Hogyan válasszuk ki a megfelelő RMU-t középfeszültségű elosztó alkalmazásokhoz

Bevezetés

A áramköri megszakítóaz egyik legszélesebb körben alkalmazott darabközépfeszültségű kapcsolóberendezésa világban. Kompakt alállomásokon belül található sűrű városi negyedekben, szélturbinák tövében, kereskedelmi tornyok pincéjében és ipari üzemek peremén. Feladata nem elbűvölő, de kritikus: csatlakoztassa az elosztó betáplálókat egy gyűrűbe, védje a transzformátorokat, és izolálja a hibákat anélkül, hogy a teljes hálózatot lebontaná.

MertRMUHatalmas mennyiségben gyártják és nagy flottákban helyezik üzembe, fennáll a kísértés, hogy áruként kezeljék őket – válasszon feszültséget, válasszon áramot, hasonlítsa össze az árakat. Ez a megközelítés addig működik, amíg meg nem. A rosszul meghatározott RMU működési fejfájást okozhat, amely több tucat vagy több száz telepítést érint. Egy mérsékelt égövi városközpontban tökéletesen működő konfiguráció idő előtt meghibásodhat a sópermettel rendelkező tengerparti környezetben. A sugárirányú hálózathoz megfelelő védelmi séma kiszámíthatatlanul viselkedhet, amikor a segédprogram újrakonfigurálja a gyűrűt.

A megfelelő RMU kiválasztásához meg kell érteni, hogy hol fog működni, hogyan lesz elérhető és karbantartható, mit kell védenie, és hogyan változhat meg a körülötte lévő hálózat 30 éves élettartama alatt. Ez a cikk sorra megvizsgálja ezeket a tényezőket.

Kezdje az alkalmazással, ne a katalógussal

A legdrágább RMU specifikációs hiba az, hogy egy szabványos konfigurációt választ ki egy katalógusból, mielőtt megértené az alkalmazás környezetét. Minden RMU-választási döntést három alkalmazási tényezőnek kell alakítania.

Beltéri és kültéri telepítés. A klímaszabályozott elektromos helyiségbe telepített beltéri RMU jóindulatú környezetnek néz szembe. A hőmérséklet stabil. A páratartalom szabályozott. Nincs kitéve esőnek, pornak vagy sónak. Egy kültéri RMU, amelyet a part közelében, alátétre szerelt burkolatba telepítenek, egészen más valósággal néz szembe. A hőmérséklet-ingadozások belső páralecsapódást okozhatnak. A sópermet felgyorsítja a korróziót a szabaddá vált fémrészeken. Az ultraibolya sugárzás idővel rontja a polimer szigetelést és tömítéseket. A burkolatot ezekre a feltételekre kell tervezni, megfelelő IP-besorolással, páralecsapódás elleni intézkedésekkel és korrózióvédelemmel.

Hozzáférés és karbantartás filozófiája. A belvárosban, egy lezárt alállomásba telepített RMU-t a karbantartó személyzet 30 perc alatt meglátogathatja. A hegygerincen egy szélturbina tövébe telepített RMU-hoz csak bizonyos időjárási ablakokban lehet hozzáférni, és egy helyszíni bejárás több órányi utazási időt is igénybe vehet. Minél távolabbi a telepítés, annál erősebbek az élethosszig tartó zárt kivitelek, amelyek nem igényelnek gázfelügyeletet, érintkezők karbantartását és időszakos beavatkozást. A karbantartási filozófiát be kell építeni a specifikációba, nem az üzembe helyezés után kell felfedezni.

Meglévő hálózati konfiguráció. A meglévő gyűrűhöz hozzáadott RMU-nak kompatibilisnek kell lennie a védelmi filozófiával, a kommunikációs protokollal és a már üzemelő berendezés fizikai interfészével. Ha a meglévő hálózat speciális védelmi relé platformot használ, az új RMU-nak képesnek kell lennie arra, hogy integrálódjon vele. Ha a meglévő gyűrű egy adott modulkonfigurációt használ, az új egységnek illeszkednie kell ebbe a topológiába anélkül, hogy egyedi tervezést igényelne.

