Разпределителна кутия с пръстенова конфигурация: предимства на компактния дизайн за градските електрически мрежи

Защо компактните разпределителни кутии с пръстенова конфигурация са незаменими за съвременните градски електрически мрежи

Ограничения в градското пространство и растяща нужда от разпределена и устойчива електроенергийна инфраструктура

Тъй като все повече хора се преместват в градовете – в момента над половината от световното население живее в урбани райони – намирането на място за електрическата инфраструктура е станало истински проблем. Традиционните трансформаторни подстанции заемат площ, равна приблизително на футболно игрище, което просто не е възможно в пренаселените метрополитенски райони, където цените на недвижимото имущество могат да достигнат около 740 000 щатски долара на акър според данните на Института Понемон от 2023 г. Междувременно непредсказуемите метеорологични условия и растящата ни зависимост от цифрови системи означават, че се нуждаем от електрически мрежи, които могат да продължават да функционират дори когато отделни компоненти излязат от строя. Само прекъсванията на електроснабдяването, причинени от бури, отнемат около 150 милиарда щатски долара годишно от глобалните икономики според данните на Световната банка от миналата година. Това насочва енергийните компании към по-малки и по-устойчиви системи. Компактните кръгови разпределителни уреди представляват разумно решение в този случай. Тези модулни устройства се вписват идеално в градския пейзаж, без да се налага допълнителна земя или да се предизвикват нарушения в движението по улиците и тротоарите.

Как компактността на пръстеновидните разпределителни уреди директно решава проблема с недостига на земя в мегаполисите

Пръстеновидните разпределителни уреди преодоляват пространствените ограничения чрез радикална миниатюризация — те заемат до 70 % по-малко площ от конвенционалната комутационна апаратура. Газоизолираните (SF6) и вакуумните прекъсващи технологии кондензират компонентите в плътно затворени, модулни сглобки, които могат да се инсталират в предишно негодни за използване пространства:

Тази ефективност е доказана на практика: централната електрическа мрежа на Сингапур разчита на подземни пръстеновидни разпределителни уреди за 80 % от доставката на електроенергия — постигайки пълна N-1 резервност без въздействие върху повърхността. Като решава ограниченията, свързани с наличието на земя, и едновременно осигурява вродена устойчивост, компактните пръстеновидни разпределителни уреди формират физическата основа за мащабируеми и готови за бъдещето градски мрежи.

Инженерни иновации, които позволяват миниатюризацията на пръстеновидните разпределителни уреди

Газоизолирани (SF6) и вакуумни превключвателни технологии за намаляване на заеманата площ

Съвременният дизайн на RMU успява значително да намали размерите си, предимно благодарение на две големи технологични постижения: изолация с газ SF6 и вакуумна комутационна технология. Диелектричната якост на SF6 всъщност е около три пъти по-висока от тази на обикновения въздух, което означава, че проводниците могат да бъдат разположени много по-близо един до друг, без това да повлияе върху ефективността на гасене на дъгата. Това позволява на производителите да намалят размерите на корпусите приблизително с 40 % спрямо традиционните въздушноизолирани системи. Има и аспектът с вакуумния прекъсвач. Той практически напълно елиминира големите дъгогасителни камери, поради което самата комутационна камера заема около 60 % по-малко място в сравнение с предишните решения. Когато се комбинират, тези иновации означават практически нулево обслужване през много години експлоатационен живот. Операторите на електрическите мрежи съобщават за показатели на надеждност от около 99,98 %, когато тези устройства се използват в критични части от техните мрежи. А не трябва да забравяме и икономическите предимства. Общите разходи през целия жизнен цикъл обикновено намаляват с 30–35 % поради всички тези ефективностни подобрения.

Модулна конструкция и интегрирани системи за защита, които повишават плътността, без да се жертва безопасността

Разпределителните уредби (RMU) извличат значителни предимства от модулните подходи в проектирането. Стандартни компоненти, които могат да се монтират един върху друг — включително готови секции на шинопроводи и лесно монтиращи се прекъсвачи, — позволяват персонализирани конфигурации, всички в рамките на една и съща основна кабинетна размерност. Съвременните системи използват вградени интелигентни релета, които непрекъснато следят температурните нива, механичното напрежение и електрическите условия; тези системи могат да изолират повреди за по-малко от 2 милисекунди. Тези интелигентни функции елиминират необходимостта от отделни защитни блокове извън основното устройство, намалявайки необходимото подово пространство с почти три четвърти квадратен метър за всяка конфигурация и изпълнявайки всички задължителни изисквания за безопасност според IEC 62271. Какво означава това практически? Приблизително двойна мощностна капацитетност в сравнение с по-старите конструкции — което има голямо значение при модернизацията на старите подстанции, където просто няма място за разширение.

