Kaip RMU padidina patikimumą miestuose elektros energijos skirstymo sistemose?

Miestų elektros energijos skirstymo tinklai kasmet tampa vis sudėtingesni. Plečiantis miestams, komercinėse zonose, gyvenamųjų aukštų pastatuose, požeminiuose transporto sistemose ir pramonės centruose vis labiau didėja reikalavimai nepertraukiamai, saugiai ir lankstiai tiekti elektros energiją. Šioje besikeičiančioje aplinkoje Jungties pagrindinė stotis Rmu tapo vienu iš svarbiausių vidutinės įtampos jungiklių įrangos projektavimo komponentų. Ji leidžia energijos tiekėjams ir objektų operatoriams palaikyti nuolatinę elektros energijos tiekimo grandinę, tuo pačiu užtikrindama jungimo, apsaugos ir izoliacijos funkcijas, kurių reikalauja tankūs miestų elektros tinklai.

Tiksliai suprantant, Žiedinės jungiklių stotys rmu padidina patikimumą, reikalauja įvertinti tiek jo mechaninę architektūrą, tiek jo vaidmenį platesnioje tinklo topologijoje. Skirtingai nuo įprastų spindulinės struktūros transformatorių pastotės, žiedinė konfigūracija leidžia energiją tiekti vienu metu iš dviejų krypčių, todėl net jei vienas maitinimo šaltinis nutrūksta, kitas užtikrina tolesnį tiekimą. Ši struktūrinė perteklinė sistema yra pagrindinis dėmuo, dėl kurio miestų planuotojai ir elektros inžinieriai nuolat nurodo Žiedinės jungiklių stotys rmu kaip pageidautiną sprendimą antriniam paskirstymui miesto aplinkoje.

Pagrindinė architektūra, kuri užtikrina miestų patikimumą

Žiedinė topologija ir perteklinio maitinimo projektavimas

Yra jos integracija į uždarą kilpą arba žiedinę grandinę. Tradiciniame spinduliniame tinkle energija tekiama viena kryptimi – nuo transformatorių pastotės iki apkrovos. Jei bet kurioje to kelio vietoje įvyksta gedimas, visi vartotojai, esantys po gedimo vietos, praranda energiją, kol technikai aptinka ir izoliuoja gedimą. Žiedinėje konfigūracijoje tas pats paskirstymo laidininkas sudaro nuolatinę kilpą, su Žiedinės jungiklių stotys rmu kiekvienoje žiedo pusėje esančiu transformatorių pastotės įrenginiu, kuris gali tiekti energiją abiem kryptimis. Žiedinės jungiklių stotys rmu įrengti pagrindiniuose šio žiedo mazguose, kad būtų valdomas perjungimas ir apsauga.

Kadangi žiedas perduoda energiją iš dviejų krypčių, bet kuri vienintelė gedimo vieta gali būti izoliuota artimiausiuose perjungimo mazguose, o likusios žiedo dalys toliau gauna energiją iš nepažeistos maitinimo krypties. Tai žymiai sumažina tiek tiekimo pertraukų trukmę, tiek jų geografinį mastą. Tankiai apgyvendintose miesto vietovėse, kur net trumpalaikė pertrauka sukelia reikšmingą ekonominę ir socialinę žalą, ši dvigubo maitinimo galimybė yra neatsiejama patikimumo norma.

Kiekvienas Žiedinės jungiklių stotys rmu žiede paprastai įrengiami du žiedo grandinės jungikliai įeinančiajam ir išeinančiajam žiedo maitinimui, taip pat vienas ar daugiau kabelių maitinimo laidų ar transformatorių apsaugos vienetų prijungtiems naudingiesiems apkrovos įrenginiams. Šis modulinis išdėstymas leidžia inžinieriams projektuoti tinklus, kuriuose apkrovos taškai gali būti maitinami iš bet kurios krypties, o perjungimo operacijos gali būti atliekamos saugiai ir greitai, dažnai be būtinybės viso tinklo išjungti.

Kompaktiška ir sandari konstrukcija miestų aplinkai

Miestuose įrengiamos įrangos vietos turi fizinės erdvės apribojimų, kurių neturi kaimo transformatorinės. Vietos trūksta, o įranga dažnai įrengiama rūsių jungiklių patalpose, požeminiuose šulinėliuose arba viešose gatvėse esančiuose kioskuose. Žiedinės jungiklių stotys rmu šis įrenginys yra specialiai sukurtas, kad atitiktų šiuos reikalavimus. Jo kompaktiškas matmenų planas ir sandari konstrukcija leidžia jį įrengti ribotoje erdvėje, neprarandant saugos ar našumo.

