都市電力網におけるリングメインユニットの応用について

社会の継続的な発展と進歩に伴い、都市の電力網線路には大きな変化が生じ、多くの高密度の電力負荷エリアが形成されました。従来の供給方法では、都市開発のニーズを満たすことは難しくなっています。そのため、より高度で実用的な電気設備であるリングメインユニット（RMU）、または屋外コンパクトスイッチングステーションが登場しました。これは、占有面積が小さく、構成が柔軟で、供給信頼性が高い、設置・調整時間が短く、コストが低いなどの利点があります。

システム機能と構造

リングメインユニットの原理

リングメインユニットは、リング主供給ユニットで使用される負荷スイッチギアと組み合わせ装置キャビネットの総称です。現代の電子技術とセンサ技術を活用し、スイッチギア、遮断器、負荷スイッチ、分離スイッチ、計測機器などのデバイスを一体化しています。これにより、一次および二次システムの統合とモジュール化が可能となり、電力設備の監視、保護、制御、計測が実現され、管理の最適化と電力網運営レベルの向上が図られます。

システム機能

• モジュラー操作機能:      遮断器ユニット、     負荷スイッチと融合したフューズユニット、および負荷スイッチユニットが確立されています。負荷スイッチ内には、作動/切断、絶縁、接地機能を一つの構造に組み込んだ三位置スイッチがあり、誤動作防止のために連鎖装置が装備されています。また、二位置スイッチ（作動/切断と絶縁）と独立した接地スイッチを組み合わせた構造もあります。

• モジュラー環境適応性:      運用要件に応じて、内部の加熱、冷却、除湿、換気装置などをフレキシブルに組み合わせることができます。

• モジュラーケーブル接続:      ケーブルプラグにはシリコーンゴムプレモールドタイプや他の形式があり、状況に応じて選択できます。

• モジュラー連鎖装置:      電圧指示器と組み合わせた電磁ロック、および各種の機械的連鎖装置を使用して、安全性と信頼性を確保します。

配電網の構造と配置

RMUは、電気エネルギーの受電と分配を行う設備であり、現場の条件に応じて設計され、さまざまなスキームで柔軟に接続することができます。これにより、様々な配電タスクを達成することができます。また、配電線路上の自動切り替え制御装置としても、または都市のリング主供給システムの一部としても使用できます。

RMUの選定と実際の適用

RMUの電気配線方法

RMUは負荷スイッチギアと組み合わせ装置キャビネットから構成され、モジュラー電気配線と操作機能を特徴としています。RMUの電気配線方法は、異なる回路要件に応じて柔軟に組み合わせることができ、様々な機能を持つリング主供給と電力分配を実現します。

RMUの選定

RMUのモデルは多様で、その機能も異なります。主な役割は電力の受電と分配で、双電源リング主供給や終端供給に適しています。RMUは入出力端子を通じてケーブル幹線と枝線に接続されます。双電源負荷スイッチはリング主供給を可能にします。フューズ保護付きのRMUは、直接供給トランスフィーダ回路で使用され、故障拡大トリップを防ぎます。高圧計測装置は、リング主回路でのエネルギー分配を監視することができます。

RMUが自動化ラインに適用される場合、四遠（テレコントロール、テレメータリング、テレインジケーション、テレアジャストメント）機能を持つユニットを設定することができます。これらは一次設備（遮断器、負荷スイッチなど）と二次設備（保護装置、電源、監視システム、自動化ソフトウェアなど）から構成されています。各RMUまたはスイッチギアは、通信インターフェースと伝送線（光ファイバーや通信ケーブルなど）を通じてマスターコンピュータに接続されたリモートターミナルユニット（RTU）を装備しています。これにより、RMUは迅速に自動的に線路の故障を検出し、故障区間を自動的に隔離し、非故障領域への電力供給を自動的に復旧することができます。都市電力網での応用では、異なるレベルの実際のニーズに基づいて対応する機能を持つRMUを選択し、合理的な組み合わせを行うことができます。

実際の適用

近年、長春地域では配電網で広くRMUが採用され、都市電力網のエネルギー分配がより柔軟になっています。20XX年初め、長春市政府は長春駅の拡張と改築を行いました。近くの4つの地上線がケーブル線に転換する必要がありました。

実際の現場状況に基づいて、改造が必要な線路は複雑でした：梁氏線は東光線と相互接続する必要があり、凱旋線は勝利線と相互接続する必要がありました。多くの分散した枝線と直供顧客があり、RMUによる電力分配に適していました。まず、計測装置付きの相互接続RMUを選択し、線路の相互接続と計測を実現しました。次に、4つのRMUを選択し、線路上に適用して供給機能を達成しました。RMUは設計要件に従って設置されました。ケーブル敷設が完了後、ケーブル端子を作成し、RMUに接続しました。

改造後の配電網構造図

RMUを使用した供給方法は、顧客側の故障による幹線の停電を防ぐことができ、停電範囲を減らし、供給信頼性を向上させます。RMUの負荷側で故障が発生した場合、フューズがブローし、対応する負荷スイッチがトリップして故障線路を幹線から切り離します。これにより、主要なリングネットワークの運転に影響を与えません。故障が解消された後、負荷スイッチを閉じて電力を復旧させることができます。これにより、停電時のメンテナンスが容易になり、対応する負荷スイッチを開くことで特定の線路を停電させてメンテナンスを行うことができます。他の線路セグメントは正常に供給を続け、停電範囲を最小限に抑え、供給信頼性を向上させることができます。

RMUのメンテナンス

RMUのモジュラー設計、特にガス絶縁スイッチギアは完全に密閉されたシステムで、すべての帯電部とスイッチが筐体内部に密封されているため、外部条件の影響を受けずに動作します。これにより、動作信頼性と人員の安全が確保され、メンテナンスフリーのスイッチ動作が実現されます。避雷器が設置されている場合は、年一回の予防試験を行う必要があります。

リングメインユニットの都市電力網への応用は、都市電力網の発展に新たな活力をもたらし、より柔軟な電力供給を可能にするとともに、将来の都市電力供給システムにおいてますます重要な役割を果たすことでしょう。