Határozza meg azokat a funkciókat, amelyeket minden modulnak teljesítenie kell

Az RMU nem egyetlen eszköz. Ez modulokból álló összeállítás, amelyek mindegyike külön funkciót lát el. Az első specifikációs feladat annak meghatározása, hogy mely funkciókra van szükség, és mindegyikből hányra.

Gyűrűs adagoló modulok. Ezek a terhelésmegszakító egységek, amelyek az RMU-t az elosztógyűrűhöz kötik. Legalább kettő szükséges – jellemzően bejövő és kimenő, bár a gyűrűs konfigurációban a teljesítmény mindkét irányba áramolhat. Minden gyűrűs adagoló modul tartalmaz egy terhelésmegszakító kapcsolót, amely képes megszakítani a névleges terhelési áramot. A leggyakoribb besorolás a 630A, amely az elosztógyűrűs alkalmazások túlnyomó részét lefedi.

Transzformátor védelmi modulok. Ezek a modulok olyan elosztótranszformátorokat látnak el és védenek, amelyek a középfeszültséget alacsony feszültségre csökkentik helyi fogyasztás céljából. A védelem biztosítható biztosítékkal (a legegyszerűbb és legelterjedtebb megközelítés), megszakítóval (ahol szelektivitás vagy gyakori működés szükséges), vagy biztosítékkal ellátott terhelésmegszakító kombináció. A biztosíték és a megszakító védelem közötti választás a transzformátor méretétől, a hálózati hiba szintjétől és a közmű védelmi koordinációs filozófiájától függ.

Buszcsatoló modulok. Nagyobb RMU-szerelvényekben egy buszcsatoló két gyűjtősínszakaszt csatlakoztathat vagy szétválaszthat. Ez lehetővé teszi a működési rugalmasságot: az egyik transzformátor kivehető a forgalomból, míg a másik mindkét szakaszt táplálja, vagy a gyűrű két független szegmensre osztható a hibaleválasztás érdekében.

Közvetlen mérőmodulok. Ahol a közmű bevételmérést igényel az RMU-nál, egy dedikált mérőmodul fogadja a számlázási pontosság érdekében méretezett áram- és feszültségtranszformátorokat. Ennek a modulnak általában nincs kapcsolási funkciója – ez csak egy mérési pont.

A COTENELE az összes ilyen konfigurációban RMU modulokat szállít, beleértve a 630A névleges bejövő és kimenő gyűrűs adagolókat, a transzformátor védelmi modulokat biztosítékkal vagy megszakítóval, buszcsatolókkal és közvetlen mérőrekeszekkel. Három, négy és öt modulból álló szabványos konfigurációk állnak rendelkezésre, az egyedi elrendezések az ügyfél egysoros diagramján szerepelnek.

Válassza ki a szigetelési technológiát

Az RMU tartályban lévő szigetelő közeg meghatározza a berendezés környezeti lábnyomát, karbantartási profilját és megfelelőségi állapotát. Ennek a döntésnek a jelentősége megnőtt, mivel az SF₆ szabályozások világszerte szigorodtak.

A száraz levegő és a nitrogén szigetelés vált az SF₆ elsődleges helyettesítőjévé az RMU alkalmazásokban. Mindkét gáz nulla globális felmelegedési potenciállal rendelkezik. Mindkettő nem mérgező, nem gyúlékony, és nem igényel különleges kezelést az élettartam végén. A modern szárazlevegős vagy N2-szigetelt RMU-ban a gáztartályt gyárilag feltöltik és lezárják. A teljes 30 éves tervezési élettartama alatt nem igényel nyomásfelügyeletet, utántöltést és gázzal kapcsolatos karbantartást. Maga a tartály jellemzően rozsdamentes acél, amely korrózióállóságot biztosít, amely megfelel a berendezés elektromos tartósságának.

A COTENELE 24 kV-os SF₆-mentes RMU-ja száraz levegőt használ szigetelő közegként egy élettartamra lezárt rozsdamentes acél tartályban. A konstrukciót az IEC 62271-200 szabvány szerint tesztelték, 25 kA-es rövidzárlatállósággal 4 másodpercig, és belső ívbesorolással IAC AFLR 20 kA-en egy másodpercig. A tartály lezárva és tesztelve hagyja el a gyárat. Az üzemeltető szempontjából nincs kezelhető gázrendszer.

