Enam Perbezaan Utama antara Ring Main Units dan Switchgear Dijelaskan

Perbezaan antara Ring Main Units (RMUs) dan Switchgear

Dalam sistem kuasa, kedua-dua ring main units (RMUs) dan switchgear adalah peralatan pengagihan yang biasa, tetapi mereka berbeza secara signifikan dari segi fungsi dan struktur. RMUs kebanyakannya digunakan dalam rangkaian gelung, bertanggungjawab untuk pengedaran kuasa dan perlindungan laluan, dengan ciri utama interkoneksi pelbagai sumber melalui rangkaian gelung tertutup. Switchgear, sebagai peranti pengagihan tujuan umum, menangani penerimaan, pengagihan, kawalan, dan perlindungan kuasa, dan boleh diterapkan pada pelbagai tahap voltan dan konfigurasi grid. Perbezaan antara keduanya boleh diringkaskan kepada enam aspek:

1. Skenario Aplikasi
RMUs biasanya dikerahkan dalam rangkaian pengagihan pada 10kV dan di bawah, sesuai untuk grid bandar dan kemudahan industri yang memerlukan bekalan kuasa gelung. Sebuah aplikasi tipikal adalah sistem bekalan dua-sumber di pusat komersial, di mana RMUs membentuk gelung tertutup, membolehkan perubahan laluan kuasa dengan cepat semasa gangguan laluan. Switchgear mempunyai julat aplikasi yang lebih luas, merangkumi tahap voltan 6kV hingga 35kV. Ia boleh digunakan di sisi voltan tinggi stesen transformasi atau di bilik pengagihan voltan rendah. Sebagai contoh, switchgear voltan tinggi diperlukan di bahagian pemancar keluar dari transformer utama di sebuah loji janakuasa termal.

2. Komposisi Struktur
RMUs biasanya menggunakan teknologi insulasi gas, dengan gas SF6 sebagai medium insulasi. Komponen tipikal termasuk disconnector tiga posisi, switch beban, dan kombinasi fuses. Reka bentuk modular mereka mengurangkan isipadu lebih daripada 40% berbanding switchgear tradisional; sebagai contoh, XGN15-12 RMU mempunyai lebar hanya 600mm. Switchgear biasanya menggunakan insulasi udara, dengan lebar kabinet standard 800–1000mm. Komponen dalaman termasuk circuit breakers, current transformers, dan peranti perlindungan relai. Sebagai contoh, KYN28A-12 switchgear logam tertutup mempunyai troli circuit breaker yang boleh ditarik keluar.

3. Fungsi Perlindungan
RMUs biasanya bergantung pada fuses had arus untuk perlindungan keseluruhan, dengan arus putus terkira sehingga 20kA, tetapi tiada sistem perlindungan relai yang tepat. Switchgear dilengkapi dengan relai perlindungan berdasarkan mikropemproses, menawarkan fungsi seperti perlindungan overcurrent tiga tahap, perlindungan urutan nol, dan perlindungan diferensial. Sebagai contoh, model switchgear tertentu mencapai operasi perlindungan overcurrent dalam masa 0.02 saat, membolehkan pengecasan selektif dengan circuit breakers vakum.

4. Keterluasan
RMUs menggunakan antara muka piawai, membolehkan keterluasan hingga enam laluan masuk/keluar. Mereka boleh dihubungkan dengan cepat melalui coupler busbar—beberapa model boleh diperluas dalam masa kurang daripada 30 minit. Disebabkan integrasi fungsi yang tinggi, keterluasan switchgear sering memerlukan penggantian seluruh kabinet atau tambahan kompartmen, dengan masa retrofit biasa melebihi 8 jam.

5. Mekanisme Operasi
RMUs biasanya menggunakan switch beban yang dikendalikan oleh spring dengan tork operasi di bawah 50 N·m dan titik putus yang terlihat. Sebagai contoh, handle operasi satu model RMU dibatasi pada putaran 120° untuk mencegah kesilapan operasi. Circuit breakers switchgear dilengkapi dengan mekanisme operasi elektrik; sebagai contoh, mekanisme spring boleh diisi dalam masa kurang daripada 15 saat dan termasuk interlock mekanikal untuk memastikan urutan operasi yang betul.

