مزایای RMU ولتاژ بالا چیست

افزایش ایمنی و قابلیت اطمینان در عملکرد RMUهای با ولتاژ بالا

چگونه RMUهای با ولتاژ بالا ایمنی و قابلیت اطمینان افزوده را تضمین می‌کنند

واحدهای اصلی حلقه‌ای (RMU) با ولتاژ بالا برای ایمنی عملیاتی با ساختار محکم و عایق‌بندی پیشرفته طراحی شده‌اند. این ویژگی‌ها خطر قوس الکتریکی را کاهش می‌دهند و از تماس تصادفی با قطعات تحت ولتاژ جلوگیری می‌کنند — به‌ویژه در محیط‌های شهری که تجهیزات در نزدیکی مناطق عمومی قرار دارند.

نقش فناوری عایق‌بندی (SF6 و عایق جامد) در پیشگیری از خطاهای الکتریکی

واحدهای حلقه‌ای امروزی معمولاً به گاز SF6 یا مواد عایق جامد متکی هستند تا قوس‌های الکتریکی خطرناک را مدیریت کرده و جریان اتصال کوتاه را در شرایط نامطلوب کنترل نمایند. دلیل عملکرد عالی گاز SF6، ویژگی منحصر به فرد الکترونگاتیو آن است که بر اساس مطالعات اخیر پونمون در سال 2023، این قوس‌ها را حدود سه برابر سریع‌تر از هوای معمولی خاموش می‌کند. گزینه‌های عایق جامد نیز مزایای خود را دارند، زیرا نگرانی از نشت گاز در طول زمان را به طور کامل از بین می‌برند. هنگامی که تولیدکنندگان این دو روش را ترکیب می‌کنند، داده‌های میدانی نشان می‌دهد که تعداد حوادث خرابی حتی در محیط‌های سخت‌گیرانه عملیاتی که سیستم‌های عایق‌بندی شده با هوای سنتی در آن‌ها برای حفظ قابلیت اطمینان با مشکل مواجه می‌شوند، حدود 65 تا 70 درصد کاهش می‌یابد.

مطالعه موردی: بهبود پایداری شبکه با استفاده از RMUهای عایق‌بندی شده با SF6 در شبکه‌های شهری

A مطالعه تابستان 2023 در مورد انعطاف‌پذیری شبکه‌های شهری مشخص شد که RMUهای عایق‌بندی‌شده با SF6 مدت خاموشی را در شبکه‌های مرکز شهرها به میزان ۴۱٪ کاهش داده‌اند. نظارت خودکار بر فشار و حجره‌های خوددرزگیر، ۹۲٪ از خرابی‌های مربوط به عایق‌بندی را در دوره تقاضای اوج جلوگیری کرده‌اند که موثر بودن آن‌ها در حفظ زیرساخت‌های حیاتی قابل اطمینان را نشان می‌دهد.

روند حرکت به سمت سیستم‌های کاملاً غلاف‌بندی‌شده برای حداکثر ایمنی اپراتور

RMUهای کاملاً غلاف‌بندی‌شده با پوسته‌های ایمن از لحاظ تماس الکتریکی اکنون استاندارد هستند و از وجود هادی‌های در معرض جلوگیری می‌کنند. این طراحی‌ها آسیب‌های ناشی از تعمیر و نگهداری را به میزان ۷۹٪ کاهش می‌دهند (داده‌های NEC 2022) و در برابر آلاینده‌های محیطی مانند پاشش نمک و گرد و غبار صنعتی مقاوم هستند.

استراتژی یکپارچه‌سازی اصول طراحی مبتنی بر ایمنی در RMUهای مدرن

RMUهای درجه یک دارای حجره‌های ماژولار برای حبس خطا، نظارت لحظه‌ای بر گاز و قفل‌های دسترسی هستند که از عملکرد ناایمن جلوگیری می‌کنند. این رویکرد لایه‌ای با استاندارد IEC 62271-203 سازگار است و از ثبات جهانی در ایمنی توزیع ولتاژ بالا اطمینان حاصل می‌کند.

توانایی‌های برتر در مدیریت و حفاظت از خطاها

حفاظت از RMU و قابلیت‌های مدیریت خطا در شبکه‌های ولتاژ متوسط/بالا

RMUهای فشار قوی با رله‌ها و سنسورهای حفاظتی تجهیز شده‌اند که مشکلاتی مانند اتصال کوتاه و افت‌های آزاردهنده ولتاژ را تشخیص می‌دهند. این سیستم‌ها می‌توانند نوع خطا و محل آن را به سرعت تشخیص دهند، معمولاً در عرض ۲۰ تا ۳۰ میلی‌ثانیه، بر اساس تحقیقات اخیر IEEE در مورد شبکه‌های برق. هنگامی که به شبکه‌های ولتاژ متوسط با محدوده ۶ تا ۳۶ کیلوولت نگاه می‌کنیم، طرح‌های مقاوم در برابر قوس الکتریکی نیز نقش مهمی دارند. این طرح‌ها با هدایت انرژی انفجاری خطرناک از سر کارگران دور می‌کنند و به‌طور قابل توجهی حوادث قوس الکتریکی را کاهش می‌دهند. برخی مطالعات نشان می‌دهند که این روش نسبت به تجهیزات قدیمی سوئیچگیر، این رویدادهای خطرناک را حدود ۷۸ درصد کاهش می‌دهد.

