การประกอบ RMU ช่วยปรับปรุงการจ่ายพลังงานอย่างไร

การเข้าใจเกี่ยวกับชุด RMU ในเครือข่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง

หลักการทำงานและองค์ประกอบของ RMU

ยูนิตวงจรอุปกรณ์หลักหรือ RMU รวมองค์ประกอบหลายอย่างเข้าไว้ด้วยกัน เช่น เบรกเกอร์ ไอโซเลเตอร์ และรีเลย์ป้องกัน ทั้งหมดติดตั้งอยู่ในเปลือกหุ้มขนาดกะทัดรัดที่บรรจุก๊าซเป็นฉนวน ก๊าซเหล่านี้ทำงานได้ดีที่สุดในช่วงแรงดันไฟฟ้า 6 ถึง 36 กิโลโวลต์ และช่วยตรวจจับปัญหาได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้สามารถแยกข้อผิดพลาดออกได้ก่อนที่จะแพร่กระจายไปทั่วระบบ ซึ่งช่วยให้กระแสไฟฟ้ายังคงไหลต่อเนื่องแม้จะมีปัญหาเกิดขึ้นที่ตำแหน่งอื่นของโครงข่ายไฟฟ้า สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในเมืองใหญ่ที่การหยุดจ่ายไฟอาจส่งผลกระทบต่อประชาชนจำนวนมากในเวลาเดียวกัน ก๊าซ SF6 ที่อยู่ภายในเปลือกหุ้มนี้ช่วยป้องกันการเกิดอาร์กไฟฟ้าอันตรายระหว่างการทำงาน ทำให้เหมาะสมสำหรับพื้นที่จำกัด เช่น สถานีไฟฟ้าใต้ดิน ที่ความปลอดภัยถือเป็นสิ่งสำคัญสูงสุด

บทบาทของ RMUs ในเครือข่ายจ่ายไฟแรงดันปานกลาง 6–36 กิโลโวลต์

RMUs ทำหน้าที่เป็นจุดควบคุมแบบโมดูลาร์สำหรับระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง ช่วยให้สามารถส่งไฟฟ้าอย่างยืดหยุ่นไปยังอาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ หน่วยเหล่านี้ใช้พื้นที่น้อยกว่าอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แบบฉนวนอากาศแบบเดิมอย่างมาก โดยลดความต้องการพื้นที่บนพื้นผิวลงประมาณครึ่งหนึ่ง ซึ่งทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่จำกัดในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น ซึ่งที่ดินมีราคาแพง การติดตั้งสวิตช์ต่อศูนย์ภายในช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้กับช่างเทคนิคขณะดำเนินการบำรุงรักษา และเวลาตอบสนองที่รวดเร็วของฟังก์ชันป้องกันมีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มักเกิดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าอย่างฉับพลัน ซึ่งช่วยให้ระบบโครงข่ายไฟฟ้าทำงานได้อย่างราบรื่นแม้ในภาวะเครียด

แผนการจ่ายไฟฟ้าหลัก: แบบรัศมี แบบวงแหวน และแบบเชื่อมต่อกัน

เครือข่ายแรงดันปานกลางมักใช้สามรูปแบบ ได้แก่

• ระบบแบบรัศมี (แหล่งจ่ายไฟแบบเดี่ยว)
• รูปแบบวงแหวน (ลูปปิดที่มีความซ้ำซ้อน)
• โครงข่ายที่เชื่อมต่อกัน (แหล่งจ่ายไฟหลายแหล่งที่เชื่อมโยงกัน)

ยูนิตสวิตช์แบบปิดผนึก (RMUs) มีประสิทธิภาพสูงสุดในโทโพโลยีแบบวงแหวน โดยการสลับกระแสสองทิศทางช่วยให้สามารถเปลี่ยนเส้นทางอัตโนมัติภายใน 5–10 รอบหลังจากตรวจพบความผิดปกติ ในทางตรงกันข้าม ระบบเรเดียลมักประสบปัญหาไฟฟ้าดับเป็นวงกว้างเมื่อเกิดความผิดปกติที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง เนื่องจากไม่มีเส้นทางสำรอง

