Какви са предимствата на високоволтов RMU

Подобрена безопасност и надеждност при работа с високоволтови разпределителни уредби

Как високоволтовите разпределителни уредби осигуряват подобрена безопасност и надеждност

Високоволтовите разпределителни уредби (RMU) са проектирани за безопасна експлоатация чрез здрава конструкция и напреднала изолация. Тези характеристики минимизират риска от дъгов разряд и предотвратяват случайен контакт с тоководни части — особено важно в градски среди, където оборудването се намира близо до обществени зони.

Ролята на изолационните технологии (SF6 и твърда изолация) при предотвратяване на електрически повреди

Съвременните разпределителни уреди днес обикновено използват или SF6 газ, или твърди изолационни материали, за да контролират опасните електрически дъги и ограничават токовете на късо съединение, когато възникнат аварии. Причината, поради която SF6 работи толкова добре, е неговата уникална електроотрицателна природа, която според нови изследвания от Ponemon през 2023 г. угасява дъгите около три пъти по-бързо в сравнение с обикновения въздух. Твърдите изолационни решения също имат своите предимства, тъй като напълно премахват риска от изтичане на газ с течение на времето. Когато производителите комбинират тези два подхода, полевите данни показват, че броят на авариите намалява с около 65–70%, дори и в трудни експлоатационни условия, при които традиционните системи с въздушна изолация биха имали затруднения с поддържането на надеждност.

Клинично проучване: Подобрена стабилност на мрежата чрез използване на SF6-изолирани разпределителни уреди в градски мрежи

А проучване за устойчивостта на градската мрежа 2023 установи, че RMU с изолация от SF6 намаляват продължителността на прекъсванията с 41% в градски мрежи. Автоматичният мониторинг на налягането и самозатварящите се компартименти предотвратяват 92% от повредите, свързани с изолацията, по време на пикови натоварвания, което доказва тяхната ефективност при осигуряване на надеждна критична инфраструктура.

Тенденция към напълно капсулирани системи за максимална безопасност на оператора

Напълно капсулираните RMU с уплътнени корпуси вече са стандарт, като премахват изложените проводници. Тези конструкции намаляват травмите, свързани с поддръжката, с 79% (данни от NEC 2022 г.) и са устойчиви към околната среда, като морска солена мъгла и промишлен прах.

Стратегия за вграждане на принципи за безопасност при проектирането на съвременни RMU

Висококачествените RMU интегрират модулни компартименти за локализиране на повреди, непрекъснат мониторинг на газовете и блокировки за достъп, които предотвратяват небезопасна експлоатация. Този многослойен подход отговаря на стандарта IEC 62271-203 и гарантира глобална последователност в безопасното разпределение на високо напрежение.

Превъзходни възможности за управление и защита при повреди

Защита на RMU и възможности за отстраняване на повреди в мрежи със средно/високо напрежение

Високоволтовите RMU са оборудвани с защитни релеи и сензори, които откриват проблеми като къси съединения и онези досадни спадове на напрежението. Тези системи могат бързо да определят какъв вид е повредата и къде се намира, обикновено в рамките на около 20 до 30 милисекунди, според последни изследвания на IEEE относно електрическите мрежи. Когато разглеждаме мрежи със средно напрежение в диапазона от 6 до 36 киловолта, се оказва, че конструкции, устойчиви на електрическа дъга, също имат голяма роля. Такива конструкции насочват цялата тази опасна експлозивна енергия далеч от работниците, което значително намалява инцидентите с дъгови прашки. Някои изследвания показват, че този подход намалява тези рискови събития с около 78 процента в сравнение с обикновените старомодни комутационни устройства.

Възможности за изолиране на повреди на RMU за минимизиране на последствията от прекъсвания

Съвременните RMU, оборудвани с технология за зонно-селективно блокиране, могат точно да локализират и ограничат повредите директно в най-близкия горен превключвател. Това означава, че около 93% от прекъсванията на електроподаването остават ограничени само до един фидер, вместо да се разпространяват по цялата мрежа. Докладът на Европейската агенция за сигурност на енергийните доставки от 2024 г. подчертава колко важно е това – понякога единична точка на повреда може да остави над 15 000 домакинства без електричество. Друго предимство идва от твърдата изолация в тези уреди, която напълно премахва риска от коронен разряд, когато операторите извършват превключвания. Това не само прави поддръжката по-безопасна, но и значително удължава живота на оборудването в индустриални условия, където се изискват чести превключвания.