Šiuolaikiniai dizainai, ypač tie, kurie naudoja kietąją izoliacinę technologiją, pašalina būtinybę naudoti alyvą ar SF6 dujas kaip izoliacinę ir lankui gesinamąją medžiagą. Kietąja izoliacija apsaugoti Žiedinės jungiklių stotys rmu įrenginiai visus laidžiuosius elementus hermetiškai uždaro epoksidinėje dėžėje ar kitose kietosios dielektrinės medžiagos struktūrose, pašalindami alyvos nutekėjimo, dujų slėgio praradimo ir aplinkos teršimo riziką. Tai daro juos ypač tinkamais miestų aplinkai, kur artumas žmonėms ir infrastruktūrai reikalauja aukščiausio saugos ir aplinkosaugos atsakomybės lygio.

Uždara architektūra taip pat apsaugo vidinius komponentus nuo drėgmės, dulkių, teršalų ir korozinių atmosferų – sąlygų, kurios dažnai pasitaiko požeminiuose arba pakrantės miestuose.

Avarijų valdymas ir tinklo atkūrimo greitis

Izoliavimas be viso tiekimo praradimo

Vienas aiškiausių būdų, kuriuo Žiedinės jungiklių stotys rmu padidina patikimumą, yra jo gebėjimas izoliuoti gedimus be pilno tiekimo nutraukimo paveiktoje zonoje. Kai gedimas įvyksta kabelio ruože tarp dviejų žiedinio tinklo mazgų, atitinkamuose Žiedinės jungiklių stotys rmu įrenginiuose esančios jungtys gali būti atidarytos, kad būtų izoliuotas tik tas gedęs ruožas. Visi kiti žiedinio tinklo ruožai lieka įjungti, o vartotojai, tiesiogiai nesujungti su gedusiu kabeliu, toliau gauna energiją neperspindint.

Ši galimybė ypač vertinga miestų tinkluose, kur plačių nutraukimų padariniai greitai plinta. Ligoninės, duomenų centrai, skubiosios pagalbos tarnybos ir transporto sistemos visos priklauso nuo aukštos prieinamumo energijos tiekimo. Žiedinės jungiklių stotys rmu leidžia tinklo operatoriams apribojus gedimą mažiausiam įmanomam žiedo segmentui, taip apsaugant daugumą vartotojų, kol technikų brigados taiso pažeistą kabelio dalį.

Tinkluose, įrengtuose automatinio perjungimo ar nuotolinio valdymo funkcionalumu, šis gedimo izoliavimas gali įvykti per sekundes, o ne per minutes ar valandas. Automatiniai pakartotinio įjungimo įrenginiai ir nuotolinio valdymo vienetai, integruoti su Žiedinės jungiklių stotys rmu , leidžia valdymo centro operatoriams per SCADA sąsają perkonfigūruoti tinklo topologiją, atkuriant tiekimą izoliuotoms sekcijoms per naują įkrovimą iš alternatyvaus žiedo krypties dar prieš tai, kai bet kuri lauko brigada atvyktų į vietą.

Apsaugos koordinavimas tankiai apkrautose apkrovos aplinkose

Miestų platinimo tinklai pasižymi dideliu apkrovos tankiu ir trumpomis kabelio linijomis tarp transformatorių pastotės. Tai reiškia, kad gedimo srovės gali būti itin didelės, o apsaugos įrenginiai privalo tiksliai reaguoti, kad būtų išvengta įrangos pažeidimų ir užtikrinta personalo sauga. Žiedinės jungiklių stotys rmu įtraukia perkrūvio apsaugą, žemės gedimo relės ir kai kuriuose konfigūracijose – kryptinės apsaugos elementus, kurie leidžia atskirti gedimus skirtingose kryptimis vykstančioje žiedinėje linijoje.