A szilárd szigetelés alternatív megoldást kínál a gáz teljes kiiktatásával. A feszültség alatt álló vezetékek és a kapcsolóérintkezők epoxigyantába vannak tokozva. Nincs gáztartály, nincs nyomástartó edény, és nincs gázszivárgás lehetősége. A szilárd szigetelésű RMU-k természetüknél fogva kompaktak és jól illeszkednek olyan zord környezetekhez, ahol a páratartalom, a só vagy a levegőben szálló szennyeződések kihívást jelentenek a gáz- vagy levegőszigetelt kialakításoknál. A kompromisszum az, hogy a szilárd szigetelésű modulok jellemzően kevésbé rugalmasak, amikor újrakonfigurálásra van szükség, és magasabb az egységköltségük.

Az SF₆ örökség. A hagyományos SF₆-töltésű RMU-k még mindig széles körben elterjedtek, de már nem határozhatók meg új létesítményekhez azokon a piacokon, ahol az EU F-gáz-rendelete vagy azzal egyenértékű korlátozások vonatkoznak. A mérnököknek ellenőrizniük kell a célpiac szabályozási státuszát, mielőtt az SF₆ berendezést belefoglalnák a specifikációba. Még ott is, ahol az SF₆ még nem tiltott, az SF₆ berendezés megadása hosszú távú megfelelési kötelezettséget jelent, amelyet sok eszköztulajdonos most nem hajlandó elfogadni.

Ellenőrizze a besorolt ​​paramétereket a webhely feltételeivel szemben

Az RMU adatlapon szereplő adattábla-értékek szabványos referenciafeltételeken alapulnak. A webhely feltételei gyakran eltérnek ezektől a hivatkozásoktól, néha jelentősen. A mérnök feladata annak ellenőrzése, hogy a minősítések érvényesek-e a tényleges telepítési környezetre.

A névleges feszültségnek meg kell haladnia a rendszer névleges feszültségét, figyelembe véve a földzárlatok vagy kapcsolási tranziensek átmeneti túlfeszültségét. A 20 kV-os rendszereknél gyakori a 24 kV-os névleges RMU. 33 kV-os rendszerhez 36 kV vagy 40,5 kV névleges feszültség szükséges. A teljesítmény-frekvencia-tűrő és a villám-impulzus-ellenállási feszültségeket meg kell erősíteni a projekt szigetelési koordinációs tanulmányával.

A gyűrűs betápláló modulok névleges árama általában 630 A, amely a legtöbb elosztógyűrű folyamatos áramát tartalmazza. A transzformátorvédő modulok névleges teljesítménye általában 200 A vagy alacsonyabb, a biztosíték névleges értékének vagy a megszakító beállításának megfelelően. A minősítésnek érvényesnek kell lennie a helyszíni magasságon és a maximális környezeti hőmérsékleten. Ha a telepítés 1000 méter felett van, vagy ha a környezeti hőmérséklet rendszeresen meghaladja a 40 °C-ot, akkor leértékelési tényezőket kell alkalmazni, és magasabb adattáblázatra lehet szükség a szükséges folyamatos áram biztosításához.

A rövidzárlati ellenállás az a paraméter, amely a legközvetlenebbül befolyásolja az RMU fizikai robusztusságát. A névleges értéknek – jellemzően 20 kA vagy 25 kA négy másodpercig – meg kell egyeznie vagy meg kell haladnia a telepítés helyén számított hibaszintet. Ennek a paraméternek az egyetlen megbízható alapja egy rövidzárlati tanulmány, amely a jelenlegi hálózati adatokat használja, és figyelembe veszi a jövőbeli generációs előrejelzéseket. Az alulspecifikáció katasztrofális meghibásodási kockázatot jelent. A túladagolás szükségtelen költségekkel jár.

Ismerje meg az egyes tervek karbantartási filozófiáját

Az RMU karbantartási követelményei a tervezéstől függően jelentősen eltérnek, és ennek a változásnak közvetlen működési költségvonzata van a berendezés 30 éves élettartama során.

