リングメインユニットとスイッチギアの6つの主要な違いについて解説
RMU（リングメインユニット）とスイッチギアの違い
電力システムにおいて、RMU（リングメインユニット）とスイッチギアは共に一般的な配電設備ですが、機能と構造が大きく異なります。RMUは主にリング給電ネットワークで使用され、電力分配と線路保護を担当し、クローズドループリングネットワークを通じてマルチソース相互接続が可能なのが特徴です。一方、スイッチギアはより汎用的な配電装置であり、受電、分配、制御、保護を扱い、さまざまな電圧レベルや電力網構成に適用されます。両者の違いは以下の6つの側面に要約できます。
1. 応用シナリオ
RMUは通常、10kV以下の配電網で使用され、都市の電力網や環状給電が必要な工業施設に適しています。典型的な応用例としては、商業センターでの二重電源供給システムがあり、ここではRMUが閉ループを形成し、線路障害時に迅速な電力パスの切り替えを可能にします。スイッチギアは、6kVから35kVまでの電圧レベルに広く適用され、変電所の高圧側や低圧配電室で使用されます。例えば、火力発電所の主変圧器からの出力線路には高圧スイッチギアが必要です。
2. 構造構成
RMUは一般的にガス絶縁技術を使用し、SF6ガスを絶縁媒体としています。典型的な構成要素には三位置分離器、負荷遮断スイッチ、およびヒューズ組み合わせがあります。モジュール設計により、従来のスイッチギアよりも体積が40%以上削減されます。例えば、XGN15-12 RMUの幅はわずか600mmです。一方、スイッチギアは通常空気絶縁を使用し、標準的なキャビネット幅は800～1000mmです。内部構成要素には回路ブレーカー、電流変換器、およびリレー保護装置が含まれます。KYN28A-12金属製密閉型スイッチギアは、引き出し式回路ブレーカートロリーを特徴としています。
3. 保護機能
RMUは通常、ショートサーキット保護のために電流制限ヒューズを頼りにし、定格切断電流は最大20kAですが、精密なリレー保護システムはありません。一方、スイッチギアはマイクロプロセッサベースの保護リレーを備えており、三段階過電流保護、零相保護、差動保護などの機能を提供します。例えば、あるスイッチギアモデルは真空回路ブレーカーによる選択的トリップを可能にする0.02秒での過電流保護動作を達成しています。
4. 拡張性
RMUは標準化されたインターフェースを使用し、最大6系統の入出力を拡張することができます。バスバー連結器を使用して迅速に接続でき、一部のモデルは30分以内に拡張可能です。一方、高機能統合により、スイッチギアの拡張は通常、全体のキャビネットの交換または新しいコンパートメントの追加を必要とし、一般的な改造時間は8時間を超えます。
5. 動作機構
RMUは通常、操作トルクが50 N·m未満のバネ駆動式負荷遮断スイッチを使用し、可視的な開放点があります。例えば、あるRMUモデルの操作ハンドルは誤操作を防ぐために120°の回転に制限されています。一方、スイッチギアの回路ブレーカーは電動操作機構を備えており、例えばバネ機構は15秒以内に充電でき、正しい操作順序を確保するための機械的連鎖装置を含んでいます。
6. 保守コスト
RMUの年間保守コストは設備価値の約2%で、主にSF6ガス圧力チェックと機械部品の潤滑が含まれます。一方、スイッチギアの保守コストは設備価値の5%に達し、回路ブレーカーの機械テストとリレーの調整が含まれます。プロジェクトケースでは、スイッチギアの年間予防試験には1ユニットあたり8人時が必要です。
典型的なエンジニアリング構成
ある工業団地の10kV配電システムでは、8つのRMUを使用して二重リングネットワークを形成し、各RMUには自動故障セクション隔離のためのDTU（配電端末装置）が装備されています。一方、同時に建設された110kV変電所では、10kV出力線路に12台のスイッチギアユニットを使用し、それぞれにマイクロプロセッサ保護が装備されています。総投資額は、RMUベースのシステムがスイッチギアシステムの約60%であることを示しています。
設備選択
選択には信頼性要件を考慮する必要があります。供給の継続性が99.99%に達する必要がある場合、RMUを使用した二重リングネットワークはN-1セキュリティ基準を満たすことができます。病院の手術室のような重要な負荷では、電源中断時間が0.2秒以下となるよう自動二重電源転送システムを備えたスイッチギアが必要です。
技術トレンド
新しい環境に優しいRMUはSF6を乾燥空気で置き換え、ゼロの地球温暖化ポテンシャルで同等の絶縁性能を達成しています。スマートスイッチギアはオンライン監視システムを統合しており、あるモデルは接触温度、機械特性など20以上のパラメータを最大1000 Hzのサンプリング周波数でリアルタイムに監視することができます。
回答と分析
応用シナリオ：RMU（閉ループ配電ネットワーク）– 15%、スイッチギア（多電圧システム）– 15%
構造特徴：ガス絶縁、モジュラー（RMU）– 20%、空気絶縁、統合（スイッチギア）– 20%
保護システム：ヒューズベースの保護（RMU）– 10%、リレー保護（スイッチギア）– 10%
拡張性：迅速な接続（RMU）– 5%、全体のキャビネット交換（スイッチギア）– 5%
動作機構：手動バネ充電（RMU）– 5%、電動制御（スイッチギア）– 5%
保守コスト：低保守（RMU）– 5%、高保守（スイッチギア）– 5%
分析：スコアリングは構造特徴と応用シナリオを強調しており、これらが直接設備選択を決定します。構造特徴に対する20%の重みは、絶縁の違いが設備サイズと空間要件に及ぼす影響を反映しており、ガス絶縁はRMUの体積を35%以上削減し、都市の配電通路における空間制約下で決定的な要因となります。応用シナリオに対する15%の重みは、異なる信頼性要件を持つシステムにおける各装置の不可欠性を強調しています。例えば、データセンターでは冗長な二重電源ネットワークを構築するためにRMUが必要です。
