در مورد کاربرد واحد‌های حلقه اصلی در شبکه‌های برق شهری

با پیشرفت و توسعه مداوم جامعه، تغییرات قابل توجهی در خطوط شبکه برق شهری رخ داده است که منجر به ایجاد مناطق پرجمعیت با بار الکتریکی شده است. روش‌های سنتی تأمین برق دیگر نمی‌توانند نیازهای توسعه شهری را برآورده کنند. بنابراین، تجهیزات الکتریکی پیشرفته‌تر و عملی‌تری مانند واحد حلقه‌ای (RMU) که همچنین به عنوان ایستگاه جمع‌بندی فشرده خارجی نیز شناخته می‌شود، ظهور یافته است. این تجهیزات مزایایی مانند حجم کوچک، پیکربندی انعطاف‌پذیر، قابلیت اطمینان بالا در تأمین برق، زمان نصب و راه‌اندازی کوتاه و هزینه کم را ارائه می‌دهند.

عملکرد و ساختار سیستم

اصل عملیاتی واحدهای حلقه‌ای

واحد حلقه‌ای به طور کلی به تجهیزات کلید بار و کابینه‌های ترکیبی که در واحدهای تأمین حلقه‌ای استفاده می‌شوند اشاره دارد. با استفاده از فناوری‌های الکترونیکی و سنسوری مدرن، این واحدها دستگاه‌هایی مانند کلیدها، کلیدهای برش، کلیدهای بار، جداکننده‌ها و دستگاه‌های اندازه‌گیری را در یک واحد یکپارچه می‌سازند. این امر امکان یکپارچه‌سازی و مونتاژ ماژولی سیستم‌های اولیه و ثانویه در شبکه‌های شهری را فراهم می‌کند و به نظارت، محافظت، کنترل و اندازه‌گیری تجهیزات برق می‌انجامد، که بهینه‌سازی مدیریت و بهبود سطح عملکرد و قابلیت اطمینان شبکه را فراهم می‌کند.

عملکرد سیستم

• عملکرد عملیاتی ماژولی:      واحدهای ماژولی تشکیل می‌شوند که شامل واحدهای کلید برش،      واحدهای ترکیبی فیوز-کلید بار و واحدهای کلید بار می‌باشند. در      کلیدهای بار، کلیدهای سه‌وضعیتی وجود دارند که عملکردهای بستن/باز کردن،      جدا کردن و زمین کردن را در یک ساختار ترکیب می‌کنند و با دستگاه‌های      قفل‌گیری مجهز شده‌اند تا به طور موثر از عملیات اشتباه مانند زمین کردن      تحت بار یا بستن روی مدار زمین شده جلوگیری کنند. همچنین ساختارهایی      وجود دارند که کلیدهای دو وضعیتی (بستن/باز کردن و جدا کردن) را با      کلید زمین مستقل ترکیب می‌کنند.

• تأسیسات محیطی ماژولی:      بر اساس نیازهای عملیاتی، اجزای داخلی مانند دستگاه‌های گرم‌کن،      سرماکن، خشک کن و تهویه می‌توانند به صورت انعطاف‌پذیر در کابینه ترکیب شوند.

• اتصال کابل ماژولی:      پلاگ‌های کابل شامل نوع پیش‌قالب‌سازی سیلیکونی و سایر اشکال      قابل انتخاب بر اساس شرایط مختلف هستند.

• دستگاه‌های قفل‌گیری ماژولی:      قفل‌های الکترومغناطیسی که با نشانگرهای ولتاژ ترکیب می‌شوند،      همراه با دستگاه‌های قفل‌گیری مکانیکی متنوع، امنیت و قابلیت اطمینان را      فراهم می‌کنند.

ساختار و پیکربندی شبکه توزیع

به عنوان تجهیزات دریافت و توزیع انرژی الکتریکی، RMUs می‌توانند بر اساس شرایط محلی طراحی شده و به صورت انعطاف‌پذیر در طرح‌های مختلف متصل شوند تا وظایف توزیع متنوع را انجام دهند. آنها می‌توانند به عنوان تجهیزات کنترل کلیدزنی خودکار در خطوط توزیع یا به عنوان مولفه‌هایی در سیستم‌های تأمین برق حلقه‌ای شهری عمل کنند.

انتخاب و کاربرد عملی RMUs

روش‌های برق‌رسانی RMUs

RMUs از تجهیزات کلید بار و کابینه‌های ترکیبی تشکیل شده‌اند و دارای برق‌رسانی و عملکردهای عملیاتی ماژولی هستند. روش‌های برق‌رسانی RMUs اجازه ترکیب انعطاف‌پذیر بر اساس نیازهای مدارهای مختلف را می‌دهند و تأمین برق حلقه‌ای با عملکردهای مختلف و توزیع انرژی الکتریکی را فراهم می‌کنند.