Tinkama apsaugos koordinacija užtikrina, kad veiktų tik prie gedimo esantis saugiklis arba relė, taip išsaugant tiekimą visoms kitoms sveikoms tinklo dalims. Kai Žiedinės jungiklių stotys rmu yra įranga su mikroprocesorinėmis apsaugos relėmis, ji gali pasiekti labai selektyvų išjungimą, kuris sumažina bet kurio vieno gedimo įvykio poveikį platesniam tinklui. Ši selektyvumas tiesiogiai prisideda prie patikimumo našumo rodiklių, kuriuos komunalinės įmonės naudoja vertindamos savo platinimo įrangą, įskaitant SAIFI, SAIDI ir CAIDI rodiklius.

Skaitmeninių apsaugos funkcijų integravimas į kompaktišką Žiedinės jungiklių stotys rmu korpusą taip pat reiškia, kad šiuolaikinės miesto transformatorinės pastotės gali veikti mažesniu fizinio ploto užimamu plotu, tuo pat metu siūlydamos sudėtingesnę apsaugos logiką nei senesnės alyvų tipo jungiklių įranga. Šis technologinis vystymasis palaiko protingųjų tinklų ir ateities miestų iniciatyvų patikimumo reikalavimus be brangių statybos darbų, skirtų transformatorinėms pastotėms išplėsti.

Eksploatacinė sauga ir ilgalaikė turto našumas

Saugi jungimo operacija esant veikiančiai tinklo sąlygoms

Jungimo operacijos veikiančiuose vidutinės įtampos tinkluose savyje turi būdingų rizikų. Operatoriai turi būti tikri, kad įranga patikimai nutrauks apkrovos sroves ir avarines sroves be pavojingų lankų susidarymo ar mechaninio gedimo. Žiedinės jungiklių stotys rmu suprojektuotas ir išbandytas, kad atliktų jungimo operacijas visame tinklo sąlygų diapazone, su kuriuo susidurs jo naudojimo trukmės metu. Lankui gesinti skirtos technologijos – nepriklausomai nuo to, ar tai vakuumo, SF6 ar kietosios izoliacijos pagrindu – užtikrina, kad jungimo transientai būtų saugiai suvaržyti hermetiškame korpuso viduje.

Kietosios izoliacijos versijoms visą aukštosios įtampos montażą sudaro kietoji dielektrinė medžiaga, kuri fiziškai neleidžia vidiniam lankui išplėtotis už korpuso ribų. Ši lanko suvaržymo savybė žymiai sumažina katastrofiško verslo nutraukimo riziką ir suteikia papildomą operatorių saugos apsaugą vykdant priežiūros ar jungimo veiksmus. Kai technikai dirba siauruose miestuose esančiuose transformatoriniuose pastatuose, šis saugos rezervas yra itin svarbus.

Įmontuoti blokuojantys mechanizmai Žiedinės jungiklių stotys rmu užkirsti kelią pavojingoms eksploatacijos sekoms, pvz., jungiklio uždarymui į uzemintą sekciją arba jungiklio atidarymui esant gedimo srovei be tinkamos apsaugos funkcijos įjungimo. Šie mechaniniai ir elektriniai blokuojantys įrenginiai yra būtini aplinkoje, kur keli operatoriai arba automatizuotos sistemos vienu metu gali veikti tinklo avarinės situacijos metu.

Išlikimo gebėjimas ir sumažinti techninės priežiūros ciklai

Patikimumas – tai ne tik tai, kaip Žiedinės jungiklių stotys rmu reakcija į gedimą – taip pat labai svarbu, kaip gerai jis veikia dešimtmečius nuolatinės eksploatacijos metu. Miestų transformatorinių pastatų dažnai tikimasi, kad veiks 20–30 metų su minimaliu įsikišimu. Šiuolaikinės Žiedinės jungiklių stotys rmu įrangos medžiagos, konstrukcijos standartai ir bandymų protokolai atitinka šias ilgalaikes eksploatacijos laukiamas sąlygas.

Ypatingai gerai šiuo požiūriu pasireiškia kietosios izoliacijos technologija. Kadangi čia nėra skystųjų dielektrikų, kurie senėtų ar bėgtų, nėra dujų slėgio, kurį reikėtų stebėti, ir nėra alyva panardintų komponentų, kuriuos kasmet reikėtų tikrinti, kietosios izoliacijos Žiedinės jungiklių stotys rmu technologijos priežiūros darbų apimtis yra žymiai mažesnė nei senųjų technologijų. Sumažinta priežiūra reiškia mažiau suplanuotų išjungimų patikrinimams, žemesnes eksploatacines sąnaudas ir mažesnę tikimybę, kad įprastinės priežiūros metu dėl žmogaus klaidos atsirastų nauja gedimo priežastis.

