링 메인 유닛과 스위치기어의 여섯 가지 주요 차이점 설명
링 메인 유닛(RMUs)과 스위치기어의 차이점
전력 시스템에서 링 메인 유닛(RMUs)과 스위치기어는 모두 일반적인 배전 장비이지만, 기능과 구조 면에서 크게 다릅니다. RMUs는 주로 링 피드 네트워크에 사용되며, 전력 분배와 선로 보호를 담당하며, 폐쇄형 링 네트워크를 통해 다중 소스 간 연결을 특징으로 합니다. 스위치기어는 보다 일반적인 배전 장치로서, 전력 수령, 분배, 제어 및 보호를 처리하며 다양한 전압 수준과 그리드 구성을 적용할 수 있습니다. 이들 사이의 차이는 다음과 같이 여섯 가지 측면으로 요약될 수 있습니다:
1. 적용 시나리오
RMUs는 주로 10kV 이하의 배전 네트워크에서 배치되며, 링 피드 전원 공급이 필요한 도시 그리드와 산업 시설에 적합합니다. 상업 센터의 이중 전원 공급 시스템과 같은 전형적인 응용 사례에서 RMUs는 폐쇄 루프를 형성하여 선로 고장 시 신속한 전력 경로 전환을 가능하게 합니다. 스위치기어는 6kV부터 35kV까지의 전압 수준을 포함하는 더 넓은 적용 범위를 가지고 있습니다. 변전소의 고전압 측이나 저전압 배전실에서 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 열 발전소의 주 변압기에서 출발하는 송전선에서는 고전압 스위치기어가 필요합니다.
2. 구조적 구성
RMUs는 일반적으로 가스 절연 기술을 사용하며, SF6 가스를 절연 매체로 사용합니다. 전형적인 구성 요소에는 세 위치 분리기, 부하 차단 스위치, 그리고 퓨즈 조합이 포함됩니다. 모듈식 설계는 전통적인 스위치기어보다 부피를 40% 이상 줄입니다. 예를 들어, XGN15-12 RMU의 너비는 단지 600mm입니다. 스위치기어는 일반적으로 공기 절연을 사용하며, 표준 캐비닛 너비는 800-1000mm입니다. 내부 구성 요소에는 회로 차단기, 전류 변환기, 그리고 계전기 보호 장치가 포함됩니다. KYN28A-12 금속 밀폐형 스위치기어는 예를 들어, 회로 차단기 트롤리를 특징으로 합니다.
3. 보호 기능
RMUs는 일반적으로 단락 보호를 위해 전류 제한 퓨즈를 사용하며, 정격 차단 전류는 최대 20kA에 달하지만, 정밀한 계전기 보호 시스템이 없습니다. 스위치기어는 마이크로프로세서 기반 보호 계전기를 장착하여, 3단계 과전류 보호, 영상 보호, 그리고 차동 보호 등의 기능을 제공합니다. 예를 들어, 특정 스위치기어 모델은 진공 회로 차단기를 사용하여 선택적 트리핑을 0.02초 만에 수행할 수 있습니다.
4. 확장성
RMUs는 표준화된 인터페이스를 사용하여 최대 6개의 입출력 회로까지 확장할 수 있습니다. 버스바 커플러를 통해 빠르게 연결할 수 있으며, 일부 모델은 30분 이내에 확장할 수 있습니다. 고도의 기능 통합으로 인해 스위치기어 확장은 종종 전체 캐비닛을 교체하거나 새로운 구획을 추가해야 하며, 일반적인 리트로핏 시간은 8시간 이상이 걸립니다.
5. 작동 메커니즘
RMUs는 일반적으로 작동 토크가 50 N·m 미만인 스프링 작동 부하 차단 스위치를 사용하며, 가시적인 분리점을 갖추고 있습니다. 예를 들어, 한 RMU 모델의 작동 핸들은 오작동을 방지하기 위해 120° 회전으로 제한됩니다. 스위치기어 회로 차단기는 전기 작동 메커니즘을 장착하고 있으며, 예를 들어 스프링 메커니즘은 15초 이내에 충전되고, 올바른 작동 순서를 보장하기 위한 기계적 잠금 장치를 포함합니다.
