Қалай RMU-ларды орта кернеумен жұмыс істейтін электр желілеріне сәйкестендіруге болады?

RMU-лардың негізгі ұғымдары: Орта кернеулі сақиналы желілердегі рөлі мен маңызы

Сақиналы негізгі құрылғылар (RMU) орта кернеулі (ОК) электр энергиясын тарату желілерінің негізін құрайды; олар үздіксіз жұмыс істеуді қамтамасыз ететін сақиналы конфигурациялар арқылы тұрақты электр беруді қамтамасыз етеді. Бұл компактты қосқыш құрылғылар үш маңызды функцияны орындайды:

• Қосылуларды басқару : Көптеген қоректендіру желілерін біріктіру арқылы резервті электр жолдарын құру
• Жұмыс істеу режиміндегі қосу/ажырату : Жалпы электрмен қамтамасыз етуді тоқтатпай, жеке желі бөліктерін жөндеу үшін қауіпсіз ажырату
• Ақау орындарын анықтау : Авариялық оқиғалардың тізбектеліп таралуын 300 мс ішінде шектеу арқылы локализациялау

Сақиналық архитектура орнатулары осы тұйық циклды жүйелерді құру үшін RMU-лерге сүйенеді. Трансформатор істен шыққан кезде қуат автоматты түрде көршілес бірліктерге шамамен лездік уақытта ауысады, нәтижесінде жұмыс минималды кедергілермен жалғасады. Қалалық электр желілерінде «N минус бір» резервтілік концепциясы өте маңызды. Ойланыңыз: Понемон институтының өткен жылғы есебіне сәйкес, қызмет көрсетудің әрбір сағаты шамамен 740 000 долларға тұрады. Бұл бірліктерді стратегиялық тұрғыдан маңызды түйінді нүктелерде орналастыру желі бойынша кернеу жоғалтуын азайтады. Сонымен қатар, олар қауыпты «жалғыз нүктедегі ақау» қаупін жояды. Сондай-ақ, апаттық жағдайлар кезінде техниктер автоматтандырылған жүйелердің іске қосылуын күтпей-ақ қуатты қолмен қалпына келтіре алады. Көптеген электр энергиясын беретін компаниялар бұл тәсілді регулярлық техникалық қызмет көрсету тексерістерімен ұштастырған кезде ең тиімді нәтиже беретінін анықтады.

RMU-ларсыз сақиналық желілер өздерінің өзін-өзі жөндеу қабілетін жоғалтады — бұл кеміту уақытын ұзартады және орташа факторларға қарсы төзімділікті әлсіретеді. Олардың герметикті, кеңістікті үнемдейтін дизайнын қолдануы қалалық аймақтарда, мұнда дәстүрлі коммутациялық құрылғылар қолданысқа жарамсыз болғандықтан, міндетті түрде қажетті болып табылады.

Дұрыс RMU типін таңдау: GIS, AIS және қатты изоляциялық технологиялар

Салыстырмалы көрсеткіштер: орналасу ауданы, диэлектрлік бекемділік және пайдалану мерзімі бойынша құны

Орташа кернеу жүйелеріне келгенде, қазіргі уақытта нарықта үш негізгі нұсқа бар: Газбен изоляцияланған қосқыш қондырғылары (GIS), Ауамен изоляцияланған қосқыш қондырғылары (AIS) және қатты изоляциялық сақиналы негізгі құрылғылар (RMU). Біз GIS-тен бастайық. Бұл құрылғылар гексафторид күкірт газын пайдаланады, ол оларға өте жақсы изоляциялық қасиеттер береді және оларды шынымен аз көлемге сыйдырады. Сондықтан олар әрбір шаршы дюйм маңызды болатын, мысалы, қалалық трансформаторлық подстанцияларда немесе шектеулі орын бар өнеркәсіптік кәсіпорындарда өте тиімді. Бірақ мұндағы қиындық – олардың алғашқы құны әлдеқайда жоғары және олардың экологиялық әсеріне байланысты реттеуші органдардың қысымы өсе түседі. Екінші жағынан, AIS қондырғылары изоляция үшін әдеттегі ауаны пайдаланады. Жақсы жағы – оларды бастапқыда орнату құны төменірек, бірақ оларға көп физикалық кеңістік қажет және олар ортадағы ылғал немесе ластану әсерінен тезірек істен шығады. Содан кейін біз құрамды барлығын эпоксидті смола материалдарына оралған қатты изоляциялық RMU-ларды қарастырамыз. Олар зиянды газдардың қолданылуын толығымен жояды және сонымен қатар құрылғылардың компакттылығын сақтайды. Дегенмен уақыт өте келе техниктер жылу шашылуымен байланысты қиындықтарға ұшырайды, сонымен қатар бұл құрылғыларды ашу оңай емес болғандықтан, жөндеу жұмыстары күрделенеді.

