Орташа кернеулі RMU торабының сенімділігін қалай арттырады

Электр энергиясын таратудағы орташа кернеулі RMU-дың негізгі архитектурасы мен қызметі

Электр энергиясын таратудағы сақиналы негізгі құрылғы (RMU): Негізгі архитектура мен интеграция

Орташа кернеулі жүйелердегі сақиналы негізгі құрылғылар, қысқаша RMU, электр энергиясын қалалар мен өнеркәсіптік аймақтар бойынша тиімді таратуға көмектесетін сақиналы желілердегі компакттық трансформаторлық қосалқы станциялар ретінде қызмет етеді. Олардың ерекшелігі вакуумдық қорғағыштар, жүктемені өшіру қосқыштары және әртүрлі бақылау жабдықтарын бір құрылғыға біріктіріп орналастыруында. Бұл шешімнің мақсаты - объектіде аз орын алып, бірақ барлық сол заманғы инфрақұрылыммен толық сәйкес келу. Кеңестік дәуірден бері қолданылып келе жатқан желілерін жаңартуға тырысқан электр торап компаниялары үшін кеңістік шектеулі және бюджет қатаң болған кезде мұндай компактты шешімдер мүлдем қажет болып табылады.

Орташа кернеулі тарату жүйелері: Қиыншылықтар және сенімді қосқыштардың қажеттілігі

6,6 кВ және 33 кВ аралығында жұмыс істейтін кернеу желілері жүктеменің тербелістерін, қауіпті доғалық разрядтарды және бүкіл жүйелерді тоқтата алатын жаман тізбектелген ақаулар сияқты әртүрлі мәселелермен кездеседі. Қазіргі электр желілері зақымданудың алдын алу үшін 25 кА шамасындағы қысқа тұйықталу токтарын 50 миллисекунд ішінде өшіре алатын жақсырақ ажырату құрылғыларын қажет етеді. 2024 жылғы тораптың тұрақтылығы туралы есепте жарияланған соңғы зерттеу нақты қорқынышты нәрсе анықтады: тығыз қалалық аймақтарда болатын тораптың үштен үстінен астам ақаулары ақауларды бөлгендегі баяу реакция уақытына байланысты. Дәл осы жерде Сақиналы Бас Бірліктер (RMU) шынымен айырмашылық жасайды, себебі олардың тез ажырату мүмкіндіктері қорғаныстағы маңызды осы саңылауды жабуға көмектеседі.

Орташа кернеулі RMU-дің негізгі компоненттері

RMU өнімділігін анықтайтын үш ішкі жүйе:

• Вакуумды қосқыштар : Магнит өрісімен басқарылатын вакуумды өшірушілерді пайдаланып, ₠20 мс ішінде доғаны өшіріңіз
• Жүктемелі ажыратқыштар : Фидерлердің толық ажыратылуынсыз қауіпсіз техникалық қызмет көрсетуді қамтамасыз ету
• Қорғаныс релелері : Ток (0,5–1250 А) және кернеу шұғыл төмендеуі (номиналдың ₠85%) сияқты параметрлерді бақылау

Соңғы талдаулар электромеханикалық модельдерге қарағанда сандық релелермен жабдықталған ЖҚҚ-ның жалған іске қосылуын 63% азайтатынын көрсетті, бұл жұмыс сенімділігін арттырады.

Стандартты конфигурациялар мен жұмыс принциптері

Көбінесе желілер SF₆ немесе вакуумдық оқшаулаумен және IEC 62271-105 стандартына сәйкес екі шинадан тұратын ЖҚҚ-ларды пайдаланады. Бұл жүйелердің бір фидері істен шыққан кезде автоматтандыру 300 мс ішінде қосымша жолдар арқылы қуатты қайта бағыттайтын ақауға төзімділігіне назар аударады. Көбінесе беріліс кезінде кернеудің <0,5% төмендеуі сақталады, бұл EN 50160 қуат сапасы стандарттарын сақтауға сәйкес келеді.

ЖҚҚ технологиясымен қысқа мерзімде ақауды бөлу және қызметті қалпына келтіру

Орташа кернеулі ЖҚҚ-лар сақиналы желілерде дәлме-дәл ақауды бөлуге қалай мүмкіндік береді

Орташа кернеулі RMU құрылғылары дәстүрлі фидерлік жүйелерге қарағанда 80% тезірек ақауларды анықтау үшін 50 миллисекунд ішінде жұмыс істейтін заманауи сенсорлар мен өшіргіштерді пайдаланады (European Power Research Institute, 2023). Сақиналы желілерде бұл зақымданған кабельдік бөліктерді екі бағытта изоляциялауға мүмкіндік береді және әсер етпейтін аймақтар үшін кернеудің тұрақтылығын сақтайды.

Қуатты қайта бағыттау және Үзіліс Аймақтарын Азайту: RMU-дағы Жұмыс Істеу Механизмдері

Ақаулықты анықтаған кезде жүктемелі өшіргіштер 300 мс ішінде қуатты басқа жолдармен бағыттайды, осылайша желідегі орын алған типтік ақаулар кезінде үзілістің әсері байланысқан тұтынушылардың 0,5%-нен аспайды. Автоматтандыру контроллерлері ағымдық жолдарды динамикалық түрде реттеу арқылы ауруханалар сияқты маңызды инфрақұрылымдарға бірінші орын береді.

