Разпределителна кутия с пръстенова конфигурация: компактно решение за градските електроразпределителни мрежи

Какво е разпределителна уредба с пръстенова конфигурация? Основни функции в градските пръстенови мрежи

A коланен юнит (RMU) е компактна запечатана уредба за комутация, предназначена за разпределителни мрежи със средно напрежение (обикновено 6–24 kV). Тя служи като възлов пункт за управление в затворени конфигурации, позволявайки двупосочен поток на електроенергия — ключово за градските мрежи, където непрекъснатото захранване засяга хиляди жители и бизнеси.

Функционална архитектура и логика на комутация на разпределителната уредба с пръстенова конфигурация

RMU интегрират три основни компонента:

• Комутатори под товар , за обичайното управление на вериги под товар
• Предпазители-разединители , за изолиране на повреди в трансформатора за 10 ms
• Скъпоходни ключове или защитни релеи , за защита от прекомерен ток и късо съединение

Логиката за превключване работи послоно, по принцип. Когато възникне проблем, например намаляване на напрежението или внезапен скок на тока, системата автоматично се задейства, за да го отстрани. Да вземем за пример проблем с трансформатор. Повредната част се изключва чрез специални разединители, докато други ключове насочват електроенергията през неповредените части на мрежата. Всичко това се случва изключително бързо – между 100 и 300 милисекунди. Това, което прави тази конфигурация толкова ценна, е способността ѝ да спира разпространението на повреди в цялата мрежа. Вместо един проблем да предизвика по-големи неприятности навсякъде, системата по същество се самовъзстановява след нанесената повреда.

Осигурява изолиране на повреди, прехвърляне на натоварване и безпроблемна преорганизация на мрежата

Градските мрежи разчитат на RMU, за да постигнат резервност „N-1“: ако един фидер излезе от строя, съседните устройства незабавно прехвърлят товара към резервни източници. В метрополитенската мрежа на Лондон тази възможност намали средната продължителност на прекъсванията с 73% (Доклад за устойчивост на мрежата, 2023 г.). Основните експлоатационни предимства включват:

Тази пренареждаемост позволява на операторите динамично балансиране на товарите — прехвърляне на доставките от търговски към жилищни зони през вечерта — и осигурява над 99,98% непрекъснатост в градове като Сингапур.

Предимства от компактния дизайн на кръговите разпределителни уредби за градове с ограничено пространство

РРУ решават проблема с ограничено пространство в градовете, като значително намаляват заетата площ. Тези уредби обединяват всички необходими компоненти като защита на електрическите вериги, комутационни функции и системи за наблюдение в един компактен, запечатан корпус. Резултатът? Те заемат около половината до три четвърти по-малко пространство в сравнение с традиционните разпределителни табла. Това позволява монтаж там, където стандартното електрическо оборудване преди не би паснало. Помислете за малките будки на тротоара, тавански помещения с височина на тавана от едва 2,5 метра или изключително тесните проходи за поддръжка между сгради, които винаги са били прекалено стеснени за правилен монтаж.

Метрики за намаляване на заетата площ спрямо конвенционалните разпределителни табла

Ефективността по отношение на пространството при съвременните РРУ става очевидна при сравнение на изискванията за монтаж:

Този оптимизиран дизайн директно отговаря на ограниченията в градската инфраструктура. Според проучване от 2023 г. за модернизация на електрическите мрежи 74 % от градските плановици предпочитат компактно оборудване при модернизиране на електрическите мрежи в плътно застроени коридори.

Гъвкаво монтиране: киоскове, подземни шахти и подвални помещения в небостъргачи

Разпределителните модулни уредби (RMU) се адаптират към необичайни градски пространства благодарение на модулната си конструкция и повишена устойчивост към външни фактори. Плътните им корпуси с газова изолация позволяват:

• Подземно разполагане в подземни шахти, устойчиви на наводнения
• Интеграция в улична мебелировка — включително осветителни киоскове и шкафове за светофори
• Вертикално струпване в технически шахти на небостъргачи

Тази универсалност избягва скъпите разходи за закупуване на земя — решаващо предимство там, където цените на недвижимото имущество надхвърлят 740 000 щ.д. за акър (Urban Land Institute, 2023). Поддържането остава ефективно, като дизайна с преден достъп премахва необходимостта от задно разстояние.