Негізгі өнімділік айырмашылықтары сандық түрде анықталады:

Қолданыс саласына қарай технологиялық шешімді таңдау кезінде коммуналдық қызметтер өз операциялық басымдықтарымен сәйкестендіруі тиіс: GIS құрылыс бюджетінің 30%-ынан астам аумақтық қосымша шығындар болатын қалалық аймақтар үшін тиімді; AIS ауылдық желілерге кеңейту гибкілігі қажет болған жағдайда қолданылады; SF₆ шектеулері активтерді жоспарлауды бағдарлайтын жағдайларда қатты изоляцияланған құрылғылар болашаққа бағдарланған шешім болып табылады.

Қолданысқа әсер ететін факторлар: Қалалық тығыздық, экологиялық тұрақтылық және болашақта кеңейту қажеттілігі

Дұрыс RMU таңдауы нақты орналасқан жерде не болып жатқанына тәуелді. Біз гектарына жарты миллион доллардан астам жер бағасы бар қалалық аймақтарға қараған кезде, көбінесе орнатылымдар GIS немесе қатты изоляцияланған құрылғыларды таңдайды, себебі олар он жағдайдың тоғызында жер астына қойылуы мүмкін. Тұзды ауа немесе куб метріне отыз бес микрограмнан астам бөлшекті заттар деңгейі бар теңіздік аймақтар мен өнеркәсіптік объектілерде GIS немесе қатты изоляцияланған конструкциялардан жасалған герметикті қораптар қажет болады. Осы жүйелер ұқсас экологиялық қиындықтарға ұшыраған AIS құрылғыларының 92–95 пайызына қарағанда, 99,97 пайызынан астам сенімділікті қамтамасыз етеді. Қуат желілерінде сұраныс 15 пайыздан астам өсуі күтілген жағдайда модульді AIS орнатылымдары өте жақсы жұмыс істейді, себебі олар жаңа бөлімдерді постепен қосуға мүмкіндік береді және бұл қол жетімді бағаға тұрады — әдетте барлық GIS инфрақұрылымын алмастыруға қарағанда 40–60 пайызға арзан. Жалпы айтқанда, GIS тығыз қалалық орталықтар үшін тиімді, өйткені оларда өзгерістер аз болады, ал AIS кеңістікті кеңейту мүмкіндігі қажет болатын ауылдық аймақтар үшін жиі қолайлы. Сонымен қатар, шығарылатын зиянды заттар бойынша нормативті талаптар активті рөл атқаратын жағдайларда қатты изоляцияланған жүйелерді ұмытпаңыз.

RMU жұмыс істеу сапасы: Ақауларды анықтау, қалпына келтіру және қорғануды координациялау

Өте жылдам ақаулықты жою: 11–33 кВ жүйелерінде 100 мс-тан кем уақытта изоляциялау

Құрылғылардың зақымдануын болдырмау үшін және апаттардың таралуын тоқтату үшін 11–33 кВ электр энергиясын беретін желілерде ақаулықтың жою уақытын 100 миллисекундтан төменге дейін қысқарту өте маңызды. Қазіргі заманғы сақиналы басқару құрылғылары (RMU) бұл міндетті микропроцессорлы релелері арқылы орындайды, олар ақауларды цикл уақытының төрттен бірінде, яғни шамамен 5 миллисекунд ішінде анықтайды. Бұл сенсорлар кез-келген ақауды анықтаған кезде вакуумдық өшіргіштерді іске қосады, олар ақаулық токтарын 15 кА деңгейіне жеткізбей-ақ тоқтатады. Бұл практикалық тұрғыдан не білдіреді? Бұндай жағдайларда кабельдер әлдеқайда салқындайды, ал жылулық кернеу ескі өшіргіштер технологиясымен салыстырғанда шамамен 87%-ға төмендейді. Сонымен қатар, кернеу төмендеуі IEC 62271-200 стандарттарында белгіленген рұқсат етілген шектерінің ішінде қалады. Нақты орнатылған желілерден алынған нақты өмірдегі жұмыс істеу деректерін қарастырғанда, EPRI ұйымының 2023 жылы жарық көрген «Орташа кернеулерді қорғау бойынша ең жақсы тәжірибелер» бағдарламасында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл талаптарға сай желілерде уақыт өте келе трансформаторлардың ақауға ұшырауы шамамен 92% азаяды. Бұл сандар электр энергиясын беретін инфрақұрылымды жылдар бойы сенімді жұмыс істету үшін жылдам реакция уақытының қаншалықты маңызды екенін айқын көрсетеді.

