การอธิบายหกความแตกต่างหลักระหว่าง Ring Main Units และ Switchgear

ความแตกต่างระหว่าง Ring Main Units (RMUs) และ Switchgear

ในระบบพลังงานไฟฟ้า ทั้ง RMUs และ switchgear เป็นอุปกรณ์การกระจายพลังงานที่พบเห็นได้บ่อย แต่พวกมันมีความแตกต่างอย่างมากในด้านการทำงานและโครงสร้าง RMUs ใช้งานหลักในเครือข่ายวงแหวน รับผิดชอบในการกระจายพลังงานและการป้องกันสายส่ง โดยมีคุณสมบัติสำคัญคือการเชื่อมต่อหลายแหล่งผ่านเครือข่ายวงแหวนป้อนกลับ Switchgear ซึ่งเป็นอุปกรณ์การกระจายพลังงานที่ใช้งานได้หลากหลาย จัดการการรับ-กระจาย-ควบคุม-ป้องกันพลังงาน และสามารถนำไปใช้ได้กับระดับแรงดันและโครงสร้างเครือข่ายต่างๆ ความแตกต่างระหว่างทั้งสองสามารถสรุปได้เป็นหกด้าน:

1. สถานการณ์การใช้งาน
RMUs มักถูกนำมาใช้ในเครือข่ายการกระจายพลังงานที่มีแรงดัน 10kV หรือต่ำกว่า เหมาะสำหรับเครือข่ายในเมืองและสถานที่ผลิตที่ต้องการระบบการป้อนพลังงานแบบวงแหวน ตัวอย่างการใช้งานที่ชัดเจนคือระบบการป้อนพลังงานแบบคู่ในศูนย์การค้า โดย RMUs จะสร้างวงแหวนป้อนกลับ ทำให้สามารถเปลี่ยนเส้นทางการป้อนพลังงานอย่างรวดเร็วเมื่อมีปัญหาเกิดขึ้นในสายส่ง Switchgear มีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวางครอบคลุมระดับแรงดันตั้งแต่ 6kV ถึง 35kV สามารถใช้งานได้ทั้งในด้านแรงดันสูงของสถานีแปลงไฟฟ้าหรือในห้องกระจายพลังงานแรงดันต่ำ เช่น ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจำเป็นต้องใช้ switchgear แรงดันสูงในช่องส่งออกจากการแปลงไฟฟ้าหลัก

2. การประกอบโครงสร้าง
RMUs มักใช้เทคโนโลยีฉนวนก๊าซ โดยใช้ก๊าซ SF6 เป็นสารฉนวน ส่วนประกอบที่พบโดยทั่วไปรวมถึงสวิตช์แยกสามตำแหน่ง สวิตช์โหลด และการผสมผสานฟิวส์ การออกแบบโมดูลาร์ลดปริมาตรลงมากกว่า 40% เมื่อเทียบกับ switchgear แบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น XGN15-12 RMU มีความกว้างเพียง 600mm Switchgear มักใช้ฉนวนอากาศ พร้อมขนาดตู้มาตรฐาน 800–1000mm ส่วนประกอบภายในรวมถึงเบรกเกอร์กระแสไฟฟ้า เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า และอุปกรณ์ป้องกันวงจรเชิงอนุกรม KYN28A-12 metal-enclosed switchgear ตัวอย่างหนึ่งมีรถเข็นเบรกเกอร์ที่สามารถดึงออกมาได้

3. ฟังก์ชันการป้องกัน
RMUs มักพึ่งพาฟิวส์จำกัดกระแสสำหรับการป้องกันลัดวงจร ด้วยกระแสตัดสูงสุด 20kA แต่ขาดระบบป้องกันวงจรเชิงอนุกรมที่แม่นยำ Switchgear ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันวงจรเชิงอนุกรมที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ นำเสนอฟังก์ชันเช่น การป้องกันกระแสเกินสามระดับ การป้องกันลำดับศูนย์ และการป้องกันความแตกต่าง ตัวอย่างเช่น รุ่น switchgear บางรุ่นสามารถทำงานป้องกันกระแสเกินภายใน 0.02 วินาที ทำให้สามารถเลือกหยุดการทำงานได้ด้วยเบรกเกอร์แรงดันสูง

4. ความสามารถในการขยาย
RMUs ใช้ช่องต่อมาตรฐาน สามารถขยายได้ถึงหกวงจรขาเข้า/ขาออก สามารถเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วด้วยคัปปลิ้งบัสบาร์ บางรุ่นสามารถขยายได้ภายใน 30 นาที เนื่องจากมีการรวมฟังก์ชันสูง switchgear ต้องการเปลี่ยนตู้ทั้งหมดหรือเพิ่มช่องใหม่ในการขยาย ซึ่งใช้เวลาในการปรับปรุงมากกว่า 8 ชั่วโมง