Надеждност на разпределителните уреди в пръстенова конфигурация: Осигуряване на непрекъснатост в гъстите градски мрежи

Толерантност към повреди и производителност по отношение на времето на готовност: Реални данни от метромрежите на Лондон и Сингапур

Модулните разпределителни уредби (RMUs) доказаха своята ефективност при отстраняване на повреди в гъсто застроени градски мрежи, където пространството е ограничено. Пръстеновидната конструкция позволява бързо пренасочване на енергия при проблеми с кабели или трансформатори, което предотвратява превръщането на малки аварии в масови прекъсвания в свързаните системи. Вземете например лондонското метро – след инсталирането на тези модерни уредби те постигнаха впечатляваща непрекъснатост от 99,98%. А в Сингапур подземната железница продължи да работи безпроблемно дори по време на силните мусонни сезони, които обикновено причиняват различни смущения. Когато възникне проблем, автоматичното секциониране се задейства много бързо – около 100 милисекунди – изключвайки повредените секции, преди те да разпространят повредата в гъсто населените райони. Освен това, технологията за дистанционно наблюдение дава на операторите ранни сигнали за износване на изолацията, още преди нещо напълно да се повреди. Този проактивен подход намалява простоюването с около две трети в сравнение с по-старите въздушно изолирани разпределителни табла, от които все още зависят много места.

Работа с ниски изисквания за поддръжка и ефективност по отношение на цикъла на живот

Разпределителните уредби са с минимална необходимост от ръчно обслужване, тъй като идват в запечатани корпуси, пълнени с газове като SF6 или чист въздух, вместо да разчитат на отворени конструкции. Тези затворени корпуси предпазват от прах, влага и всичко останало, което би могло да проникне в обикновеното оборудване. Разликата всъщност е огромна – повечето обекти установяват, че могат да намалят приблизително 80% от досадните задачи по поддръжка, които обикновено се натрупват при традиционните системи с въздушна изолация. Във времето, енергийните компании виждат спестявания от около 40%, когато разглеждат общите разходи за 25 години експлоатация. Техниците също няма нужда да ровят навсякъде, тъй като всичко важно се намира зад един голям преден панел. Освен това твърдотелните реле заемат мястото на старомодни механични части, които в крайна сметка просто се повреждат. Това означава по-малко време, прекарано в поправки, и по-малки запаси от резервни части, които седят и събират прах. Градовете особено се възползват от тази конфигурация, тъй като мениджърите на мрежите им постигат по-добро представяне, без да трябва да харчат пари за постоянни ремонти и подмяна.

Често задавани въпроси

• Каква е основната функция на кръгов разпределителен шкаф?
  Кръгов разпределителен шкаф (KРШ) е предназначен за разпределение на средно напрежение и служи като контролна точка в градските мрежи, като осигурява двупосочно пренасяне на електроенергия, което помага за непрекъснато захранване.
• Защо кръговите разпределителни шкафове са от съществено значение за градските електрически мрежи?
  КРШ-овете са от решаващо значение за градските мрежи, тъй като позволяват бързо изолиране на повреди, прехвърляне на товар и преустройство на мрежата, което ефективно намалява продължителността на прекъсванията и осигурява висок процент на непрекъсната работа.
• Как се сравняват КРШ-овете с традиционната комутационна апаратура по отношение на заеманото пространство и монтаж?
  КРШ-овете са по-компактни, изискват 65% по-малко подово пространство и намаляват времето за инсталиране с 70–75%, което ги прави идеални за градски среди с ограничено пространство.