Sobre la Aplicación de Unidades de Anillo Principal en Redes Eléctricas Urbanas

Con el desarrollo y progreso continuo de la sociedad, se han producido cambios significativos en las líneas de red eléctrica urbana, lo que ha llevado a la formación de numerosas áreas de carga eléctrica densamente pobladas. Los métodos de suministro de energía tradicionales apenas pueden satisfacer las necesidades del desarrollo urbano. Por lo tanto, ha surgido un equipo eléctrico más avanzado y práctico, la Unidad Principal de Anillo (RMU), también conocida como estación de conmutación compacta al aire libre. Ofrece ventajas como un pequeño espacio ocupado, una configuración flexible, alta confiabilidad de suministro, tiempo corto de instalación y puesta en marcha, y bajo costo.

Funciones y Estructura del Sistema

Principio de las Unidades Principales de Anillo

Una Unidad Principal de Anillo es el término general para los equipos de interruptores de carga y gabinetes de aparatos combinados utilizados en unidades de suministro de anillo. Utilizando tecnologías electrónicas y de sensores modernas, integra dispositivos como equipos de interruptores, interruptores automáticos, interruptores de carga, interruptores de desconexión e instrumentos de medición en una sola unidad. Esto permite la integración y ensamblaje modular de sistemas primarios y secundarios en redes urbanas, logrando el monitoreo, protección, control y medición de equipos de energía, optimizando así la gestión y mejorando los niveles de operación y confiabilidad de la red.

Funciones del Sistema

• Funciones Operativas Modulares: Se establecen módulos, incluyendo unidades de interruptores automáticos, unidades de fusibles combinados con interruptores de carga y unidades de interruptores de carga. Dentro de los interruptores de carga, hay interruptores de tres posiciones que combinan las funciones de cierre/apertura, aislamiento y tierra en una sola estructura, equipados con dispositivos de interbloqueo para prevenir eficazmente operaciones erróneas como la conexión a tierra bajo carga o el cierre en un circuito conectado a tierra. También existen estructuras que combinan interruptores de dos posiciones (cierre/apertura y aislamiento) con un interruptor de tierra independiente.

• Adaptabilidad Ambiental Modular: Dependiendo de los requisitos operativos, componentes internos como dispositivos de calefacción, refrigeración, deshumidificación y ventilación pueden combinarse de manera flexible dentro del gabinete.

• Conexión de Cables Modular: Los conectores de cable incluyen tipos preformados de caucho de silicona y otras formas, seleccionables según diferentes situaciones.

• Dispositivos de Interbloqueo Modular: Los cerrojos electromagnéticos utilizados en conjunto con indicadores de voltaje, junto con diversos dispositivos de interbloqueo mecánico, garantizan la seguridad y confiabilidad.

Estructura y Disposición de la Red de Distribución

Como equipo para recibir y distribuir energía eléctrica, las RMUs pueden diseñarse según las condiciones del sitio y conectarse de manera flexible en diferentes esquemas para realizar diversas tareas de distribución. También pueden servir como equipos de control de conmutación automática en líneas de distribución o como componentes en sistemas de suministro de energía de anillo urbano.

Selección y Aplicación Práctica de las RMUs

Métodos de Conexión Eléctrica de las RMUs

Las RMUs están compuestas por equipos de interruptores de carga y gabinetes de aparatos combinados, caracterizándose por su conexión eléctrica y funciones operativas modulares. Los métodos de conexión eléctrica de las RMUs permiten una combinación flexible según diferentes requisitos de circuito, logrando un suministro de energía de anillo con diversas funciones y distribución de energía eléctrica.

Selección de las RMUs

Los modelos de RMU son diversos y sus funciones varían. Su función principal es recibir y distribuir energía eléctrica, aplicable para suministro de anillo de doble fuente y suministro terminal. Las RMUs se conectan a las líneas troncales y ramificadas de cables a través de terminales de entrada y salida. Los interruptores de carga de doble fuente permiten el suministro de anillo. Las RMUs con protección por fusible, utilizadas en circuitos de alimentación de transformadores de suministro directo, pueden prevenir la escalada de fallos. Los dispositivos de medición de alta tensión pueden monitorear la distribución de energía en el circuito de anillo.