6. 유지보수 비용
RMU의 연간 유지보수 비용은 장비 가치의 약 2%이며, 주로 SF6 가스 압력 점검과 기계 윤활이 포함됩니다. 스위치기어 유지보수 비용은 장비 가치의 5%에 달하며, 회로 차단기 기계 테스트와 계전기 교정이 포함됩니다. 프로젝트 사례에 따르면 스위치기어의 연간 예방 점검은 장당 8인시가 필요합니다.
전형적인 공학 구성
산업 단지의 10kV 배전 시스템은 8개의 RMU를 사용하여 이중 링 네트워크를 형성하며, 각각은 자동 고장 구간 격리를 위한 DTU(Distribution Terminal Unit)를 장착하고 있습니다. 반면, 동시에 건설된 110kV 변전소는 10kV 송전선에서 12개의 스위치기어를 사용하며, 각각은 마이크로프로세서 보호 장치를 장착하고 있습니다. 총 투자 비용은 RMU 기반 시스템이 스위치기어 시스템의 약 60%라는 것을 보여줍니다.
장비 선택
선택 시 신뢰성 요구 사항을 고려해야 합니다. 공급 연속성이 99.99%에 도달해야 하는 경우, RMU를 사용한 이중 링 네트워크는 N-1 안전 기준을 충족할 수 있습니다. 병원 수술실과 같은 중요한 부하의 경우, 전력 중단 시간이 0.2초 미만으로 유지되는 자동 이중 전원 전환 시스템을 갖춘 스위치기어가 필요합니다.
기술 동향
새로운 친환경 RMUs는 SF6를 건조한 공기로 대체하여, 전 세계적인 온난화 잠재력을 제로로 만들면서 동등한 절연 성능을 달성하고 있습니다. 지능형 스위치기어는 온라인 모니터링 시스템을 통합하고 있으며, 한 모델은 접촉 온도, 기계적 특성 등 20개 이상의 매개변수를 실시간으로 모니터링하며, 샘플링 주파수는 최대 1000 Hz입니다.
답변 및 분석
응용 시나리오: RMUs(폐쇄형 배전 네트워크) – 15%, 스위치기어(다중 전압 시스템) – 15%
구조적 특징: 가스 절연, 모듈식 (RMUs) – 20%, 공기 절연, 통합 (스위치기어) – 20%
보호 시스템: 퓨즈 기반 보호 (RMUs) – 10%, 계전기 보호 (스위치기어) – 10%
확장성: 빠른 연결 (RMUs) – 5%, 전체 캐비닛 교체 (스위치기어) – 5%
작동 메커니즘: 수동 스프링 충전 (RMUs) – 5%, 전기 제어 (스위치기어) – 5%
유지보수 비용: 낮은 유지보수 (RMUs) – 5%, 높은 유지보수 (스위치기어) – 5%
분석: 점수는 구조적 특징과 적용 시나리오에 중점을 두고 있으며, 이들은 장비 선택을 직접적으로 결정합니다. 구조적 특징에 대한 20%의 가중치는 절연 차이가 장비 크기와 공간 요구 사항에 미치는 영향을 반영합니다. 가스 절연은 RMU의 부피를 35% 이상 줄이며, 공간 제약이 있는 도시 배전 통로에서 결정적인 요인이 됩니다. 적용 시나리오에 대한 15%의 가중치는 각 장비가 다른 신뢰성 요구 사항을 가진 시스템에서 대체 불가능함을 강조합니다. 예를 들어, 데이터 센터는 중복 이중 전원 네트워크를 구축하기 위해 RMUs를 필요로 합니다.
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