قابلیت‌های جداسازی خطا در RMUها برای کاهش تأثیر قطعی برق

RMUهای مدرن که با فناوری قفل‌بندی انتخابی منطقه‌ای تجهیز شده‌اند، قادر به شناسایی دقیق و محدود کردن خطاها در نزدیک‌ترین کلید بالادستی هستند. این بدان معناست که حدود 93 درصد از قطعی‌های برق تنها به یک خط تغذیه محدود می‌مانند و در سراسر شبکه گسترش نمی‌یابند. گزارش قابلیت اطمینان انرژی اروپا در سال 2024 دلیل اهمیت این موضوع را برجسته می‌کند — گاهی اوقات یک نقطه خرابی می‌تواند بیش از 15,000 خانوار را بدون برق بگذارد. مزیت دیگر استفاده از عایق جامد در این واحدها است که به‌طور کامل خطر تخلیه کرونایی را هنگام انجام عملیات سوئیچ توسط اپراتورها از بین می‌برد. این امر نه تنها تعمیر و نگهداری را ایمن‌تر می‌کند، بلکه عمر تجهیزات را به‌طور قابل توجهی در محیط‌های صنعتی که نیاز به سوئیچ‌زنی مکرر دارند، افزایش می‌دهد.

ادغام عملکردهای حفاظتی و سوئیچینگ در RMUها برای پاسخ سریع

با ترکیب قطع‌کننده‌های خلاء با کنترل‌های مبتنی بر میکروپروسسور، RMUهای فشار قوی خطاها را در مدت ۳۵ میلی‌ثانیه حذف می‌کنند—که سه برابر سریع‌تر از سیستم‌های الکترومکانیکی است. این یکپارچگی امکان پیکربندی مجدد خودکار شبکه را فراهم می‌کند و در عرض ۲ تا ۴ ثانیه برق را به بخش‌های بدون آسیب بازمی‌گرداند. شرکت‌های توزیع برق در مناطقی که از این سیستم‌های یکپارچه استفاده می‌کنند، ۴۰٪ کاهش در شکایات مشتریان گزارش داده‌اند (بررسی عملیات شبکه آمریکای شمالی ۲۰۲۳).

تعادل بین هزینه و عملکرد قطع خطا در RMUهای فشار قوی

در حالی که RMUهای عایق‌بندی شده با گاز SF6 در کلاس ۳۸ کیلوولت، قابلیت قطع خطا در حد ۵۰ کیلوآمپر را با ۴۰٪ هزینه کمتر نسبت به گزینه‌های عایق‌بندی شده با هوای فشرده ارائه می‌دهند، مدل‌های جدیدتر مبتنی بر خلاء بازه‌های نگهداری را به بیش از ۱۵ سال افزایش می‌دهند. طراحی‌های ترکیبی که از مواد دی‌الکتریک جامد استفاده می‌کنند، دقت تشخیص خطا را تا ۹۸٪ بالا برده و در طول عمر ۲۰ ساله، هزینه کل مالکیت را تا ۲۲٪ کاهش می‌دهند (تحلیل جهانی هزینه تجهیزات سوئیچگیر ۲۰۲۴).

نیاز به نگهداری کم و اقتصادیت هزینه در بلندمدت

طول عمر زیاد و نگهداری کم به دلیل عایق‌بندی گاز SF6

گاز SF6 یک عایق شیمیایی پایدار است که سایش قطعات داخلی را به حداقل می‌رساند. ماهیت بی‌اثر آن از اکسیداسیون و تخریب مکانیکی جلوگیری می‌کند و طول عمر خدماتی بیش از ۳۰ سال را پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، قابلیت برتر خاموش‌کنندگی قوس الکتریکی توسط SF6 باعث کاهش فرسایش تماس‌ها در هنگام سوئیچینگ می‌شود و نیاز به نگهداری را نسبت به تجهیزات سوئیچگیر عایق‌بندی‌شده با هوای سنتی به میزان ۶۰ تا ۷۰ درصد کاهش می‌دهد (مجله مهندسی قابلیت اطمینان، ۲۰۲۳).

