Šest ključnih razlik med krožnimi glavnimi enotami in napravami za vodilo razloženo

Razlike med krožnimi glavnimi enotami (RMU) in preklopniki

V elektroenergetskeh sistemih sta krožne glavne enote (RMU) in preklopniki običajna oprema za distribucijo, vendar se zelo razlikujeta po funkciji in strukturi. RMU so predvsem uporabljene v krožnih omrežjih, odgovarjajo za distribucijo električne energije in zaščito linij, njihova ključna značilnost pa je večizvorcna povezava skozi zaprto krožno omrežje. Preklopniki kot bolj splošna oprema za distribucijo obdelujejo sprejem, distribucijo, nadzor in zaščito električne energije ter so uporabni za različne ravni napetosti in konfiguracije omrežja. Razlike med njimi lahko povzročimo v šestih vidikih:

1. Uporabni scenariji
RMU so tipično nameščene v distribucijskih omrežjih do 10 kV, primerne za mestna omrežja in industrijske objekte, ki zahtevajo snabditev s krožnim omrežjem. Tipičen primer je dvokanalni sistem oskrbe z električno energijo v trgovskih centrih, kjer RMU tvorijo zaprto krožno omrežje, kar omogoča hitro preklop poti pri nezadostnosti linije. Preklopniki imajo širši obseg uporabe, ki zajema razine napetosti od 6 kV do 35 kV. Uporabljajo se na visokonapetostni strani transformatornih postaj ali v nizkonapetostnih distribucijskih prostorih. Na primer, v termoelektrarni je za izhodne linije od glavnega transformatorja potrebna oprema visokonapetostnih preklopnikov.

2. Strukturna sestava
RMU pogosto uporabljajo tehnologijo plinske izolacije, z SF6 plinom kot izolacijskim sredstvom. Tipični komponenti vključujejo tripozicijske preklopne ventile, prekinitelje z obremenitvijo in kombinacije varnikov. Njihov modulski dizajn zmanjša prostornino za več kot 40% v primerjavi z tradicionalnimi preklopniki; na primer, XGN15-12 RMU ima širino le 600 mm. Preklopniki tipično uporabljajo zračno izolacijo, s standardnimi širinami ohišja od 800 do 1000 mm. Notranji komponenti vključujejo prekinitelje, tokovne transformatorje in relayske zaščitne naprave. KYN28A-12 metalno zaključeni preklopniki na primer vključujejo izvljivo vozučnico prekinitelja.

3. Funkcije zaščite
RMU običajno uporabljajo ograničevalne varnike za zaščito pred kratkimi krožnimi tokovi, z nominalnimi prekinitvenimi toki do 20 kA, vendar nimajo natančnih relayskih sistemov zaščite. Preklopniki so opremljeni z mikroprocesorskimi relayskimi zaščitami, ki ponujajo funkcije, kot so tristopni preplavni tok, ničelni vrstni tok in diferencialna zaščita. Na primer, določen model preklopnika doseže delovanje zaščite pred preplavnim tokom v času najmanj 0,02 sekunde, kar omogoča selektivno preklop z vakuumskimi prekinitelji.

4. Rastljivost
RMU uporabljajo standardizirane vmesnike, ki omogočajo razširitev do šestih vhodnih/izhodnih krakov. Lahko se hitro povežejo preko povezovalnikov matičnih nosilcev – nekateri modeli se lahko razširijo v manj kot 30 minut. Zaradi visoke integracije funkcij razširitev preklopnikov pogosto zahteva zamenjavo celih ohišji ali dodajanje novih oddelkov, z običajnimi časi za preoblikovanje, ki presegljajo 8 ur.

5. Mehanizmi delovanja
RMU običajno uporabljajo praznovrsne prekinitelje z operativnimi torzi pod 50 N·m in vidnimi prekidnimi točkami. Na primer, ročica za delovanje določenega modela RMU je omejena na rotacijo 120°, da se prepreči napačno delovanje. Preklopniki so opremljeni z električnimi mehanizmi za delovanje; na primer, praznovrsni mehanizem se lahko napravi v manj kot 15 sekund in vključuje mehanske mehanizme za zagotavljanje pravilnih zaporedij delovanja.