Šiuolaikinių vakuumo ar kietosios izoliacijos jungiklių mechaninio tarnavimo laiko rodikliai Žiedinės jungiklių stotys rmu paprastai yra nustatyti tūkstančiams operacijų, kurios daug viršija perjungimų dažnį, numatytą įprastoje skirstomosios tinklo eksploatacijoje. Šis ištvermingumas užtikrina, kad įranga išlieka veiksminga visą jos projektinį tarnavimo laiką, taip pat remdama nuolatinės veiklos lūkesčius tiek miesto gyventojų, tiek komercinių operatorių.

Intelektualiosios elektros tinklo integracija ir ateities miestų tinklai

Nuotolinis stebėjimas ir automatizavimo suderinamumas

Kai miestų komunalinės paslaugos perėja prie išmaniųjų tinklų architektūros, galimybė nuotoliniu būdu stebėti ir valdyti skirstomąją įrangą tampa pagrindine patikimumo sąlyga. Žiedinės jungiklių stotys rmu vis dažniau tiekiama su integruotais nuotoliniais terminalais, ryšio sąsajomis, palaikančiomis IEC 61850 arba DNP3 protokolus, bei jutiklių rinkiniais, kurie teikia realiuoju laiku duomenis apie įtampą, srovę, elektros energijos kokybę ir jungiklių būseną. Žiedinės jungiklių stotys rmu ši skaitmeninė ryšio galimybė transformuoja

Turint nuotolinio stebėjimo sistemą, energijos tiekėjai gali aptikti besiformuojančias gedimo vietas – pavyzdžiui, didėjančią dalinės išlyginamosios veiklos arba kabelio izoliacijos blogėjimą – dar prieš tai virstant tiekimo pertraukomis. Šiais duomenimis paremtos numatytosios techninės priežiūros strategijos sumažina netikėtus nutraukimus ir leidžia operatoriams planuoti darbus mažiausio apkrovos laikotarpiu. Šis perėjimas nuo reaktyviosios priežiūros prie numatytosios tiesiogiai pagerina patikimumo rodiklius, kuriuos reguliuojančios institucijos ir klientai naudoja vertindami energijos tiekėjų veiklos rezultatus.

Automatizavimo algoritmai gali naudoti realaus laiko duomenis iš kelių Žiedinės jungiklių stotys rmu mazgų visame žiede, kad per milisekundes priimtų jungiklių valdymo sprendimus – kur kas greičiau nei bet koks rankinis atsakas. Saviremontuojamos tinklo topologijos, kai žiedas automatiškai perkonfigūruojamas aplink gedimą be žmogaus įsikišimo, yra šios technologijos logiškas užbaigimas, o Žiedinės jungiklių stotys rmu yra pagrindinis techninės įrangos komponentas, kuris padaro galima saviremontuojamus miestų elektros tinklus.

Mastelis augančiai miestų apkrovos poreikio augimui

Miestų elektros energijos paklausa nėra pastovi. Nauji gyvenamieji kompleksai, elektromobilių įkrovimo infrastruktūra, duomenų centrų plėtra ir atsinaujinančių energijos šaltinių integracija visi sukelia naujas ir kintamas apkrovas miestų skirstomiesiems tinklams. Modulinė „ Žiedinės jungiklių stotys rmu “ konstrukcija leidžia tinklo planuotojams pratęsti ir pritaikyti žiedinius tinklus be viso transformatorinės statmenos perprojektavimo. Papildomi maitinimo moduliai ar apsaugos vienetai dažnai gali būti pridėti prie esamų korpusų arba į žiedą gali būti įterpiami nauji „ Žiedinės jungiklių stotys rmu “ mazgai ties naujomis apkrovos prijungimo vietomis.

Ši mastelio keičiamybė užtikrina, kad šiandien padaryti patikimumo pagerinimai nebus pažeisti rytoj augančios apkrovos. Projektuodami žiedinį tinklą su atsarga ir nurodydami „ Žiedinės jungiklių stotys rmu “ įrangą su tinkamais srovės nominalais – pvz., galinčią išlaikyti 630 A–3150 A nominalią srovę 10 kV įtampoje ir 50 Hz dažnyje – inžinieriai gali priimti reikšmingus apkrovos padidėjimus be pirminės jungiklių įrangos infrastruktūros keitimo.