Статистикалық деректер: Ақылды қалаларда RMU-ларды орнату арқылы үзілістердің жиілігін азайту

2023 жылғы 47 қалалық желі операторларын зерттеу негізінде орташа кернеулі RMU-ларды қолданатын ақылды қалалар радиалды желілерге қарағанда 62% аз тұрақты сөндірулерді (>5 минут) байқайды. Бұл технология өзін-өзі емдейтін желілерді қолдайды және әрбір 100 000 тұтынушыға жылына 740 мың доллар шығындарды азайтады (Ponemon, 2023).

Сақиналы желі конфигурациясы және динамикалық желі реконфигурациясы

Сақиналы желі топологиясы арқылы сенімділікті арттырудағы Сақиналы Негізгі Құрылғылардың рөлі

Орташа кернеулі RMU-лар сақиналы желі топологияларын іске қосу арқылы төзімді таратудың негізін құрайды. Бұл конструкциялар қуаттың резервтік жолдарын қамтамасыз етеді және қызмет көрсетуді тоқтатпай-ақ ақауларды бөліп алуға мүмкіндік береді. Радиалды жүйелерден айырмашылығы, сақиналы желілер бір нүктедегі істен шығуды азайтады – 2022 жылғы IEC зерттеуі бойынша RMU-мен қолданылатын сақиналы желілерді пайдаланатын желілерде күтпеген сөндірулер 42% аз болды.

Желі ақаулары кезіндегі RMU-лардың ауыстыру және реконфигурация мүмкіндіктері

Ақаулар кезінде RMU торабын автоматты түрде қайта конфигурациялайды, ол үшін ажыратқыштар мен жүктеме қосқыштарды ашады немесе жабады. Бұл екі бағытты басқару миллисекунд ішінде қуаттың бағытын өзгертеді және тоқтап қалуды минималді деңгейде ұстайды. Мысалы, трансформатордың істен шығуы кезінде RMU ақауланған блокты бөліп тастап, жүктемені көрші бөліктерге ауыстырады.

Зерттеу жағдайы: Жоғары тығыздықты Азия мегаполистеріндегі RMU-ның төзімділігі

Токионың Сибуя ауданы 2023 жылғы дауыл маусымына дейін 48 орташа кернеулі RMU орнатты, бұл ақау оқиғаларының саны 35% өскеніне қарамастан үзілістердің ұзақтығын 79% қысқартты. Сеулда ұқсас стратегия дауылдан туындаған үзілістерді 62% қысқартты, бұл туралы қалалық электр жүйелерінің желілік төзімділігі талдауында .

RMU арқылы екі бағытты қуат ағынын басқарудың операциялық пайдасы

Қазіргі заманғы RMU күн энергетикасы мен электромобильдерді зарядтау орындарын интеграциялау үшін қажетті кері қуат ағынын қолдайды. Бұл мүмкіндік жүктемені теңестіруге және орталықтандырылмаған генерацияға икемделуге мүмкіндік береді және энергия өту жоспарларында тарату желісін оптимизациялауға ықпал етеді.

Электр ақаулардан қорғау функцияларының интеграциялануы

Қысқа тұйықталудан және асыра жүктемеден қорғау: орташа кернеулі RMU-лардың негізгі функциялары

Орташа кернеулі RMU-лар көп деңгейлі қорғау арқылы желілерді қорғайды. Доғалық ақаулықты анықтау модульдері 3 миллисекунд ішінде ( Fuji Electric 2023 ) қауіпті доғаны анықтайды, ал термиялық-магниттік ұшырау механизмдері 25 кА дейінгі ақаулық токтармен жұмыс істейді. Бұл екі жақты тәсіл транзиттік асыра жүктеме кезінде кернеудің <3% төмендеуін қамтамасыз етеді және төменгі деңгейлі жабдықтар үшін үздіксіздікті сақтайды.

RMU-лардағы интеграцияланған қорғау релелерімен жақсартылған ақаулықты анықтау

Микропроцессорлық релелер ток айырмашылықтары мен гармоникалық үлгілерді талдайды және шынайы ақаулықтарды транзиттік импульстерден ажыратуда 99,2% дәлдікке жетеді (IEC 62271-2023). Электромеханикалық релелермен салыстырғанда, олар лаңсақ ұшырауды 47% азайтады. Әр 15 минут сайын реленің бүтіндігін тексеретін өзін-өзі тексеру функциясы тұрақты дайындықты қамтамасыз етеді.

RMU қорғау координациясында жоғары сенімділік пен күрделілікті тепе-теңдікте ұстау

Дамыған RMU-лар сегменттер бойынша қорғанысты басқару үшін аймақтық таңдаулы блокирлеуді қолданады, жалпы өшіру уақытын 58% қысқартып, сегменттік әрекетті сақтайды – сегізден астам беріліс нүктесі бар желілерде маңызды. IEC 61850 стандартына сәйкес келетін логикалық қозғалтқыштар қолжетімді қатысусыз 15-тен астам сценарий бойынша баптауларды басқарады, осылайша операцияларды жеңілдетеді.