Қалпына келтіру стратегиялары: Қолмен бөлу немесе автоматтандырылған RMU негізіндегі өзін-өзі жөндеу

RMU-лер екі әртүрлі қалпына келтіру тәсілін қолдайды:

• Қолмен бөлу , көрінетін ақаулық көрсеткіштері мен қызметкерлердің қатысуына сүйенеді, әдетте қуатты 2–4 сағат ішінде қалпына келтіреді – төменгі сенімділік талаптары бар ауылдық желілер үшін қолайлы.
• Автоматтандырылған өзін-өзі жөндеу , RMU-лердің бір-бірімен байланысуы мен бағдарламаланатын логикалық басқарушылары арқылы іске асады, ақауларды изоляциялайды және қуат ағысын 45 секундтан кем уақытта альтернативті жолдар арқылы қайта конфигурациялайды. Бұл қала желілеріндегі үзіліс ұзақтығын 98%-ға қысқартады (АҚШ Энергетикалық Департаменті, Микрожелі сенімділігі туралы есеп , 2024 ж.) және жылдық операциялық шығындарды әрбір орнатылған 100 RMU үшін $740 мыңға азайтады – бұл әсіресе ақаулықтардың құны кВт·сағ үшін $85-тен асқанда, мысалы, ауруханалар мен деректер орталықтарында өте маңызды.

RMU сипаттамаларын желі талаптарына сәйкестендіру: жүктеме, ақау және қорғау

Сақтандырғыш-қосқыш координациясы: I²t сәйкестендіру және өтетін энергияны реттеу

Сақтандырғыштар мен ажыратқыштар дұрыс жұмыс істеген кезде, RMU-лар апатты жоғары деңгейдегі желілерге әсер етпес бұрын немесе төменгі деңгейдегі желілерде ірі проблемалар туғызбас бұрын анықтай алады. I²t әдісі әртүрлі компоненттердің шыдай алатын жылу мөлшерін сәйкестендіреді, сондықтан уақытша кернеу секірістері кезінде жалған сақтандырғыштардың іске қосылуы болмайды. Қысқа тұйықталу кезінде өтетін токты бақылау – жабдықты зақымдайтын осы үлкен ток секірістерін тоқтатуға көмектеседі. Көптеген 11 кВ жүйелері осы қауіпті токтарды шамамен 50 мың амперден төмен ұстап тұрады. Электр энергиясын беретін компаниялар бұл қорғаныс шараларын бірнеше әртүрлі тәсілдерді қолдана отырып енгізеді, оның ішінде...

• Қисықтардың гармонизациясы : Сақтандырғыштар мен ажыратқыштардың уақыт–ток сипаттамаларын сәйкестендіру
• Энергияның шектелуі : Апат энергиясын басу үшін ток шектейтін сақтандырғыштарды қолдану
• Таңдаушылықты растау : Номиналды токтың 150%-ында координацияны сынақтан өткізу

: Расталған I²t координациясы үзіліс уақытын 40%-ға азайтады (EPRI, Орта кернеулі қорғаныс бойынша ең жақсы тәжірибелер , 2023 ж.) және төменгі деңгейдегі активтерге механикалық және жылулық кернеуді қатты азайтады. RMU сипаттамасын құрып отырған кезде әрқашан координациялық қисықтарды нақты желі ақау деңгейлерімен тексеріңіз.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

• Орта кернеулі желілерде RMU-дың қызметі қандай?

  RMU-лар негізінен қосылу басқаруын, операциялық ауыстыруды және ақауларды шектеуді қамтамасыз етеді, осылайша электр энергиясының үздіксіз берілуі мен желінің тұрақтылығы қамтамасыз етіледі.

• Тығыз қалалық аймақтар үшін қай типтегі RMU ең тиімді?

  Газды изоляцияланған қондырғылар (GIS) немесе қатты изоляцияланған RMU-лар компактты дизайны мен жер астына орнатылу мүмкіндігі салдарынан тығыз қалалық аймақтар үшін идеалды.

• RMU-лар ақауларды изоляциялауды қалай жақсартады?

  Қазіргі заманғы RMU-лар ақауларды өте жылдам жою үшін микропроцессорлы реле қолданады, бұл құрылғылардың зақымдануын болдырмауға және өшіру ықтималдығын азайтуға мүмкіндік береді.