RMUs ทำให้การจ่ายพลังงานมีความน่าเชื่อถือในระบบวงแหวนได้อย่างไร

ระบบเครือข่ายแบบวงแหวนพึ่งพาหน่วย RMU เพื่อสร้างวงจรที่สามารถฟื้นตัวเองได้ โดยส่วนที่เกิดข้อผิดพลาดจะถูกตัดออกโดยอัตโนมัติ ไม่จำเป็นต้องมีบุคคลเข้าไปแก้ไขด้วยตนเอง การวิจัยล่าสุดจากรายงานความทนทานของโครงข่ายไฟฟ้าเมื่อปีที่แล้วแสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจอย่างมาก เครือข่ายที่ใช้ RMU สามารถลดการหยุดจ่ายไฟฟ้าลงได้ประมาณสามในสี่ เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้โครงสร้างเดิมๆ สำหรับสถานที่ที่ไม่สามารถยอมรับการหยุดทำงานได้ เช่น โรงพยาบาลที่ใช้อุปกรณ์ช่วยชีวิต ศูนย์ข้อมูลที่จัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก หรือโรงงานที่มีสายการผลิต ความเชื่อถือได้ในระดับนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง บางประเทศในยุโรปที่กำลังทดสอบเทคโนโลยีสมาร์ทกริดสามารถรักษาระดับการจ่ายไฟฟ้าให้คงอยู่ได้ใกล้เคียงกับความสมบูรณ์แบบ คิดเป็นเวลาทำงานต่อเนื่อง (uptime) สูงถึงเกือบ 99.98% ตามเกณฑ์ที่กำหนด

การแยกจุดขัดข้องและเพิ่มความน่าเชื่อถือของเครือข่ายด้วยชุดประกอบ RMU

การแยกจุดขัดข้องและความน่าเชื่อถือในระบบโครงข่ายไฟฟ้า

ความน่าเชื่อถือของระบบโครงข่ายไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการแยกจุดขัดข้องอย่างแม่นยำ จุดขัดข้องที่ไม่ได้รับการควบคุมในระบบแรงดันปานกลางสามารถทำให้เกิดไฟฟ้าดับเป็นวงกว้าง ส่งผลกระทบต่อลูกค้าหลายหมื่นราย โดยสถานประกอบการอุตสาหกรรมอาจประสบกับความสูญเสียทางการเงินมากกว่า 100,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อนาทีในช่วงเวลาที่หยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้

ฟังก์ชันการแยกจุดขัดข้องและการป้องกันของชุดสวิตช์เกียร์ RMU

RMU แบบทันสมัยในปัจจุบันผสมผสานตัวตัดสูญญากาศเข้ากับรีเลย์ไมโครโปรเซสเซอร์อันทันสมัย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันหลายชั้น เมื่อเกิดความผิดปกติ ระบบเหล่านี้สามารถกำจัดข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็วภายในประมาณ 3 รอบ หรือ 50 มิลลิวินาที อุตสาหกรรมพบว่าตัวตัดสูญญากาศสามารถฟื้นคืนคุณสมบัติไดอิเล็กทริกได้เร็วกว่าตัวตัดแบบ SF6 รุ่นเก่าประมาณ 92% เมื่อเผชิญกับอาร์ก หม้อแปลงกระแสที่ติดตั้งอยู่ภายในระบบนี้ ทำให้วิศวกรสามารถวิเคราะห์ระดับความรุนแรงของข้อผิดพลาดขณะที่เกิดขึ้นได้ การตรวจสอบแบบเรียลไทม์นี้ ทำให้กระบวนการประสานงานของรีเลย์แม่นยำขึ้นประมาณ 40% เมื่อเทียบกับระบบอิเล็กโทรเมคคานิคอลรุ่นเก่า