انتخاب RMUs

مدل‌های RMU متنوع هستند و عملکردهای آنها متفاوت است. وظیفه اصلی آنها دریافت و توزیع انرژی الکتریکی است که برای تأمین برق حلقه‌ای دو منبع و تأمین پایانه‌ای قابل استفاده است. RMUs از طریق ترمینال‌های ورودی و خروجی به خطوط کابل اصلی و شاخه‌ها متصل می‌شوند. کلیدهای بار دو منبع امکان تأمین برق حلقه‌ای را فراهم می‌کنند. RMUs با محافظ فیوز که در مدارهای فیدر ترانسفورماتور مستقیم استفاده می‌شوند، می‌توانند از قطع شدن عیب‌های گسترده جلوگیری کنند. دستگاه‌های اندازه‌گیری ولتاژ بالا می‌توانند توزیع انرژی در مدار حلقه‌ای را نظارت کنند.

اگر RMUs در خطوط خودکار استفاده شوند، واحدهایی با عملکردهای "چهار دور" (کنترل دور، اندازه‌گیری دور، نشان‌دادن دور و تنظیم دور) می‌توانند پیکربندی شوند. این واحدها شامل تجهیزات اولیه (کلید برش، کلید بار و غیره) و تجهیزات ثانویه مانند دستگاه‌های محافظ، منابع تغذیه، سیستم‌های نظارت و نرم‌افزارهای خودکار می‌باشند. هر RMU یا تجهیزات کلید برش با واحد پایانه دور (RTU) مجهز شده که از طریق رابط‌های ارتباطی و خطوط انتقال (مانند لیزر یا کابل‌های ارتباطی) به کامپیوتر کنترل اصلی متصل می‌شود. این امکان را فراهم می‌کند که RMU به سرعت عیب خط را به طور خودکار شناسایی کند، بخش عیب‌دار را به طور خودکار جدا کند و بخش‌های بدون عیب را به طور خودکار تغذیه کند. در کاربردهای شبکه‌های برق شهری، می‌توان RMUs با عملکردهای متناسب را بر اساس نیازهای واقعی در سطوح مختلف ترکیب کرد.

کاربرد عملی

در سال‌های اخیر، منطقه چانگچون به طور گسترده‌ای از RMUs در شبکه توزیع خود استفاده کرده است که توزیع انرژی برق شهری را انعطاف‌پذیرتر کرده است. در اوایل سال 20XX، دولت شهری چانگچون اقدام به توسعه و بازسازی ایستگاه راه‌آهن چانگچون کرد. چهار خط هوایی نزدیک به نیاز داشتند تا به خطوط کابلی تبدیل شوند.

بر اساس شرایط محلی واقعی، خطوط نیازمند بازسازی پیچیده بودند: خط لیانگشی نیاز به اتصال با خط دونگگوانگ داشت و خط کایشوان نیاز به اتصال با خط شنگلی داشت. خطوط شاخه‌ای و مشتریان تامین مستقیم زیادی وجود داشت که محل را برای استفاده از RMUs برای توزیع برق مناسب می‌کرد. ابتدا، RMUs با دستگاه‌های اندازه‌گیری انتخاب شدند تا اتصال و اندازه‌گیری خطوط را انجام دهند. دوم، چهار RMU انتخاب و در خطوط نصب شدند تا عملکرد تأمین برق را ارائه دهند. RMUs بر اساس نیازهای طراحی نصب شدند. پس از تکمیل کشیدن کابل‌ها، پایانه‌های کابل ساخته شدند و به RMUs متصل شدند.

نمودار ساختار شبکه توزیع پس از بازسازی

روش تأمین برق با استفاده از RMUs می‌تواند از قطع برق خط اصلی ناشی از عیب‌های سمت مشتری جلوگیری کند، محدوده قطع برق را کاهش دهد و قابلیت اطمینان تأمین برق را بهبود بخشد. اگر عیبی در سمت بار یک RMU رخ دهد، فیوز منفجر می‌شود و کلید بار مربوطه قطع می‌شود که خط عیب‌دار را از خط اصلی جدا می‌کند و عملکرد شبکه حلقه‌ای اصلی را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. پس از رفع عیب، با بستن کلید بار، برق باز می‌گردد. این امر تسهیل نگهداری قطع برق را فراهم می‌کند؛ عملیات می‌تواند مستقیماً روی RMU با باز کردن کلید بار مربوطه انجام شود تا خط مورد نظر را بی‌بار کند و بقیه بخش‌های خط به تأمین برق عادی ادامه دهند، بنابراین محدوده قطع برق کاهش می‌یابد و قابلیت اطمینان تأمین برق بهبود می‌یابد.

نگهداری RMUs

طراحی ماژولی RMUs، به ویژه تجهیزات کلید بار گازی که یک سیستم کاملاً بسته است که تمام بخش‌های زنده و کلیدها در داخل جعبه مختوم شده‌اند، به این معنی است که کل تجهیزات کلید بار از شرایط خارجی تأثیر نمی‌پذیرد. این امر قابلیت اطمینان عملکرد و ایمنی شخصیل را تضمین می‌کند و عملکرد بدون نگهداری کلید را فراهم می‌کند. اگر محافظ‌های ضد سیلاب نصب شده باشند، آزمایش‌های پیشگیرانه باید سالانه انجام شود.

استفاده از واحدهای حلقه‌ای در شبکه‌های برق شهری نه تنها جان تازه‌ای به توسعه شبکه‌های شهری می‌بخشد و تأمین برق را انعطاف‌پذیرتر می‌کند، بلکه نقش مهم‌تری در سیستم‌های تأمین برق شهری آینده خواهد داشت.