Реално градско внедряване: Приложения на пръстеновидните разпределителни уредби, спестяващи пространство

Модернизация на трансформаторни подстанции и инсталации на покриви в Токио и Сингапур

Токио сблъсква с истински проблем при търсенето на място за електрически подстанции, тъй като земята там е практически незаменима. Чрез инсталиране на компактни RMU вместо традиционно оборудване градските плановици могат да намалят необходимото физическо пространство с около 60 %. Това помага да се поддържа правилното функциониране на съществуващата инфраструктура, без да се изисква строителството на нещо ново. По целия свят, в Сингапур, е приет подобен подход чрез монтиране на RMU върху сгради в оживените бизнес райони. Тези покривни инсталации задоволяват цялата електрическа мощност в гъсто населените квартали, така че няма нужда от строителство на допълнителни наземни подстанции, които биха заемали ценни улични площи. Това, което наблюдаваме тук, е как тези модулни единици превръщат иначе неизползвани пространства — като покриви на сгради, подземни складови помещения и тунели за поддръжка — в функционални части от мрежата за електроснабдяване.

Вертикална интеграция в високи сгради и търговски комплекси

В днешно време разработчиците започват да инсталират RMU-та вертикално вътре в електрическите шахти на високи сгради, което намалява необходимото електрическо пространство в подвалите с около четиридесет процента. За тези многофункционални търговски сгради, които настаняват множество наематели, струпването на тези RMU-та позволява по-лесно разширяване при нужда. Просто се добавят още вериги или допълнителни нива на защита, когато бизнесът се развива и променя своите енергийни потребности с течение на времето. Реалното предимство тук е, че тази вертикална инсталация напълно избягва проблема с ограничения достъп до земя. Вместо да се борят за скъпото наземно пространство, строителите просто работят нагоре, като правят електрическата мрежа по-устойчива още от началото на строителството.

Бъдеще-доказана урбанистична мрежа чрез мащабируема архитектура на кръгови разпределителни уреди

Градските електрически мрежи се изправят пред все по-голямо напрежение всеки ден поради растящото население, все по-широкото електрифициране на всичко и постоянното увеличаване на потреблението на електроенергия от дигиталните услуги. Затова имаме нужда от инфраструктура, която може да се разширява стъпка по стъпка, без да прекъсва захранването на никого. Масштабируемите конструкции на разпределителни модулни уредби (RMU) всъщност се справят доста добре с този проблем благодарение на своите стандартизирани модулни компоненти, които позволяват на електроснабдителните компании да извършват модернизации по етапи. Искате да добавите ново защитно оборудване? Просто го включете. Имате нужда от подобрено наблюдение? Инсталирайте тези сензори точно там, където са необходими, без да се налага да демонтирате цялата система. Този подход спестява средства за големи инвестиции и осигурява непрекъснато захранване по време на разширения — нещо, което градските планови органи наистина ценят, тъй като надеждното електрозахранване означава, че бизнесът остава продуктивен. Модулният характер на системата също прави значително по-лесно интегрирането на възобновяеми енергийни източници. Слънчевите инсталации и зарядните станции за електромобили (EV) могат да се свържат към конкретни секции на RMU вместо да принуждават към скъпи основни ремонти на подстанциите из целия град. Без тези единични точки на задръстване, които забавят развитието, градските електрически мрежи продължават да се разрастват заедно с градовете, адаптирайки се по време на развитие и промяна на кварталите.

Често задавани въпроси (FAQ)

Какви са компактните разпределителни устройства за кръгова мрежа?

Компактните разпределителни устройства за кръгова мрежа са модулни устройства, които използват напреднали технологии за осигуряване на ефективно разпределение на електроенергия в градски райони, без да се изисква допълнителна земя или да се причиняват прекъсвания.

Как компактните RMU помагат при ограниченията за пространство в градовете?

Компактните RMU заемат до 70 % по-малко площ от конвенционалната комутационна апаратура, което ги прави идеални за среди с ограничено пространство, като например градските райони.

Какви технологии позволяват миниатюризацията на RMU?

Двете основни технологии, които позволяват миниатюризацията на RMU, са газоизолираните (SF6) и вакуумните комутационни технологии.

Какви са предимствата от използването на модулни конструкции в RMU?

Модулните конструкции в RMU позволяват персонализирани конфигурации, намалено обслужване и подобрена мощност без компромиси със стандартите за безопасност.

Как RMU допринасят за бъдещата устойчивост на градските електрически мрежи?

RMU-тата осигуряват гъвкавост за постепенно разширяване на електрическите мрежи, включване на възобновяеми източници на енергия и поддържане на темпа на урбанизацията без значителни преустройства.