Кольцевой главный узел (RMU) — это компактное, собранное на заводе устройство средневольтных комплектных распределительных устройств, используемое в распределительных сетях. Он соединяет входящие и исходящие средневольтные кабели и обеспечивает контролируемое электроснабжение распределительного трансформатора или другого фидера.
Простыми словами, RMU выполняет три основные функции:
- Коммутация — подключает или отключает участки средневольтной сети.
- Защита — устраняет повреждения трансформатора или фидера с помощью предохранителей или выключателей.
- Изоляция и заземление — отделяет поврежденный участок и обеспечивает безопасное заземленное состояние для технического обслуживания.
Типичный RMU содержит:
- Два присоединения кольцевых кабелей
- Одно или несколько присоединений трансформатора или фидера
- Выключатели нагрузки
- Заземлители
- Предохранители с высокой отключающей способностью или вакуумные выключатели
- Трансформаторы тока и реле защиты, при необходимости
- Индикаторы наличия напряжения
- Кабельные отсеки и механизмы блокировки
RMU обычно применяются в средневольтных системах, таких как 6,6 кВ, 10 кВ, 11 кВ, 20 кВ и 33 кВ, хотя фактический номинал зависит от технических требований проекта.
Базовая топология RMU
Как работает RMU?
1. Нормальный поток мощности
Электроэнергия поступает через один кольцевой кабель, проходит через RMU и выходит через другой кольцевой кабель. Ответвительный фидер питает трансформатор или местную нагрузку.
В зависимости от проектирования сети:
- Оба кольцевых выключателя могут быть замкнуты, образуя замкнутый контур.
- Одна точка в кольце может оставаться нормально разомкнутой для предотвращения циркуляционных токов и упрощения координации защиты.
Вторая схема распространена в распределительных системах, поскольку сеть может продолжать питаться с противоположного направления после аварии или технического обслуживания.
2. Изоляция участка кабеля при повреждении
Предположим, что на одном из участков кольцевого кабеля произошло повреждение.
Последовательность действий защиты и коммутации обычно следующая:
- Обнаружение повреждения с помощью системы защиты.
- Отключение соответствующих коммутационных аппаратов.
- Изоляция поврежденного участка кабеля с обеих сторон.
- Поддержание напряжения в исправных участках сети от доступного источника.
- Восстановление электроснабжения неповрежденных трансформаторов или нагрузок по альтернативному пути, если это позволяет конструкция сети.
Это главное преимущество кольцевой схемы с точки зрения надежности: одно повреждение кабеля не обязательно приводит к отключению всех последующих потребителей.
3. Защита трансформатора при повреждениях
Фидер трансформатора может быть защищен с помощью:
- Комбинации предохранитель-выключатель — часто применяется для небольших распределительных трансформаторов.
- Вакуумного выключателя с релейной защитой — предпочтительный вариант, когда требуется регулируемая защита, дистанционное управление, регистрация аварийных событий или более сложная координация.
При повреждении трансформатора защита фидера должна действовать селективно, чтобы трансформатор отключался без излишнего срабатывания вышестоящих кольцевых фидеров.
4. Заземление и изоляция при техническом обслуживании
КРУ обычно включает в себя заземлитель, связанный с каждым кабельным или фидерным присоединением. После того как соответствующая цепь будет отключена и проверена в соответствии с утвержденной процедурой переключений, заземлитель может подключить отключенный участок к земле.
Механические и электрические блокировки используются для предотвращения опасных комбинаций, таких как включение заземлителя на цепь, находящуюся под напряжением.
Наличие указателя напряжения само по себе не является заменой утвержденной процедуры отключения, проверки перед прикосновением и заземления. Фактические переключения должны выполняться только квалифицированным персоналом в соответствии с применимыми правилами электробезопасности.
Основные типы КРУ
1. По типу изоляции
| Тип |
Основные характеристики |
Типичные преимущества |
Основные ограничения |
| КРУ с воздушной изоляцией, AIS |
Проводники и коммутационные аппараты используют воздух в качестве основной изоляционной среды |
Легкий визуальный доступ, привычные методы технического обслуживания, отсутствие герметичного газового отсека |
Большие габариты и повышенная чувствительность к влажности, пыли и загрязнениям |
| КРУ с газовой изоляцией, GIS |
Коммутационные компоненты заключены в герметичный газовый отсек |
Компактность, высокая устойчивость к воздействиям окружающей среды, низкие требования к техническому обслуживанию |
Требования к обращению с газом и экологические аспекты |
| КРУ с твердой изоляцией, SIS |
Эпоксидная смола или другие твердые диэлектрические материалы изолируют основные компоненты |
Отсутствие газа SF₆, компактная конструкция, пригодность для суровых условий эксплуатации |
Тепловой расчет, ремонт в полевых условиях и утилизация по окончании срока службы требуют особого внимания |
| КРУ с масляной изоляцией |
Масло обеспечивает изоляцию, а в некоторых случаях и гашение дуги |
Исторически использовалось в некоторых системах |
Риск возгорания, старение масла и проблемы с техническим обслуживанием; реже применяется в современных установках |
Современные проекты всё чаще рассматривают вакуумное дугогашение в сочетании с воздушной, твердой или изоляцией из альтернативных газов, особенно в тех случаях, когда экологические нормы ограничивают использование SF₆.