Az élettartamra lezárt gáztartályok a modern szabványok az SF₆-mentes RMU-k számára. A tartályt gyárilag száraz levegővel vagy nitrogénnel töltik fel, szivárgást tesztelnek, és tartósan lezárják. Nincs gáznyomásmérő az előlapon – nincs mit leolvasni. Nincs utántöltőnyílás – nincs mit újratölteni. A karbantartási kézikönyv nem tartalmaz gázzal kapcsolatos eljárásokat, mert ilyenek nincsenek. A több száz RMU-ból álló flottát kezelő üzemeltető számára a gázkezelés kiiktatása a karbantartási programból jelentős üzemi megtakarítást jelent.

A biztosítékcsere a leggyakoribb karbantartási tevékenység az RMU-n, és az egyetlen, amelyre egy modern, zárt egység normál működése során szükség van. Ha a transzformátor védőbiztosítéka működik, a biztosítékot ki kell cserélni. A kialakításnak lehetővé kell tennie ennek biztonságos végrehajtását, miközben a gyűrűs adagoló modulok üzemben maradnak, miközben a transzformátor védelmi modul le van választva. A specifikáció meghatározása előtt át kell tekinteni a biztosítékcsere eljárásait, a hozzáférési követelményeket és a cserebiztosíték-csatlakozók elérhetőségét.

Vákuummegszakító élettartama. Azokban az RMU-konstrukciókban, amelyek vákuummegszakítókat használnak a megszakítóhoz vagy a terhelésmegszakító funkcióhoz – ez a legtöbb modern RMU –, a megszakítók élettartama tömítettek, és nem igényelnek karbantartást. A működési mechanizmus mechanikai tartóssága, amely jellemzően több ezer műveletre van besorolva, meghatározza azt az időközt, amelyen belül szükség lehet a mechanizmus ellenőrzésére vagy nagyjavítására. A legtöbb elosztási alkalmazásnál, ahol a kapcsolási műveletek ritkák, a mechanizmus túléli a berendezés telepített élettartamát.

Konfigurációs ellenőrzőlista gyakori alkalmazási forgatókönyvekhez

A különböző alkalmazások eltérő RMU-konfigurációt igényelnek. Bár minden projektnek egyedi követelményei vannak, számos közös minta szolgál hasznos kiindulási pontként.

Városi elosztó alállomás. Egy tipikus konfiguráció három modulból áll: két gyűrűs adagoló modul (terhelésmegszakító kapcsoló) és egy transzformátor védelmi modul (biztosítékkal). Ez biztosítja a gyűrűs csatlakozást és ellátja a helyi elosztó transzformátort. Egyes hálózatokban négy modulból álló konfigurációt használnak egy további transzformátorvédelmi modullal, ahol két transzformátort telepítenek ugyanarra a helyre.

Szélerőmű gyűjtőhálózat. A szélturbinás transzformátorokat jellemzően biztosítékkal ellátott modulok védik az egyes turbinák alján vagy kis csoportokban elhelyezett RMU-kban. Az RMU gyűrűs adagolók több turbinát kötnek össze egy láncban vagy gyűrűben vissza a kollektor alállomáshoz. A turbina indítási-leállítási ciklusai miatt a kapcsolási frekvencia magasabb lehet, mint a városi elosztásban. A kapcsolóelemekhez előnyösek a nagy mechanikai szilárdságú vákuummegszakítók.

Kereskedelmi épület vagy adatközpont. Ahol az RMU helyszíni generálással vagy kettős közüzemi betáplálással lát el egy létesítményt, szükség lehet egy buszcsatoló modulra a két forrás közötti összekapcsolás kezeléséhez. A biztosítékok helyett a megszakítókkal ellátott transzformátorvédelmi modulokat néha előnyben részesítik, mivel ezek távolról visszaállíthatók, és könnyebben koordinálhatók az alsó védelemmel.

Kritikus infrastruktúra. Kórházak, repülőterek és folyamatos folyamatú ipari üzemek esetében az RMU konfigurációknak támogatniuk kell a szelektív koordinációt, és lehetővé kell tenniük a hibás szakaszok elkülönítését az egészséges szakaszok ellátásának megszakítása nélkül. A gyűrűs adagoló konfigurációjának redundanciáját – úgy, hogy egyetlen kábelhiba sem vonja le a teljes tápellátást – a gyűrűs topológiába kell beépíteni, nem csak az RMU specifikációba.