6. Stroški vzdrževanja
Letni stroški vzdrževanja RMU znašajo približno 2 % vrednosti opreme, predvsem z vključitvijo preverjanja tlaka SF6 plina in mehanske smečenje. Stroški vzdrževanja preklopnikov dosegajo 5 % vrednosti opreme, vključno z mehanskimi testi prekiniteljev in kalibracijo relayskih naprav. Projekt je pokazal, da letna preventivna preskušanja preklopnikov zahtevajo 8 časov delovnih mesecev na enoto.

Tipična inženirska konfiguracija
Distribucijski sistem 10 kV v industrijskem parku uporablja osem RMU za oblikovanje dvokrožnega omrežja, vsaka opremljena z DTU (distribucijska terminalna enota) za avtomatsko izolacijo nezadostnih odsekov. V nasprotju s tem, hkrati zgrajena 110 kV transformatorska postaja uporablja 12 enot preklopnikov v svojih 10 kV izhodnih krakovih, vsaka opremljena z mikroprocesorsko zaščito. Skupna investicija kaže, da RMU-sistem stane približno 60 % preklopnikovskega sistema.

Izbira opreme
Izbira mora upoštevati zahteve po zanesljivosti. Ko je potrebno, da zanesljivost oskrbe doseže 99,99 %, lahko dvokrožno omrežje s RMU doseže kriterij N-1 za varnost. Za ključne bremena, kot so operacijski sobe v bolnicah, je potrebna oprema preklopnikov s sistemom avtomatskega preklopa na dvokanalsko oskrbo, da se zagotovi, da bo čas prekinitve oskrbe pod 0,2 sekunde.

Tehnološke trendi
Nove ekološko prijazne RMU zamenjujejo SF6 z suhim zrakom, dosežejo enakovredno izolacijsko zmogljivost brez globalnega segrevanja. Pametni preklopniki integrirajo sisteme za online spremljanje; določen model lahko v realnem času spremlja več kot 20 parametrov (na primer, temperaturo kontaktov, mehanske značilnosti) z frekvenco vzorčenja do 1000 Hz.

Odgovor in analiza

• Uporabni scenariji: RMU (zaprta distribucijska omrežja) – 15 %, preklopniki (sistemi z več ravnmi napetosti) – 15 %

• Strukturne značilnosti: Plinsko izolirano, modulsko (RMU) – 20 %, zračno izolirano, integrirano (preklopniki) – 20 %

• Sistemi zaščite: Zaščita z varniki (RMU) – 10 %, relayska zaščita (preklopniki) – 10 %

• Rastljivost: Hitro povezovanje (RMU) – 5 %, popolna zamenjava ohišja (preklopniki) – 5 %

• Mehanizmi delovanja: Ročno praznovrsno nabiranje (RMU) – 5 %, električno nadzor (preklopniki) – 5 %

• Stroški vzdrževanja: Nizki stroški vzdrževanja (RMU) – 5 %, visoki stroški vzdrževanja (preklopniki) – 5 %

Analiza: Ocenjevanje poudarja strukturne značilnosti in uporabne scenarije, ker neposredno določata izbiro opreme. 20 % utež za strukturne značilnosti odraža vpliv razlik v izolaciji na velikost in prostorske zahteve opreme – plinska izolacija zmanjša prostornino RMU za več kot 35 %, kar je odločilni dejavnik v prostorsko omejenih mestnih distribucijskih koridorjih. 15 % utež za uporabne scenarije poudarja nezamenljivost posameznih naprav v sistemih z različnimi zahtevami glede zanesljivosti; na primer, podatkovne centre zahtevajo RMU za gradnjo redundantnih dvokanalskih omrežij.