Како да се совпаднат RMU-тите со операциите на мрежата за пренос на струја со среден напон?

Основи на RMU: Улога и критичност во среднонапреженските кружни мрежи

Кружните единици (RMU) претставуваат основа на среднонапреженските (MV) мрежи за дистрибуција на електрична енергија, овозможувајќи отпорна достава на електрична енергија преку кружни конфигурации кои осигуруваат непрекината работа. Овие компактни склопови на комутациони апарати вршат три критични функции:

• Управување со врски : Поврзување на повеќе фидери за создавање резервни патишта за напојување
• Оперативно комутирање : Безбедно изолирање на делови од мрежата за одржување без прекинување на општата снабдувања
• Локализација на квотите : Спречување на верижни неуспеси со локализација на нарушувањата во рок од 300 ms

Поставките со прстенаста архитектура се потпираат на RMU-и за формирање на овие затворени системи. Кога трансформаторот ќе отпадне, напојувањето автоматски се превклучува кон соседните единици практично веднаш, што ги одржува работите во тек со минимални прекини. Концептот на резервност „N минус еден“ навистина е важен за градските мрежи за напојување. Размислете за тоа: секој час прекин на услугата струва околу 740.000 американски долари според извештајот на Институтот Понемон од минатата година. Стратегиското поставување на овие единици на клучни чворови помага да се намали губитокот на напон низ мрежата. Исто така, се отстрануваат оние опасни ризици од единствена точка на неуспех. Покрај тоа, во случај на прекини, техничарите можат рачно да го вратат напојувањето без да чекаат автоматските системи да се активираат. Повеќето комунални компании установиле дека овој пристап најдобро функционира кога се комбинира со редовни проверки и одржување.

Без RMU-и, прстенестите мрежи губат нивната способност за самоизлекување — што го проширува времето на вратување во работен режим и ја намалува отпорноста кон еколошки стресори. Нивниот запечатен и компактен дизајн ги прави незаменливи во густите урбани средини каде што традиционалната прекинувачка опрема е непрактична.

Избор на соодветен тип на RMU: GIS, AIS и технологии со цврста изолација

Компромиси во перформансите: зафатнина, диелектрична интегритетност и трошок по текот на животниот век

Кога станува збор за системи со средно напон, денес на пазарот постојат три главни опции: гас-изолирани прекинувачки уреди (GIS), ваздух-изолирани прекинувачки уреди (AIS) и цврсто изолирани кружни разпределни уреди (RMU). Да започнеме со GIS. Овие уреди користат гас шестфлуорид на сера, кој им овозможува одлични изолациони својства во многу мали простори. Затоа тие се одлични за места каде што секој квадратен инч е од значење, како што се градските трансформаторски станици или индустријалните објекти со ограничено просторно решение. Но, тука е проблемот — тие имаат значително повисока почетна цена и се соочуваат со растечки прописни притисоци поради нивниот влијание врз животната средина. Од друга страна, AIS опремата се потпира на обичниот атмосферски воздух за изолација. Добарата вест е дека почетната инвестиција е поскапа, но тие зафаќаат многу повеќе физички простор и имаат склоност да се кварат порано кога се изложени на влага или прашини во околината. Потоа имаме цврсто изолирани RMU кои всушност ги опкружуваат сите компоненти внатре во епоксидна смола. Со тоа се отстранува потребата од било какви штетни гасови и сепак се задржува компактна конструкција. Сепак, техничарите често се соочуваат со проблеми со распределбата на топлината со текот на времето, а поправките можат да бидат комплексни, бидејќи отворањето на овие уреди не е сосема едноставно.

Критичните разлики во перформансите се квантитативно мерливи:

Комуналните служби мора да го усогласат изборот на технологија со оперативните приоритети: GIS е преважен каде што надомакот за простор надминува 30% од буџетите за проекти; AIS е погоден за селските мрежи кои имаат потреба од флексибилност во проширувањето; единиците со цврста изолација се идно-доказани каде што ограничувањата за SF₆ ги регулираат планирањето на средства.

Фактори за примена: Урбана густина, еколошка отпорност и потреби за идно проширување

Правилниот избор на RMU навистина зависи од тоа што се случува на специфичната локација. Кога ги разгледуваме урбаните зони каде што цените на земјиштето надминуваат пола милион долари по акр, повеќето инсталации завршуваат со GIS или цврсти изолирани единици, бидејќи тие можат да се закопаат под земја во околу девет од десет ситуации. Во региони како што се бреговите или индустриските објекти кои се соочуваат со солена воздушна средина или нивоа на честични материи над триесет и пет микрограми по кубен метар, затворени овојници од GIS или цврсти изолирани конструкции стануваат неопходни. Овие системи осигуруваат надевност поголема од деветдесет и девет запирка девет седум проценти, споредено со околу деветдесет и два до деветдесет и пет проценти за опремата AIS која се соочува со слични еколошки предизвици. За електро-мрежите кои очекуваат пораст на потрошувачката над петнаесет проценти, модуларните AIS поставки всушност работат добро, бидејќи овозможуваат постепено додавање на нови јазли без големи трошоци, типично со трошоци помеѓу четириесет и шеесет проценти пониски од замената на постојната GIS инфраструктура. Во општи линии, GIS е соодветен за густите центри на градовите каде што промените се минимални, додека AIS често е подобро прилагоден за рурални области кои имаат потреба од можност за проширување. И не заборавајте за цврстите изолирани системи кога прописите поврзани со емисиите играат значајна улога при одлучувањето кој вид на средства ќе се постави.