ความน่าเชื่อถือของเครือข่ายที่ดีขึ้นผ่านการระบุตำแหน่งข้อผิดพลาดอย่างแม่นยำ

โดยใช้ระบบล็อกการเลือกโซน (ZSI) อุปกรณ์ RMUs จะจำกัดข้อผิดพลาดให้อยู่ในส่วนที่คิดเป็น ℘12% ของสินทรัพย์เครือข่ายทั้งหมด ความแม่นยำนี้ช่วยลดผลกระทบต่อลูกค้าลง 58% ในโครงข่ายแบบวงแหวน และรักษาความมั่นคงของแรงดันไฟฟ้าภายในระดับ ±5% จากระดับปกติระหว่างเหตุการณ์ข้อผิดพลาด

ลดเวลาหยุดทำงานและเพิ่มความสามารถในการกู้คืนพลังงานอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์ RMUs

อุปกรณ์ RMUs ที่ทำงานอัตโนมัติสามารถกู้คืนพลังงานได้ภายในเวลาเฉลี่ย 87 วินาที—เร็วกว่าระบบทั่วไปซึ่งใช้เวลานานถึง 22 นาทีอย่างมาก อีกทั้งด้วยระบบปรับจูนรีเลย์แบบปรับตัวได้ อุปกรณ์เหล่านี้ยังคงจ่ายไฟฟ้าไปยังสายที่ไม่ได้รับผลกระทบ 91% ขณะทำการแยกส่วน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสถานที่ที่ต้องการการทำงานต่อเนื่องระดับ 99.999%

การวิเคราะห์ข้อโต้แย้ง: การพึ่งพาอาศัยระบบจัดการข้อผิดพลาดแบบพาสซีฟมากเกินไปในระบบดั้งเดิม

แม้จะมีความก้าวหน้า แต่บริษัทสาธารณูปโภคในอเมริกาเหนือถึง 64% ยังคงใช้ระบบป้องกันกระแสเกินแบบกำหนดเวลาตายตัว แนวทางเชิงรับนี้ไม่สามารถป้องกันข้อบกพร่องรองได้ 37% ในโครงสร้างพื้นฐานที่เสื่อมสภาพ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความเร่งด่วนในการเปลี่ยนผ่านไปสู่กลยุทธ์การป้องกันที่กระตือรือร้นและชาญฉลาด

ประสิทธิภาพการดำเนินงานและประโยชน์ด้านการบำรุงรักษาของการติดตั้ง RMU

สมัยใหม่ ชุดอุปกรณ์ RMU ให้ผลลัพธ์ที่วัดได้ในด้านประสิทธิภาพการดำเนินงาน การวางแผนบำรุงรักษา และการจัดการต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน การติดตั้งที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมช่วยลดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนลงได้ 35% และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาประจำปีโดยเฉลี่ย 18% เมื่อเทียบกับสวิตช์เกียร์แบบเดิม ตามรายงานของ Energy Infrastructure Report 2023 .

ประโยชน์ด้านการดำเนินงานของ RMU รวมถึงประสิทธิภาพและประหยัดต้นทุนในการบำรุงรักษา

การออกแบบแบบโมดูลาร์ของ RMUs รองรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ผ่านการตรวจสอบสภาพภายในตัวอุปกรณ์ ซึ่งช่วยลดความถี่ของการตรวจสอบด้วยตนเองได้สูงสุดถึง 60% ในขณะที่ยังคงรักษาระดับการใช้งานได้ถึง 99.6% ในเครือข่ายไฟฟ้า 22 กิโลโวลต์มาตรฐาน การศึกษาในสนามจริงแสดงให้เห็นว่าค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาแก้ไขมีการลดลง 40% เป็นระยะเวลาห้าปี

การออกแบบที่กะทัดรัดและข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยของโซลูชัน RMU รุ่นใหม่

