SF6リングメインユニット（RMU）：現在の電力供給方法、発展見通し、金属被覆スイッチギアに対する優位性と結論

現在の電力供給方式：SF6リングメインユニットの使用

配電網の性能を向上させるため、従来のSF6リングメインユニット（RMU）の設計はさらに最適化されています。第2世代のSF6 RMUの主要な特徴は、接地された密閉型エポキシ樹脂製ハウジングを使用し、絶縁媒体としてSF6ガスを使用することです。3位置ロードスイッチ2つと3位置アーク回転遮断器1つが単一の密封ユニットに統合され、圧力解放安全弁が装備されています。消弧失敗の場合、安全弁がエンクロージャ内の圧力を開放し、キャビネット前面の作業者の安全を確保します。

システム内の可動部品が少なく、密封ガス室の体積が小さく、構造がコンパクトで機能が完全でありながらコストが低いなどの利点により、これらのRMUは過去10年間で広く使用されており、非常に安定かつ安全であることが実証されています。オープンループ配電網のいくつかの重要なノードRMUを監視および遠隔制御することで、ユーザーは障害発生後数分以内に電力を復旧させることができ、障害の特定および隔離時間を大幅に短縮し、ユーザーの停電時間を最小限に抑えることができます。

SF6 RMU電力供給方式の発展展望

SF6リングメイン電力供給は、グリッドベースの電力分配の原型および初期段階であり、より高い電力供給信頼性を達成するための基礎を提供します。「グリッドベース」計画は、都市管理詳細計画に基づき、高信頼性ユーザーの需要を満たすことを目指しており、配電網の計画、建設、運営、管理の新しい「ボトムアップ」モデルを代表しています。

グリッドベースの計画と改造を通じて、配電設備の平均利用率を適切に向上させ、グリッド内およびグリッド間での方向性のある転送能力を確立し、下位グリッドが上位グリッドを最大限にサポートすることができます。これは、配電網の建設を科学的に指導し、信頼性の高い電力供給を確保し、配電網の高品質な発展を促進し、「グリッドベース配置、細密な保護、便利なアクセス」を特徴とする堅牢でスマートな配電網を構築する上で重要です。

II. 「五防」連鎖におけるSF6絶縁RMUの金属製開閉器に対する優位性

電力供給システムにおいて、高圧開閉器（特に空気絶縁金属製開閉器）の「五防」（誤操作防止、負荷切り替え防止、電圧下での接地防止、接地中の閉合防止、帯電区画への侵入防止）連鎖技術は成熟し多様化しています。方法には、事前プログラムされた順序を使用したマイクロプロセッサベースの連鎖、機械式連鎖、機械式順序ロック、またはそれらの組み合わせがあります。しかし、実際にはまだ見落とされる可能性のある問題がいくつか存在します：

金属製開閉器の入線盤の接地スイッチの誤操作防止

一部の金属製開閉器には、出線盤と入線盤の両方に接地スイッチがあります。特に底面から供給される開閉器では、接地スイッチの誤操作リスクがしばしば見過ごされます。対照的に、SF6 RMUは接地連鎖と入線側の論理連鎖により、この問題を本質的に避けることができます。

帯電変圧器区画への誤操作防止

コンテナ式変電所で使用される金属製開閉器では、動作電源は通常、変圧器の低圧側から得られます。変圧器区画が帯電している場合、電磁ロックは開けられません。区画が非帯電になると、電圧有無表示器と電磁ロックは電源を失い、それでも開けられません。これには解放キーによる手動解錠が必要となり、安全上の危険が生じます。

SF6 RMUは電磁ロックをドアリミットスイッチに置き換えています。このスイッチの常時閉接点は、低圧側からの電源を持つ変圧器キャビネットのトリップ回路に直列に接続されています。変圧器区画のドアを開けると、リミットスイッチが作動し、即座にトリップして電力を遮断し、帯電区画への侵入を効果的に防止します。

