaštite od preopterećenja u samo 0,02 sekunde, omogućujući selektivno isključivanje uz vakuumne prekidače.

4. Proširivost
RMU-ovi koriste standardizirane sučelja, omogućuju proširenje do šest ulaznih/izlaznih krugova. Mogu se brzo povezati putem spajanja busbара—neki modeli se mogu proširiti u manje od 30 minuta. Zbog visoke integracije funkcija, proširivost aparat za prekid struje često zahtijeva zamjenu cijelog ormarа ili dodavanje novih odjeljaka, s tipičnim vremenom nadogradnje preko 8 sati.

5. Mekanizmi rada
RMU-ovi tipično koriste prekidače za opterećenje s mehaničkim pogonom s operativnim momentom ispod 50 N·m i vidljivim točkama prekida. Na primjer, ručica za upravljanje jednog modela RMU-ova ograničena je na rotaciju od 120° kako bi se spriječila pogrešna operacija. Prekidači aparat za prekid struje opremljeni su električnim mehanizmima; na primjer, mehanički pogon može se napuniti u manje od 15 sekundi i uključuje mehaničke zaklopke kako bi se osigurala točna sekvencija operacija.

6. Troškovi održavanja
Godišnji troškovi održavanja RMU-ova iznose oko 2% vrijednosti opreme, uglavnom uključuju provjere tlaka SF6 plina i mehaničku smaržu. Troškovi održavanja aparat za prekid struje dosežu 5% vrijednosti opreme, uključuju testiranje mehanike prekidača i kalibraciju rela. Projektni slučaj pokazuje da godišnje preventivno testiranje aparat za prekid struje zahtijeva 8 sati ljudskog rada po jedinici.

Tipična inženjerska konfiguracija
Distribucijski sustav 10kV u industrijskom parku koristi osam RMU-ova kako bi se formirala dvostruka prstenasta mreža, svaki opremljen DTU (Distribucijska terminalna jedinica) za automatsko izoliranje dijela greške. U suprotnosti, istovremeno izgrađena 110kV pretvorbeni stanica koristi 12 aparat za prekid struje u svojim 10kV izlaznim bayovima, svaki opremljen mikroprocesorskom zaštitom. Ukupna investicija pokazuje da RMU-bazirani sustav košta oko 60% cijene aparat za prekid struje.

Odabir opreme
Odabir mora uzeti u obzir zahtjeve za pouzdanosti. Kada je potrebno postići kontinuitet snabdijevanja strujom od 99,99%, dvostruka prstenasta mreža koristeći RMU-ove može zadovoljiti kriterij sigurnosti N-1. Za ključne opterećenja, poput operacijskih soba bolnica, potreban je aparat za prekid struje s automatiziranim sustavima za prebacivanje dvostrukog priključka struje kako bi se osiguralo da vrijeme prekida struje ostane ispod 0,2 sekunde.

Trendovi tehnologije
Novi ekološki prihvatljivi RMU-ovi zamjenjuju SF6 suhom zrakom, postižući jednak izolacijski učinak s nultim potencijalom globalnog zagrijavanja. Pametni aparat za prekid struje integriše online nadzorne sustave; jedan model može nadzirati preko 20 parametara (npr. temperaturu kontakata, mehaničke karakteristike) u stvarnom vremenu s frekvencijom uzorkovanja do 1000 Hz.

Odgovor i analiza

• Primjena scenariji: RMU-ovi (zatvorene distribucijske mreže) – 15%, Aparati za prekid struje (sustavi s više nivoa napona) – 15%

• Strukturne značajke: Plinska izolacija, modularni (RMU-ovi) – 20%, Zračna izolacija, integrirani (aparati za prekid struje) – 20%

• Sustavi zaštite: Zaštita temeljena na sigurnosnim prekidačima (RMU-ovi) – 10%, Relna zaštita (aparati za prekid struje) – 10%

• Proširivost: Brzo spajanje (RMU-ovi) – 5%, Potpuna zamjena ormarа (aparati za prekid struje) – 5%

• Mekanizmi rada: Ručno punjenje opruge (RMU-ovi) – 5%, Električno upravljanje (aparati za prekid struje) – 5%

• Troškovi održavanja: Niske troškove održavanja (RMU-ovi) – 5%, Visoke troškove održavanja (aparati za prekid struje) – 5%

Analiza: Ocjenjivanje naglašava strukturne značajke i primjene scenarije, jer oni direktno određuju odabir opreme. Težina od 20% za strukturne značajke odražava utjecaj razlika u izolaciji na veličinu i prostorne zahtjeve opreme—plinska izolacija smanjuje volumen RMU-ova preko 35%, odlučujući faktor u prostorno ograničenim urbanim distribucijskim koridorima. Težina od 15% za primjene scenarije ističe nezamenjivost svakog uređaja u sustavima s različitim zahtjevima za pouzdanosti; na primjer, data centre zahtijevaju RMU-ove za izgradnju redundantnih dvostrukih mreža priključka struje.