6. Kos Pemeliharaan
Kos pemeliharaan tahunan RMU adalah sekitar 2% nilai peralatan, kebanyakannya melibatkan pemeriksaan tekanan gas SF6 dan pelumasan mekanikal. Kos pemeliharaan switchgear mencapai 5% nilai peralatan, termasuk ujian mekanikal circuit breaker dan kalibrasi relai. Satu kes projek menunjukkan bahawa ujian pencegahan tahunan untuk switchgear memerlukan 8 jam manusia setiap unit.

Konfigurasi Kejuruteraan Tipikal
Sistem pengagihan 10kV di sebuah kawasan industri menggunakan lapan RMU untuk membentuk rangkaian dual-ring, setiap satunya dilengkapi dengan DTU (Distribution Terminal Unit) untuk isolasi automatik bahagian gangguan. Sebaliknya, stesen transformasi 110kV yang dibina secara serentak menggunakan 12 unit switchgear di bahagian pemancar keluar 10kV, setiap satunya dilengkapi dengan perlindungan mikropemproses. Jumlah pelaburan menunjukkan sistem berdasarkan RMU berharga sekitar 60% daripada sistem switchgear.

Pilihan Peralatan
Pilihan mesti mempertimbangkan keperluan kebolehpercayaan. Apabila keperluan kesinambungan bekalan perlu mencapai 99.99%, rangkaian dual-ring menggunakan RMU boleh memenuhi kriteria keselamatan N-1. Untuk beban penting seperti bilik bedah hospital, switchgear dengan sistem pemindahan dua-sumber automatik diperlukan untuk memastikan masa gangguan kuasa kekal di bawah 0.2 saat.

Trend Teknologi
RMU ramah alam semula jadi baru menggantikan SF6 dengan udara kering, mencapai prestasi insulasi yang setanding dengan potensi pemanasan global sifar. Switchgear pintar mengintegrasikan sistem pemantauan dalam talian; satu model boleh memantau lebih daripada 20 parameter (contohnya, suhu kontak, ciri-ciri mekanikal) secara real-time dengan frekuensi sampel sehingga 1000 Hz.

Jawapan dan Analisis

• Skenario Aplikasi: RMUs (rangkaian pengagihan gelung tertutup) – 15%, Switchgear (sistem multi-voltan) – 15%

• Ciri-ciri Struktur: Insulasi gas, modul (RMUs) – 20%, Insulasi udara, terintegrasi (Switchgear) – 20%

• Sistem Perlindungan: Perlindungan berdasarkan fuse (RMUs) – 10%, Perlindungan relai (Switchgear) – 10%

• Keterluasan: Sambungan cepat (RMUs) – 5%, Penggantian kabinet penuh (Switchgear) – 5%

• Mekanisme Operasi: Penjejakan spring manual (RMUs) – 5%, Kawalan elektrik (Switchgear) – 5%

• Kos Pemeliharaan: Pemeliharaan rendah (RMUs) – 5%, Pemeliharaan tinggi (Switchgear) – 5%

Analisis: Penilaian menekankan ciri-ciri struktur dan skenario aplikasi, kerana ia menentukan secara langsung pemilihan peralatan. Berat 20% untuk ciri-ciri struktur mencerminkan impak perbezaan insulasi terhadap saiz dan keperluan ruang peralatan—insulasi gas mengurangkan isipadu RMU lebih daripada 35%, faktor penentu dalam lorong pengagihan bandar yang terbatas ruang. Berat 15% untuk skenario aplikasi menyoroti ketidakbolehdisampingkan setiap peranti dalam sistem dengan keperluan kebolehpercayaan yang berbeza; sebagai contoh, pusat data memerlukan RMU untuk membina rangkaian dua-sumber redundan.