要約すると、SF6 RMUは「五防」連鎖の設計複雑性を大幅に削減し、金属製開閉器における見落としや連鎖失敗による個人的な怪我のリスクを最小限に抑えます。高圧帯電部が完全に密閉されていてアクセスできないという特性と組み合わせることで、SF6 RMUは専門的および非専門的なメンテナンス担当者を保護する点で金属製開閉器よりも優れています。

III. SF6絶縁RMUと金属製開閉器との運用上の優位性

完全密封絶縁、メンテナンスフリー

SF6 RMUのすべての一次帯電部品（例：ロードスイッチ、バスバー）は、SF6ガス室内に密封されており、湿度、塩霧、粉塵などの外部環境要因の影響を受けません。これにより、高い信頼性と作業者の安全性が確保され、真の意味でのメンテナンスフリーを実現します。主要部品は20年以上メンテナンスなしで持続可能であり、無人配電室に適しています。

コンパクトな構造、スペース節約

SF6 RMUはコンパクトでスペース効率が高く、単一のキャビネット幅はわずか325mm（計量キャビネットは696mm）です。これにより、配電室のフットプリントが大幅に削減され、スペース制約のある場所に理想的です。開閉器とエンクロージャは工場で完全に組み立てられており、設置時にエンクロージャを位置づけるだけで簡単に設置できます。

典型的な10kV配電室プロジェクトを例に挙げると（二重入線、六重出線、母線連絡部分）：

• KYN28金属製開閉器を使用：10台必要、各800mm幅、1500mm奥行き、本体面積12㎡；運用および保守クリアランス（前面1500mm、背面600mm）を考慮すると、追加面積16.8㎡；DCスクリーン面積約2㎡；総面積約30.2㎡。

• SF6 RMUを使用：9ベイ必要、各325mm幅、750mm奥行き、本体面積2.20㎡；前面600mmの保守クリアランス（検査通路も兼ねる）を考慮すると、追加面積1.75㎡；DCスクリーン不要（自己電源保護装置あり）；総面積約3.95㎡。金属製開閉器と比較して26.25㎡節約でき、大きな利点があります。

高い保護等級、強力な環境適応性

SF6 RMUは完全密封構造を採用しており、ヒーターが不要で結露を防ぎます。ケーブル端子は防水・密封されており、浸水状態でも動作可能です。開閉器のステンレス鋼製ガス室（ヒューズブッシング含む）はIP67保護等級を達成し、水中5m深さでの24時間帯電運転に関する国際試験を成功裏に通過しています。

一方、金属製開閉器は屋内設備であり、遮断器と一体となっています。1つのユニットの事故は多くの装置に影響を与え、さらには変電所全体の停止にまで発展することがあります。最近の遮断器の故障、特に6〜35kVレベルでは、湿った環境による絶縁劣化、密封不良、爬電距離不足、不適切な材料などが頻繁に原因として挙げられています。SF6 RMUは完全に密閉された屋外適応設計により、これらの問題を自然に回避し、沿岸の台風や大雨などの厳しい条件下でも信頼性の高い電力供給を維持し、遥かに優れた環境適応性を示しています。

優れた電気性能、高い技術パラメータ

遮断器キャビネットは最大25kAの短絡遮断容量を達成できます；ロードスイッチの機械寿命は5,000回動作に達し、国の標準要求である2,000回動作を大きく超えています。

結論

リングメインユニットは、当初の閉ループ構造から開放ループ構成へと進化し、油浸ヒューズRMUから今日の高度なSF6完全絶縁RMUへと発展してきました。設計は継続的に最適化され、安定性は着実に向上しています。金属製開閉器と比較して、SF6 RMUは安全性、無人運転、スペース節約、過酷な環境適応性、電気性能、技術パラメータにおいて顕著な優位性を示しており、現在、市街地、地下鉄、ビルの電力供給システムで広く使用されています。