Sutapimas tarp protingųjų skaitiklių, skirstytinės energijos gamybos valdymo ir perjungimo lankstumo Žiedinės jungiklių stotys rmu taip pat padeda miestų tinklams integruoti aktyviuosius vartotojus (prosumer) energijos išteklius, neprarandant tiekimo kokybės ar apsaugos koordinavimo. Šiuo požiūriu, šiandien nustatyti tinkamą Žiedinės jungiklių stotys rmu yra investicija į miestų elektros tinklo patikimumą ir pritaikomumą kitais keletu dešimtmečių.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kuo žiedinės jungties įrenginys (RMU) skiriasi nuo standartinės skirstomosios transformatorinės pastotės?

Standartinė skirstomoji transformatorinė pastotė paprastai prijungia apkrovas spindulinėje konfigūracijoje nuo vieno maitinimo taško. Žiedinės jungties įrenginys (RMU), priešingai, suprojektuotas veikti uždarame žiediniame kontūre, kuriame į kiekvieną apkrovos tašką srovė teka iš dviejų krypčių. Ši dvigubo maitinimo topologija reiškia, kad gedimai gali būti izoliuojami konkrečiuose mazguose, nepertraukiant tiekimo visam tinklo segmentui, todėl žiedinės jungties įrenginys (RMU) yra esminiu būdu atsparesnis nei spindulinė konfigūracija miestų skirstymo sistemoms.

Kodėl kietoji izoliacija yra pageidaujama miesto žiedinės pagrindinės jungties (RMU) įrenginių diegimo metu?

Kietoji izoliacija pašalina senesnių jungiklių technologijose naudojamus alyvos ir dujų dielektrikus, todėl pašalinami susiję nuotėkio, slėgio praradimo, aplinkos užteršimo ir gaisro rizikos veiksniai. Mišriems įrenginiams, kurie diegiami ribotose, visuomenei prieinamose ar aplinkai jautriose vietose, kietąja izoliacija apsaugota žiedinė pagrindinė jungtis (RMU) užtikrina aukštesnį saugos lygį, minimalius techninės priežiūros reikalavimus ir kompaktiškesnę konstrukciją. Šios savybės puikiai atitinka šiuolaikinės miestų elektros skirstymo infrastruktūros eksploatacines ir teisinio reguliavimo sąlygas.

Kaip automatizacija padeda padidinti žiedinės pagrindinės jungties (RMU) patikimumo indėlį?

Kai žiedinės jungties vienetas (RMU) įrengiamas nuotoliniais terminalais ir ryšio sąsajomis, jis gali būti integruotas į SCADA arba skirstomosios sistemos valdymo sistemą. Tokia integracija leidžia automatiškai aptikti gedimą, izoliuoti jį ir atkurti tinklą per kelias sekundes po gedimo įvykio, be reikalavimo, kad techninės priežiūros personalas būtų fiziškai vietose. Automatizuotos savireguliuojamos žiedinės tinklo schemos, sukurtos aplink žiedinės jungties vienetą (RMU), žymiai sumažina elektros tiekimo pertraukų trukmę ir pagerina komunalinių paslaugų patikimumo rodiklius, tokius kaip SAIDI ir SAIFI.

Kokios srovės ir įtampos nominaliosios vertės turi būti įvertintos nurodant žiedinės jungties vienetą (RMU) miestinėms sąlygoms?

Atitinkamos techninės charakteristikos priklauso nuo tinklo įtampos lygio, numatomos apkrovos augimo ir trumpojo jungimo srovių lygio diegimo vietoje. 10 kV miestų skirstomuosiuose tinkluose, veikiančiuose 50 Hz dažniu, dažnai nurodomi žiedinio jungiklio (RMU) įrenginiai su vardinėmis srovėmis nuo 630 A lengvoms apkrovos šakoms iki 3150 A stipriai apkrautoms grandinėms ar transformatorių jungtims. Svarbu patikrinti, ar pasirinktas žiedinio jungiklio (RMU) įrenginys atitinka trumpojo jungimo atlaikymo charakteristikas, taikomas konkrečiai tinklo vietai, nes miestuose trumpojo jungimo srovės gali būti žymiai didesnės nei kaimo skirstomuosiuose tinkluose.