2. По коммутационным и защитным функциям
КРУН с разъединителями нагрузки
Используются разъединители нагрузки для коммутации и изоляции кабелей. В фидере трансформатора может применяться отдельный выключатель с предохранителем или автоматический выключатель.
КРУН с предохранительной защитой
На фидере трансформатора используется комбинация выключателя и предохранителя. Это компактное и экономичное решение для трансформаторов относительно небольшой мощности.
КРУН с силовыми выключателями
Используется вакуумный выключатель с реле защиты. Обеспечивает:
- Регулируемая защита от сверхтоков
- Защита от замыканий на землю
- Дистанционное управление
- Улучшенная координация с вышестоящим и нижестоящим оборудованием
- Индикация неисправностей и регистрация событий
КРУН с моторным приводом или дистанционным управлением
Включает моторные приводы, блоки удаленных терминалов или интерфейсы связи. Применяется в автоматизированных распределительных сетях и приложениях интеллектуальных сетей.
3. По количеству присоединений
Типовые конфигурации включают:
- КРУН на 2 присоединения — два кольцевых кабельных разъединителя
- КРУН на 3 присоединения — два кольцевых присоединения плюс один фидер трансформатора
- КРУН на 4 присоединения — два кольцевых присоединения плюс два отходящих фидера
- КРУН с множеством присоединений — применяется при подключении нескольких трансформаторов, фидеров или точек секционирования
Широко применяемый КРУН на 3 присоединения часто описывается как:
Кольцевой выключатель + кольцевой выключатель + фидер трансформатора
КРУН в сравнении с традиционными КРУ
КРУН является разновидностью средневольтного КРУ, однако эти термины не являются тождественными.
| Характеристика |
КРУН |
Традиционное РУ среднего напряжения |
| Основное назначение |
Компактная коммутация кольцевых сетей и подключение трансформаторов |
Гибкая защита, учет и управление фидерами |
| Конструкция |
Компактная, часто герметичная, заводской сборки |
Обычно более крупные, секционированные ячейки |
| Типовая компоновка |
Два кольцевых присоединения и одно или более ответвительных присоединений |
Вводные, секционные, фидерные и учетные ячейки |
| Защита |
Предохранители или компактные выключатели с релейным управлением |
Широкий выбор опций релейной защиты, ТТ, ТН и автоматизации |
| Места установки |
Трансформаторные подстанции, компактные подстанции, городские сети |
Первичные подстанции, промышленные предприятия и крупные распределительные подстанции |
Ключевые преимущества КРУ
- Повышение надежности электроснабжения за счет альтернативных путей питания
- Компактные габариты
- Сокращение времени монтажа
- Интегрированные коммутация, защита и заземление
- Улучшенная защита от воздействий окружающей среды в герметичных исполнениях
- Пригодность для подземных кабельных сетей
- Совместимость с автоматизацией распределительных сетей
- Снижение требований к техническому обслуживанию для герметичных устройств
Важные параметры выбора
При выборе КРУ инженеры должны проверить как минимум:
- Номинальное напряжение
- Номинальный рабочий ток
- Ток термической стойкости
- Пиковый ток стойкости
- Длительность короткого замыкания
- Испытательное напряжение промышленной частоты
- Уровень выдерживаемого грозового импульса
- Классификация внутренней дуги
- Изоляционная среда
- Тип кабельного присоединения
- Метод защиты фидера трансформатора
- Характеристики разъединителя заземления
- Климатические условия и высота над уровнем моря
- Требования к дистанционному управлению и связи
- Требования к блокировкам и обеспечению безопасности
- Применимые стандарты энергосистем и национальные стандарты
Для комплектных распределительных устройств среднего напряжения в металлической оболочке ключевым справочным документом является стандарт IEC 62271-200, охватывающий комплектные распределительные устройства и аппараты управления переменного тока в металлической оболочке на напряжения свыше 1 кВ и до 52 кВ включительно. Точная спецификация КРУ также должна учитывать соответствующие требования к выключателям, предохранителям, защите и требования местных энергосистем. Ссылка на область применения IEC 62271-200
Резюме
КРУ является компактным коммутационным и защитным узлом распределительной сети среднего напряжения с кольцевой структурой. Два кольцевых ввода обеспечивают непрерывность сети, в то время как ответвительный фидер питает трансформатор или локальную нагрузку. При возникновении аварии КРУ изолирует только поврежденный участок, насколько это позволяют защита и конфигурация сети, в то время как неповрежденные участки могут оставаться под напряжением или быть восстановлены по альтернативному маршруту.
Самое важное отличие заключается в следующем:
Кольцевая топология обеспечивает гибкость электроснабжения; КРУ обеспечивает коммутацию, защиту и безопасное отключение, необходимые для функционирования этой топологии.
поставщик КРУ, производитель КРУ, производитель КРУ в Китае
Свяжитесь с нами:
Отредактировано: Dyson
Вход