5. กลไกการทำงาน
RMUs มักใช้สวิตช์โหลดที่ควบคุมด้วยสปริง ด้วยแรงบิดการทำงานต่ำกว่า 50 N·m และมีจุดตัดที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น ที่จับของรุ่น RMU บางรุ่นจำกัดการหมุนที่ 120° เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาด Switchgear เบรกเกอร์มีกลไกการทำงานด้วยไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น กลไกสปริงสามารถชาร์จได้ภายใน 15 วินาที และมีการล็อกกลไกเพื่อให้แน่ใจว่าลำดับการทำงานถูกต้อง

6. ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษารายปีของ RMU ประมาณ 2% ของมูลค่าอุปกรณ์ ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นการตรวจสอบแรงดันก๊าซ SF6 และการหล่อลื่นกลไก Switchgear ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษารายปีสูงถึง 5% ของมูลค่าอุปกรณ์ รวมถึงการทดสอบกลไกเบรกเกอร์และการปรับเทียบวงจรเชิงอนุกรม กรณีศึกษาแสดงว่าการทดสอบป้องกันรายปีสำหรับ switchgear ต้องใช้เวลา 8 ชั่วโมงต่อหน่วย

การกำหนดค่าทางวิศวกรรมทั่วไป
ระบบการกระจายพลังงาน 10kV ในอุทยานอุตสาหกรรมใช้ RMUs แปดตู้เพื่อสร้างเครือข่ายวงแหวนคู่ แต่ละตู้มี DTU (Distribution Terminal Unit) สำหรับการแยกส่วนข้อผิดพลาดอัตโนมัติ ในขณะเดียวกัน สถานีแปลงไฟฟ้า 110kV ที่สร้างพร้อมกันใช้ switchgear 12 ตู้ในช่องส่งออก 10kV แต่ละตู้มีวงจรป้องกันเชิงอนุกรม การลงทุนรวมแสดงว่าระบบบนพื้นฐาน RMU มีค่าใช้จ่ายประมาณ 60% ของระบบที่ใช้ switchgear

การเลือกอุปกรณ์
การเลือกต้องพิจารณาความต้องการด้านความน่าเชื่อถือ เมื่อความต่อเนื่องของการจ่ายไฟต้องถึง 99.99% เครือข่ายวงแหวนคู่ที่ใช้ RMUs สามารถตอบสนองเกณฑ์ความปลอดภัย N-1 ได้ สำหรับโหลดสำคัญเช่น ห้องผ่าตัดในโรงพยาบาล ต้องใช้ switchgear ที่มีระบบการโอนพลังงานคู่อัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าเวลาการหยุดจ่ายไฟอยู่ต่ำกว่า 0.2 วินาที

แนวโน้มเทคโนโลยี
RMUs ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมใหม่กำลังแทนที่ SF6 ด้วยอากาศแห้ง เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพฉนวนที่เท่ากันโดยไม่มีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน Intelligent switchgear รวมระบบการตรวจสอบออนไลน์ ตัวอย่างหนึ่งสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์มากกว่า 20 รายการ (เช่น อุณหภูมิที่ติดต่อ คุณลักษณะทางกล) แบบเรียลไทม์ด้วยความถี่การสุ่มตัวอย่างสูงสุด 1000 Hz

คำตอบและการวิเคราะห์

• สถานการณ์การใช้งาน: RMUs (เครือข่ายการกระจายแบบวงแหวนป้อนกลับ) – 15%, Switchgear (ระบบหลายแรงดัน) – 15%

• คุณสมบัติโครงสร้าง: ฉนวนก๊าซ โมดูลาร์ (RMUs) – 20%, ฉนวนอากาศ แบบรวม (Switchgear) – 20%

• ระบบป้องกัน: การป้องกันด้วยฟิวส์ (RMUs) – 10%, ระบบป้องกันวงจรเชิงอนุกรม (Switchgear) – 10%

• ความสามารถในการขยาย: การเชื่อมต่ออย่างรวดเร็ว (RMUs) – 5%, การเปลี่ยนตู้ทั้งหมด (Switchgear) – 5%

• กลไกการทำงาน: การชาร์จสปริงด้วยมือ (RMUs) – 5%, การควบคุมด้วยไฟฟ้า (Switchgear) – 5%

• ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา: ค่าบำรุงรักษาต่ำ (RMUs) – 5%, ค่าบำรุงรักษาสูง (Switchgear) – 5%

การวิเคราะห์: การให้คะแนนเน้นที่คุณสมบัติโครงสร้างและสถานการณ์การใช้งาน เนื่องจากมันมีความสำคัญโดยตรงในการเลือกอุปกรณ์ น้ำหนัก 20% สำหรับคุณสมบัติโครงสร้างสะท้อนถึงผลกระทบของความแตกต่างในการฉนวนต่อขนาดและพื้นที่ที่ต้องการ—ฉนวนก๊าซลดปริมาตร RMU ลงมากกว่า 35% ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในทางการกระจายพลังงานในเมืองที่มีพื้นที่จำกัด น้ำหนัก 15% สำหรับสถานการณ์การใช้งานเน้นความไม่สามารถทดแทนของอุปกรณ์แต่ละชนิดในระบบที่มีความต้องการด้านความน่าเชื่อถือที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ศูนย์ข้อมูลต้องใช้ RMUs เพื่อสร้างเครือข่ายพลังงานคู่สำรอง