Sex viktiga skillnader mellan ringhuvuden och spårutrustning förklarade
Skillnader mellan Ring Main Units (RMUs) och Switchgear
I elkraftsystem är både ring main units (RMUs) och switchgear vanliga distributionsutrustningar, men de skiljer sig betydligt i funktion och struktur. RMUs används främst i ringförsedda nätverk, ansvarar för elfördelning och linjeskydd, med den viktigaste egenskapen att flera källor kan kopplas samman genom en sluten ringsformad nätverksstruktur. Switchgear, som en mer allmän distributionsenhet, hanterar elmottagande, fördelning, kontroll och skydd, och är tillämpligt på olika spänningsnivåer och nätstrukturer. De skillnader som finns mellan dem kan summeras till sex aspekter:
1. Användningsområden
RMUs används vanligtvis i distributionsnätverk på 10kV och nedanför, lämpliga för stadsnät och industriella anläggningar som kräver ringförsedd elförsörjning. Ett typiskt tillämpningsområde är ett system med dubbel elförsörjning i handelscentra, där RMUs bildar en sluten ring, vilket möjliggör snabb växling av elförsörjningsvägen vid linjefel. Switchgear har ett bredare tillämpningsområde, som täcker spänningsnivåer från 6kV till 35kV. Det kan användas på högspänningssidan av omspanningsstationer eller i lågspänningsdistributionsrum. Till exempel krävs högspännings-switchgear i utgående ledningsbåset från huvudtransformatorn i en termisk kraftverk.
2. Strukturell sammansättning
RMUs använder vanligtvis gasisoleringsteknik, med SF6-gas som isoleringsmedium. Typiska komponenter inkluderar trepositionslindare, belastningsavkopplare och fusesammansättningar. Deras modulära design minskar volymen med över 40% jämfört med traditionell switchgear; till exempel har XGN15-12 RMU en bredd på endast 600mm. Switchgear använder vanligtvis luftisolering, med standardkabinettsbredder på 800–1000mm. Inre komponenter inkluderar strömavbrottsautomater, strömmätare och reläskyddsenheter. KYN28A-12 metallinkapslade switchgear har till exempel en dragbar strömavbrottsautomatvagn.
3. Skyddsfunktioner
RMUs använder vanligtvis ström begränsande fuses för kortslutningsskydd, med nominella avbrottsströmmar upp till 20kA, men saknar precist reläskyddssystem. Switchgear är utrustat med mikroprocessorbaserade skyddreläer, som erbjuder funktioner som trestadig överströmskydd, nollsekvensskydd och differentiell skydd. Till exempel uppnår en viss switchgear-modell överströmskyddsfunktion inom bara 0.02 sekunder, vilket möjliggör selektivt avbrott med vakuumströmavbrottsautomater.
4. Utbyggnadsmöjligheter
RMUs använder standardiserade gränssnitt, vilket gör det möjligt att utöka till upp till sex ingångar/utgångar. De kan snabbt kopplas ihop via busbar-kopplingar—vissa modeller kan utökas inom mindre än 30 minuter. På grund av hög funktionsintegration kräver switchgear-utbyggnad ofta ersättning av hela kabinetter eller tillägg av nya sektioner, med typiska ombyggtider som överskrider 8 timmar.
5. Drivmekanismer
RMUs använder vanligtvis fjäderdrivna belastningsavkopplare med drivmoment under 50 N·m och synliga avbrottspunkter. Till exempel är rotationshåndtaget för en RMU-modell begränsat till en 120°-rotation för att förhindra felaktig operation. Switchgear strömavbrottsautomater är utrustade med elektriska drivmekanismer; till exempel kan en fjädermekanism laddas inom mindre än 15 sekunder och inkluderar mekaniska interlock för att säkerställa korrekta driftsekvenser.
6. Underhållskostnader
Årliga underhållskostnader för en RMU är cirka 2% av enhetens värde, huvudsakligen involverar SF6-gas tryckkontroller och mekanisk smörjning. Switchgear-underhållskostnader når 5% av enhetens värde, inklusive mekaniska tester av strömavbrottsautomater och kalibrering av reläer. Ett projektexempel visar att årliga preventiva tester för switchgear kräver 8 man-timmar per enhet.
Typisk ingenjörskonfiguration
Ett industrinäts 10kV-distributionsystem använder åtta RMUs för att bilda ett dubbelringnät, varje enhet är utrustad med en DTU (Distributions Terminal Unit) för automatisk felsektionering. I kontrast använder en samtidigt byggd 110kV-omspänningsstation tolv switchgear-enheter i dess 10kV-utgående båser, varje enhet är utrustad med mikroprocessor-skydd. Den totala investeringen visar att RMU-baserat system kostar cirka 60% av switchgear-systemet.
Utrustningsval
Valet måste ta hänsyn till tillförlitlighetskrav. När kontinuiteten i elförsörjningen behöver nå 99.99% kan ett dubbelringnät med RMUs uppfylla N-1-säkerhetskriteriet. För kritiska laster som sjukhusoperationsrum krävs switchgear med automatiserade system för dubbel elförsörjning för att säkerställa att strömavbrottstiden hålls under 0.2 sekunder.
Tekniska trender
Nya miljövänliga RMUs ersätter SF6 med torr luft, vilket ger likvärdig isoleringsprestanda med noll global uppvärmning. Intelligent switchgear integrerar onlineövervakningssystem; en modell kan övervaka över 20 parametrar (till exempel kontakttemperatur, mekaniska egenskaper) i realtid med en provtagningsfrekvens upp till 1000 Hz.
Svar och analys
Användningsområden: RMUs (sluten ringdistributionsnätverk) – 15%, Switchgear (flera spänningsnivåer) – 15%
Strukturella egenskaper: Gasisolering, modulär (RMUs) – 20%, Luftisolering, integrerad (Switchgear) – 20%
Skyddssystem: Fusebaserat skydd (RMUs) – 10%, Reläskydd (Switchgear) – 10%
Utbyggnadsmöjligheter: Snabbkoppling (RMUs) – 5%, Full kabinettersättning (Switchgear) – 5%
Drivmekanismer: Manuell fjäderladdning (RMUs) – 5%, Elektrisk kontroll (Switchgear) – 5%
Underhållskostnader: Låg underhåll (RMUs) – 5%, Hög underhåll (Switchgear) – 5%
Analys: Poängsättningen betonar strukturella egenskaper och användningsområden, eftersom de direkt bestämmer utrustningsvalet. Vägten på 20% för strukturella egenskaper reflekterar effekten av isoleringskillnader på utrustningsstorlek och rumsbehov—gasisolering minskar RMU-volymen med över 35%, en avgörande faktor i rumsrestriktiva stadsdistributionskorridorer. Vägten på 15% för användningsområden lyfter fram den oumbärlighet av varje enhet i system med olika tillförlitlighetsbehov; till exempel kräver datacenter RMUs för att bygga redundanta dubbel elförsörjningsnätverk.