نگهداری حداقلی که زمان توقف عملیاتی را کاهش می‌دهد

طراحی ماژولار امکان تعمیر قطعات خاص را بدون نیاز به خاموش کردن کل سیستم فراهم می‌کند. گزارش صنعتی جدید ۲۰۲۳ هم اعداد و ارقام چشمگیری ارائه می‌دهد: امروزه حدود ۸ از هر ۱۰ مورد تعمیر و نگهداری RMU در عرض دو ساعت انجام می‌شود، در حالی که تجهیزات قدیمی معمولاً هشت ساعت یا بیشتر طول می‌کشید. بخش‌های دربسته به تکنسین‌ها اجازه می‌دهند قطعاتی مانند ترانسفورمرهای ولتاژ را در حدود یک ساعت و نیم تعویض کنند. برای کارخانه‌هایی که هر دقیقه اهمیت دارد، این موضوع بسیار حائز اهمیت است. برخی از واحدها به ازای هر دقیقه توقف تولید تا ۱۵ هزار دلار هزینه پرداخت می‌کنند؛ بنابراین صرفه‌جویی در زمان در طول ماه‌ها و سال‌های بهره‌برداری بسیار چشمگیر است.

پیکربندی انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیری برای شبکه‌های آماده آینده

امروزه RMUهای ولتاژ بالا در مواجهه با نیازهای متغیر توان بسیار انعطاف‌پذیر هستند. طراحی این واحدها به شرکت‌های برق امکان می‌دهد تا ظرفیت پست‌های خود را بین ۲۵ تا ۴۰ درصد افزایش دهند، بدون آنکه نیاز به فضای بیشتری در محل داشته باشند. یک مطالعه اخیر در سال ۲۰۲۳ که به بهبود شبکه‌های شهری پرداخته، این موضوع را به خوبی تأیید می‌کند. عامل این امر چیست؟ آرایش استاندارد باسبارها همراه با حجره‌های چندمنظوره اجازه می‌دهد تا انواع مختلف رله‌های حفاظتی به راحتی ادغام شوند. این نوع انعطاف‌پذیری به اپراتورها امکان می‌دهد تا این سیستم‌ها را در شرایط مختلفی به کار بگیرند که در آن‌ها سیستم‌های سنتی برای جا شدن یا عملکرد مناسب با مشکل مواجه می‌شوند.

طراحی ماژولار که ارتقاءهای آسان را بدون بازسازی کل سیستم ممکن می‌سازد

RMUهای مدرن دارای طراحی ماژولار هستند که ارتقاءها را بسیار آسان‌تر از گذشته می‌کنند. به عنوان مثال، امروزه افزودن سنسورهای هوشمند یا نشانگرهای خطا کمتر از چهار ساعت طول می‌کشد، در حالی که سیستم‌های قدیمی برای انجام کار مشابه به دو روز کامل یا بیشتر نیاز داشتند. شرکت‌های مخابراتی جنوب شرق آسیا را به عنوان یک مطالعه موردی در نظر بگیرید که اخیراً از این انعطاف‌پذیری بهره برده‌اند. در ۷۸ پست توزیع مختلف، این اپراتورها RMUهای مجهز به اینترنت اشیا (IoT) نصب کردند و زمان پاسخگویی خود را در دوره‌های تقاضای بالا تقریباً ۹۳٪ بهبود بخشیدند. این نوع بهبود تفاوت واقعی در حفظ سطوح پایدار خدمات ایجاد می‌کند.

مطالعه موردی: استقرار مقیاس‌پذیر RMU در توزیع برق پارک صنعتی

مجتمع یک کارخانه مهم تولید قطعات خودرو در مالزی نمونه خوبی از آنچه اتفاق می‌افتد زمانی که شرکت‌ها در RMUهای مقیاس‌پذیر سرمایه‌گذاری می‌کنند، است. وقتی آنها حدود سال 2020 واحد‌های عایق‌بندی شده با گاز را با بخش‌های اتاقک اضافه‌شونده نصب کردند، هیچ‌کس انتظار نداشت که عملیات به‌صورت چنان روانی پیش برود. کل شبکه 11 کیلوولتی بین سال‌های 2020 تا 2024 در سه فاز مختلف گسترش یافت، در حالی که تولید به‌طور مداوم ادامه داشت. طبق برخی اعداد و ارقامی که سال گذشته از شرکت Camali Corp دیدیم، این RMUهای قابل تنظیم در پروژه‌های گسترش مشابه حدود 35 درصد در هزینه‌های زیرساختی صرفه‌جویی کردند، در مقایسه با سیستم‌های قدیمی ثابتی که اکثر مکان‌ها هنوز از آنها استفاده می‌کنند. آنچه این روش را بسیار هوشمندانه می‌کند این است که سیستم الکتریکی می‌تواند دقیقاً همراه با نیازهای تجاری رشد کند، نه اینکه شرکت‌ها را مجبور کند پول زیادی را از همان ابتدا برای ظرفیتی که هنوز به آن نیاز ندارند، خرج کنند.