Szabványoknak való megfelelés és dokumentáció

Az IEC 62271-200 szabvány szerinti típusvizsgálat a minimális követelmény az RMU-kkal szemben a nemzetközi piacokon. A típusvizsgálati program kiterjed a dielektromos vizsgálatokra, a hőmérséklet-emelkedésre, a rövidzárlati ellenállásra, a belső ívosztályozásra és a mechanikai tartósságra. A mérnököknek a teljes típusvizsgálati jelentéseket kell kérniük, nem pedig az összefoglaló tanúsítványokat, és ellenőrizniük kell, hogy a tesztelt konfiguráció megegyezik-e az idézett konfigurációval.

A típusvizsgálaton túl a dokumentációs csomag a termék részét képezi. Rutin tesztjelentések a gyárból minden modulhoz. Nyilatkozat a vonatkozó előírásoknak – beleértve az EU F-gázokra vonatkozó, az SF₆-mentes berendezésekre vonatkozó előírást – való megfelelőségi nyilatkozatot. Telepítési és üzemeltetési kézikönyv, amely pontosan leírja a karbantartási követelményeket vagy azok hiányát az adott kialakításhoz.

A COTENELE IEC 62271-200 típusvizsgálati tanúsítványokat, rutinvizsgálati jelentéseket és teljes dokumentációs csomagot biztosít minden RMU-ajánlathoz. A dokumentáció a pályázati szakaszban elérhető, lehetővé téve a tanácsadó mérnökök és közműértékelők számára, hogy a szerződés odaítélése előtt befejezzék műszaki felülvizsgálatukat.

Következtetés

Az RMU kiválasztása során végig kell gondolni a berendezés teljes élettartamát – hol fog elhelyezkedni, mit kell tennie, hogyan fogják karbantartani, és hogyan változhat a körülötte lévő hálózat. Nem feltétlenül a legalacsonyabb vételár a megfelelő választás. Ez az, amely minimálisra csökkenti a teljes birtoklási költséget három évtized alatt, miközben biztosítja az alkalmazás által megkövetelt megbízhatóságot, biztonságot és működési rugalmasságot.

Az RMU specifikációt készítő mérnökök számára a döntések sorrendje egyértelmű. Kezdje az alkalmazási környezettel. Határozza meg a szükséges modulfunkciókat. Válasszon olyan szigetelési technológiát, amely megfelel a jelenlegi és az előrelátható környezetvédelmi előírásoknak. Ellenőrizze az értékeléseket a webhely feltételeivel összhangban. Ismerje meg a kiválasztott kialakítás karbantartási követelményeit. A megrendelés feladása előtt győződjön meg arról, hogy a dokumentáció és a megfelelőségi bizonyítékok rendelkezésre állnak.

A COTENELE ezt a folyamatot típustesztelt, gyártásra kész, SF₆-mentes RMU-kkal támogatja, amelyek a projekt egysoros diagramjához vannak konfigurálva. Mérnöki csapatunk készséggel áll rendelkezésére, hogy áttekintse a pályázati követelményeket, javasoljon modulkonfigurációkat, és teljes dokumentációs csomagokat biztosítson az ajánlattételhez.

RMU megadása a következő projekthez?

A COTENELE 24kV-os SF₆-mentes gyűrűs főegységeket szállít száraz levegő szigeteléssel, IEC 62271-200 típusvizsgálattal és teljes dokumentációs csomagokkal. Szabványos és egyedi modulkonfigurációk állnak rendelkezésre.

A COTENELE-ről

A COTENELE középfeszültségű kapcsolóberendezésekre specializálódott gyártó, amely SF₆-mentes, környezetbarát gázszigetelésű kapcsolóberendezéseket, vákuummegszakítókat, gyűrűs főegységeket és fémburkolatú paneleket tartalmaz 12 kV és 40,5 kV közötti alkalmazásokhoz. Termékeink közműveket, adatközpont-üzemeltetőket, megújulóenergia-fejlesztőket és ipari vásárlókat szolgálnak ki Európa, Ázsia és a Közel-Keleten. Minden termék típustesztelésen esik át a vonatkozó IEC szabványok szerint, teljes dokumentációval a pályázat benyújtásához és a projekt szállításához.