Работни перформанси на РМУ: Изолација на грешки, вратување во функционален режим и координација на заштита

Ултра-брзо отстранување на грешки: Постигнување изолација <100 ms во системи од 11–33 kV

Снижувањето на времето за отстранување на грешките под 100 милисекунди е од големо значење за електроенергетските системи со напон од 11 до 33 кВ, ако сакаме да се избегне штета на опремата и да се спречи проширувањето на прекините. Современите единици за прстеновидни мрежи (RMU) го овозможуваат ова благодарение на нивните релејни уреди со микропроцесори, кои ги откриваат проблемите само за една четвртина од временскиот циклус, односно приближно 5 милисекунди. Кога овие сензори ќе детектираат нешто нередовно, тие активираат вакуумски прекинувачи кои ги спречуваат струјните погрешни текови пред да достигнат ниво од 15 кА. Што значи ова практично? Кабелите остануваат значително постуди во текот на таквите настани, при што топлинското напрегање опаѓа за околу 87 % во споредба со постарата технологија на прекинувачи. Покрај тоа, падовите на напонот остануваат во рамките на дозволените граници според стандардот IEC 62271-200. Според реалните податоци за перформанси од вистински инсталирани мрежи, мрежите кои ги исполнуваат овие спецификации имаат приближно 92 % помалку проблеми со оштетување на трансформаторите со текот на времето, според скорошни истражувања објавени од EPRI во нивната водичка „Најдобри практики за заштита на среден напон“ од 2023 година. Овие бројки јасно укажуваат на колку е важно брзото време на реакција за да се осигура доверлива работа на нашата електроенергетска инфраструктура и во иднина.

Стратегии за вратување на напојувањето: Рачно секционирање спротиву автоматизирано самореконфигурирање базирано на RMU

RMU-тите поддржуваат два различни пристапи за вратување на напојувањето:

• Рачно секционирање , што се потпира на визуелни индикатори за грешки и интервенција од страна на екипи, обично вратува напојување во рок од 2–4 часа – погодно за селски мрежи со пониски очекувања за поузданост.
• Автоматизирано самореконфигурирање , овозможено од RMU-ти со комуникација меѓу уредите (peer-to-peer) и програмабилни логички контролери, изолира грешки и реkonфигурира текот на струјата преку алтернативни патишта за помалку од 45 секунди. Ова намалува траењето на прекинот на напојувањето за 98% во урбани средини (Министерство за енергетика на САД, Извештај за поузданоста на микромрежите , 2024) и намалува годишните оперативни трошоци за 740 000 долари САД по 100 имплементирани RMU-ти – особено корисно таму каде што трошоците од прекинот надминуваат 85 долари САД/kWh, како што е случајот со болници и центри за податоци.

Согласување на спецификациите на RMU-тите со барањата на мрежата: товар, грешки и заштита

Согласување на предохранител и прекинувач: совпаѓање на I²t и контрола на енергијата што минува низ уредот

Кога предохраните и прекинувачите работат заедно правилно, RMU-тите можат да ги откријат дефектите пред да предизвикаат проблеми во напред (нагоре по струјниот тек) или поголеми проблеми назад (надолу по струјниот тек). Методот I²t го усогласува количеството топлина што различните компоненти можат да ја издржат, па затова не доаѓа до лажни активирања при кратки, привремени врвови на струјата. Контролирањето на тоа што минува низ системот во случај на краток струен круг помага да се спречат масивните врвови на струјата кои штетат опремата. Повеќето 11 kV системи успеваат да ги држат овие опасни струи под околу 50 хиляди ампери. Електродистрибутивните компании ги вградуваат сите овие заштитни мерки со користење на неколку различни пристапи, вклучувајќи...

• Усогласување на кривите : Усогласување на временско-струјните карактеристики помеѓу предохраните и прекинувачите
• Контрола на енергијата : Користење на струјно-ограничувачки предохрани за потиснување на енергијата од дефектот
• Валидација на селективноста : Тестирање на координацијата при 150 % од номиналната струја

Валидираниот I²t координатен пристап ги намалува времињата на исклучување за 40 % (EPRI, Најдобри практики за заштита на среднонапреженски мрежи , 2023) и значително намалуваат механичко и термално напрегање врз активите надолу по струјниот тек. Секогаш проверете кривите за координација според вистинските нивоа на погрешни работни услови во мрежата при специфицирањето на РМЕ.

ЧПЗ

• Што е целта на РМЕ-то во мрежите со среден напон?

  РМЕ-тата првенствено овозможуваат управување со врски, оперативно прекинување и ограничување на повредите, осигурувајќи непрекината достава на електрична енергија и отпорност на мрежата.

• Кој тип РМЕ е најсоодветен за густо населени урбани средини?

  Гас-изолирани распределни уреди (GIS) или цврсто изолирани РМЕ се идеални за густо населени урбани области поради нивниот компактен дизајн и можноста за подземна инсталација.

• Како РМЕ-тата ја подобруваат изолацијата на повредите?

  Современите РМЕ користат микропроцесорски релеи за ултра-брзо отстранување на повреди, што спречува штета на опремата и минимизира потенцијалот од прекини.