Si las RMUs se aplican en líneas automatizadas, se pueden configurar unidades con funciones "Cuatro Remotos" (Telecontrol, Telemetría, Teleindicación, Teleajuste). Estas consisten en equipos primarios (interruptores automáticos, interruptores de carga, etc.) y equipos secundarios como dispositivos de protección, fuentes de alimentación, sistemas de monitoreo y software de automatización. Cada RMU o equipo de interruptores está equipado con una Unidad Terminal Remota (RTU) conectada a la computadora de control maestro a través de interfaces de comunicación y líneas de transmisión (por ejemplo, fibra óptica o cables de comunicación). Esto permite que la RMU detecte rápidamente fallas en la línea, aísle automáticamente la sección defectuosa y restablezca automáticamente el suministro de energía a las áreas no defectuosas. En aplicaciones en redes de distribución urbanas, se pueden seleccionar RMUs con funciones correspondientes para una combinación razonable basada en las necesidades reales en diferentes niveles.

Aplicación Práctica

En los últimos años, el área de Changchun ha adoptado extensivamente RMUs en su red de distribución, haciendo que la distribución de energía en la red urbana sea más flexible. A principios de 20XX, el gobierno municipal de Changchun llevó a cabo la expansión y renovación de la Estación de Tren de Changchun. Cuatro líneas aéreas cercanas necesitaban convertirse en líneas de cable.

Basándose en la situación real del sitio, las líneas que requerían renovación eran complejas: la línea Liangshi necesitaba interconectarse con la línea Dongguang, y la línea Kaixuan necesitaba interconectarse con la línea Shengli. Había numerosas líneas ramificadas dispersas y clientes de suministro directo, lo que hacía que el sitio fuera adecuado para aplicar RMUs para la distribución de energía. En primer lugar, se seleccionaron RMUs de interconexión con dispositivos de medición para lograr la interconexión y medición de las líneas. En segundo lugar, se seleccionaron y aplicaron cuatro RMUs en las líneas para lograr la función de suministro de energía. Las RMUs se instalaron según los requisitos de diseño. Después de completar la colocación de los cables, se realizaron los terminales de cable y se conectaron a las RMUs.

Diagrama de Estructura de la Red de Distribución Post-Renovación

El método de suministro de energía utilizando RMUs puede prevenir interrupciones en la línea principal causadas por fallos del lado del cliente, reduciendo el alcance de la interrupción y mejorando la confiabilidad del suministro de energía. Si ocurre un fallo en el lado de carga de una RMU, el fusible se fundirá y el interruptor de carga correspondiente se abrirá, desconectando la línea defectuosa de la línea principal sin afectar la operación de la red de anillo principal. Después de que se haya eliminado el fallo, cerrar el interruptor de carga restaura la energía. Esto facilita el mantenimiento durante interrupciones; las operaciones pueden realizarse directamente en la RMU abriendo el interruptor de carga correspondiente para desenergizar esa línea específica para el mantenimiento, mientras que otros segmentos de línea continúan con el suministro normal, minimizando así el alcance de la interrupción y mejorando la confiabilidad del suministro de energía.

Mantenimiento de las RMUs

El diseño modular de las RMUs, especialmente el equipo de interruptores aislado por gas, que es un sistema totalmente cerrado donde todas las partes vivas y los interruptores están sellados dentro del gabinete, significa que todo el equipo de interruptores no se ve afectado por las condiciones externas. Esto asegura la confiabilidad operativa y la seguridad del personal, logrando la operación de interruptores sin mantenimiento. Si se instalan pararrayos, se deben realizar pruebas preventivas anualmente.

La aplicación de las Unidades Principales de Anillo en las redes de distribución urbanas no solo aporta nueva vitalidad al desarrollo de las redes urbanas y permite un suministro de energía más flexible, sino que también jugará un papel cada vez más importante en los futuros sistemas de suministro de energía urbana.