Интеграция на функциите за защита и превключване в RMU за бърз отговор

Чрез комбиниране на вакуумни скъсващи устройства с контролери, базирани на микропроцесори, високоволтовите RMU отстраняват повреди за 35 милисекунди — три пъти по-бързо от електромеханичните системи. Тази интеграция подпомага автоматична преорганизация на мрежата, възстановявайки захранването до незасегнатите секции в рамките на 2–4 секунди. Енергийните дружества докладват 40% по-малко оплаквания от клиенти в региони, използващи тези интегрирани системи (Проучване на Северноамериканската оперативна мрежа 2023 г.).

Балансиране на разходите и производителността при отстраняване на повреди във високоволтови RMU

Въпреки че SF6-изолираните RMU клас 38 kV осигуряват прекъсване на повреди от 50 kA при 40% по-ниска цена в сравнение с въздушно изолираните алтернативи, по-новите модели, базирани на вакуум, удължават интервалите за поддръжка над 15 години. Хибридните конструкции, използващи твърди диелектрични материали, постигат точност на откриване на повреди от 98% и намаляват общите разходи за притежание с 22% за период от 20 години (Глобален анализ на разходите за комутационни уреди 2024 г.).

Ниска поддръжка и ефективност на дългосрочните разходи

Дълъг живот и ниска поддръжка благодарение на изолация с газ SF6

Газът SF6 е химически стабилен диелектрик, който минимизира износването на вътрешните компоненти. Неговата инертна природа предотвратява окисляване и механично разграждане, осигурявайки експлоатационен живот над 30 години. Освен това, превъзходната способност на SF6 за гасене на дъгата намалява ерозията на контактите по време на комутация, което намалява нуждата от поддръжка с 60–70% в сравнение с традиционни въздушно-изолирани комутационни уреди (Reliability Engineering Journal, 2023).

Минимална поддръжка, намаляваща простоюването при експлоатация

Благодарение на модулния дизайн е възможно поправянето на отделни части, без да се изключват цели системи. Най-новият Промишлен доклад от 2023 г. показва впечатляващи данни: приблизително 8 от 10 ремонта на RMU днес се извършват за два часа или по-малко, докато старото оборудване често изисква осем часа или повече. Благодарение на запечатаните отсеки, техниците могат да заменят елементи като трансформатори за напрежение за около един час и половина. За фабрики, където всеки минута има значение, това е от решаващо значение. Някои заводи плащат до 15 хил. долара за всяка минута, в която са извън линия, така че спестяването на време се умножава през месеците и годините на експлоатация.

Гъвкава конфигурация и мащабируемост за мрежи, готови за бъдещето

Високоволтовите разпределителни уреди днес са наистина гъвкави, когато става въпрос за променящите се нужди от електроенергия. Конструкцията на тези уреди позволява на енергийните компании да увеличат капацитета на подстанциите си с 25% до 40%, без да се налага разширяване на терена. Наскорошно проучване относно подобренията в градските мрежи през 2023 г. добре потвърждава това. Какво прави това възможно? Стандартни шинни конфигурации, комбинирани с многотипови полета, позволяват гладко интегриране на различни видове релейна защита. Този тип гъвкавост означава, че операторите могат да използват тези системи в най-различни ситуации, при които традиционните конфигурации биха имали затруднения да се поберат или функционират правилно.

Модулна конструкция, осигуряваща лесни ъпгрейди без преустройство на цялата система

Съвременните RMU идват с модулни конструкции, които правят надстройките много по-лесни в сравнение с преди. Например, добавянето на умни сензори или индикатори за повреди сега отнема по-малко от четири часа, докато при по-старите системи биха били необходими два пълни дни или повече за същата работа. Вземете телекомуникационните компании в Югоизточна Азия като пример – те наскоро използват тази гъвкавост. В 78 различни подстанции тези оператори инсталираха RMU с възможности за IoT и постигнаха подобрение на времето за реакция с почти 93% по време на периоди с висок търсен. Такова подобрение има истинско значение за осигуряване на стабилно ниво на услуга.

Примерен случай: Масово разгръщане на RMU в промишлен парк за разпределение на електроенергия

Един важен промишлен комплекс за производство на части за автомобили в Малайзия служи за добър пример какво се случва, когато компаниите инвестират в мащабируеми RMU. Когато през 2020 г. те инсталираха тези газово изолирани уреди с разширяеми шинни отсеки, никой не очакваше колко гладко ще протече процесът. Цялата 11 kV мрежа беше разширена в три различни фази между 2020 и 2024 г., докато производството продължаваше непрекъснато. Според данни, които видяхме миналата година от Camali Corp, тези регулируеми RMU всъщност спестили около 35 процента от разходите за инфраструктура при подобни проекти за разширяване, в сравнение със старите фиксирани системи, които повечето места все още използват. Това решение е толкова рационално, защото електрическата система може да расте заедно с нуждите на бизнеса, вместо да принуждава компаниите да харчат пари авансово за капацитет, от който все още нямат нужда.