RMUs ที่ออกแบบเพื่อประหยัดพื้นที่ต้องการพื้นที่ติดตั้งน้อยกว่าสถานีไฟฟ้าย่อยแบบเดิมถึง 45% และให้การป้องกันระดับ IP67 เต็มรูปแบบจากฝุ่นและความชื้น แบบจำลองที่ใช้ก๊าซเป็นฉนวนสามารถลดความเสี่ยงจากอาร์กแฟลชได้ 92% เมื่อเทียบกับสวิตช์เกียร์ที่ใช้อากาศเป็นฉนวน ทำให้ความปลอดภัยของช่างเทคนิคเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานและการลดความต้องการบริการของติดตั้ง RMU

การวิเคราะห์วงจรชีวิตแสดงให้เห็นว่าต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมต่ำลง 25–30% ภายในระยะเวลา 15 ปี เนื่องจากมีการเปลี่ยนชิ้นส่วนน้อยลง การผสานระบบวินิจฉัยขั้นสูงช่วยยืดระยะเวลาระหว่างการบำรุงรักษาออกไปอีก 2–3 ปี ในขณะที่ชิ้นส่วนที่ปิดผนึกตลอดอายุการใช้งานในแบบจำลองสมัยใหม่ที่ไม่ใช้ SF₆ ทำให้ไม่จำเป็นต้องหล่อลื่นเลย

การป้องกันวงจรและการควบคุมการไหลของพลังงานในระบบแบบ RMU

ฟังก์ชันการควบคุม ป้องกัน และแยกวงจรในชุดประกอบ RMU

RMU รวมฟังก์ชันการควบคุม ป้องกัน และแยกวงจร เพื่อปกป้องเครือข่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง โดยใช้อุปกรณ์ตัดตอนขั้นสูง สามารถแยกกระแสขัดข้องได้ภายใน 30–50 มิลลิวินาที ซึ่งช่วยป้องกันความล้มเหลวของระบบโดยรวม พร้อมทั้งคงการจ่ายไฟไปยังส่วนที่ทำงานปกติอยู่ สวิตช์แยกวงจรช่วยให้สามารถตัดไฟเพื่อดำเนินการซ่อมบำรุงได้อย่างปลอดภัย โดยไม่กระทบต่อสายจ่ายไฟที่อยู่ใกล้เคียง

การรวมกลไกการทำงานของสวิตช์และรีเลย์ป้องกัน

เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศทำงานแบบซิงโครไนซ์กับรีเลย์ป้องกันดิจิทัล เพื่อให้การป้องกันแบบชั้นหลายชั้น ระบบเหล่านี้สามารถตรวจจับกระแสเกิน ตรวจสอบเงื่อนไขแรงดันต่ำหรือสูงเกินไป และลดความเสี่ยงจากอาร์คแฟลช การตัดการทำงานแบบเลือกสรร (Selective tripping) จะทำให้เฉพาะส่วนที่มีข้อผิดพลาดถูกตัดออก โดยยังคงความต่อเนื่องของการจ่ายไฟในส่วนอื่นๆ ของเครือข่ายไว้

ความน่าเชื่อถือและการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องผ่านระบบป้องกันที่ประสานงานกัน

ด้วยตรรกะการป้องกันอัจฉริยะ RMU สามารถบรรลุระดับความต่อเนื่องในการจ่ายไฟได้ถึง 99.98% ตามที่ผู้ดำเนินการระบบกริดยืนยัน อุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติจะจัดการลำดับการกำจัดข้อผิดพลาด ทำให้สามารถฟื้นฟูระบบได้ภายในเวลาไม่ถึง 25 นาที ในระบบริงเมน นอกจากนี้ ฟังก์ชันรีเลย์วินิจฉัยตนเองยังสามารถคาดการณ์ปัญหา เช่น การเสื่อมสภาพของฉนวน หรือการสึกหรอของขั้วต่อ ช่วยลดเวลาการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน

โซลูชัน RMU อัจฉริยะและการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติสำหรับระบบกริดไฟฟ้าสมัยใหม่

เทคโนโลยีโซลูชัน RMU อัจฉริยะและการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติ

RMU รุ่นใหม่ในปัจจุบันมาพร้อมสวิตช์อัจฉริยะ เซ็นเซอร์ IoT และระบบควบคุมในตัว ซึ่งช่วยให้การจัดการการใช้งานแรงดันกลางมีประสิทธิภาพดีกว่าที่เคยเป็นมา สิ่งที่ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้โดดเด่นคือความสามารถในการตรวจสอบภาระงานแบบเรียลไทม์ ปรับตั้งค่าการป้องกันได้ทันทีขณะทำงาน และยังสามารถตอบสนองโดยอัตโนมัติเมื่อจำเป็น สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างมากในขณะนี้ เนื่องจากรายงานของ IEA เมื่อปีที่แล้วระบุว่าพลังงานหมุนเวียนมีสัดส่วนประมาณ 42% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในยุโรป RMU แบบดั้งเดิมไม่สามารถรองรับความต้องการในปัจจุบันได้อย่างทันท่วงที ในทางกลับกัน RMU รุ่นอัจฉริยะสามารถทำงานได้แม้กับกระแสไฟฟ้าที่ไหลย้อนกลับจากแหล่งพลังงานขนาดเล็กทั่วเมือง ด้วยข้อดีของอัลกอริทึมคาดการณ์ขั้นสูงที่ช่วยรักษาความเสถียรของระบบไว้ได้ แม้จะเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา

การตรวจสอบระยะไกลและการรวมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะของชุดตู้ RMU

ติดตั้งโปรโตคอลการสื่อสาร IEC 61850 ทำให้ RMU รุ่นขั้นสูงสามารถเชื่อมต่ออย่างไร้รอยต่อกับโครงสร้างโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะเพื่อการควบคุมดูแลแบบรวมศูนย์ ซึ่งช่วยให้สามารถ:

• สลับการทำงานจากระยะไกลด้วยเวลาตอบสนองต่ำกว่า 100 มิลลิวินาที
• การติดตามสุขภาพฉนวนอย่างต่อเนื่องผ่านเซ็นเซอร์ตรวจจับการปล่อยพลังงานบางส่วน
• การวิเคราะห์ความเพี้ยนของคลื่นฮาร์มอนิกเพื่อปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า

การรวมตัวของ RMU เข้ากับระบบ Smart Grids และระบบอัตโนมัติสำหรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคที่ใช้ RMU อัตโนมัติรายงานว่าสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้เร็วขึ้นถึง 67% ด้วยอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่วิเคราะห์ประสิทธิภาพในอดีต ระบบการบำรุงรักษาตามสภาพช่วยลดความถี่ในการตรวจสอบลง 40% และยืดอายุการใช้งานโดยประมาณของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นเฉลี่ย 18 เดือน

การวิเคราะห์แนวโน้ม: การเติบโตของ Digital Twins และการวินิจฉัยโดยใช้ AI ในระบบ RMU

ผู้ผลิตชั้นนำตอนนี้ฝังเทคโนโลยี digital twin ที่อิงจากหลักฟิสิกส์ไว้ใน RMU ทำให้สามารถจำลองเสมือนแผนการป้องกันภายใต้สภาวะสุดขั้วได้ ผู้ที่นำเทคโนโลยีมาใช้ในระยะแรกสามารถทำนายความล้มเหลวของฉนวนได้อย่างแม่นยำถึง 91% ก่อนเกิดเหตุมากกว่า 72 ชั่วโมง โดยใช้การวิเคราะห์แบบ AI บนข้อมูลจากเซ็นเซอร์ด้านอุณหภูมิ ไฟฟ้า และกลไก