リングメインユニット：都市部の電力分配ネットワーク向けコンパクトソリューション

リングメインユニットとは何か？ 都市部のリングネットワークにおける基本機能

A リングメインユニット (RMU) は、中圧（通常6～24kV）電力分配ネットワーク用に設計されたコンパクトで密封された開閉装置アセンブリです。ループ構成におけるノード制御ポイントとして機能し、双方向への電力供給を可能にします。これは、電力の途切れが何千人もの住民や企業に影響を与える都市部のグリッドにおいて極めて重要です。

リングメインユニットの機能的アーキテクチャとスイッチングロジック

RMUは以下の3つの主要コンポーネントを統合しています：

• 負荷遮断スイッチ 負荷下での日常的な回路制御用
• ヒューズ付き分路器 10ミリ秒以内に変圧器の故障を分離するための装置
• 過電流および短絡保護用の遮断器または保護リレー 、過電流および短絡保護用

スイッチングロジックは基本的に階層的に動作します。電圧低下や電流の急激なスパイクなど何らかの異常が発生した場合、システムは自動的に作動して対処します。たとえば変圧器に問題が発生した場合、特殊な遮断器によって異常箇所が切り離され、他のスイッチが正常なネットワーク部分を通じて電力を供給します。この一連の処理は非常に高速で、およそ100〜300ミリ秒の間に完了します。この構成が極めて有用な点は、問題が全体の系統に広がるのを防げるところにあります。一つの障害が他の場所でより大きなトラブルを引き起こすのを許す代わりに、システムは損傷後に自らを修復するように機能します。

障害隔離、負荷移行、シームレスなネットワーク再構成を可能にする

都市の配電網では、RMU（リング・メイン・ユニット）を用いて「N-1」冗長性を実現します。つまり、1本のフィーダーが故障した場合、隣接するユニットが即座に負荷をバックアップ電源へ転送します。ロンドンの都市圏配電網では、この機能により平均停電時間は73％短縮されました（2023年グリッドレジリエンス報告書）。主な運用上の利点は以下のとおりです：

この再構成機能により、運用者は負荷を動的にバランス調整可能となり、例えば夕方には商用エリアから住宅エリアへ供給を切り替えるといった柔軟な運用が可能です。シンガポールなどの都市では、99.98％を超える稼働率を維持しています。

空間が限られた都市向けRMU（リング・メイン・ユニット）のコンパクト設計の優位性

RMUは、物理的な設置面積を大幅に縮小することで、都市部の限られた空間という課題に対応します。これらのユニットは、回路保護、スイッチング機能、監視システムなど必要なすべての構成部品を、コンパクトで密封された筐体に集約しています。その結果、従来のスイッチギア装置と比較して、約半分から4分の3程度のスペースしか必要としません。これにより、これまで標準的な電気設備では設置が不可能だった場所への導入が可能になります。歩道に設置された小さなキオスク、天井高がわずか2.5メートルしかない地下の設備室、あるいはこれまで設置作業には狭すぎた建物間の極めて狭い点検通路などを想像してみてください。

従来型スイッチギアとの設置面積削減率の比較

現代のRMUの省スペース性は、設置要件を比較することで明らかになります。

この洗練された設計は、都市のインフラ制約に直接対応しています。2023年の送電網近代化に関する調査によると、 都市計画担当者の74％ 密集した地区での電力ネットワークのアップグレードにおいて、コンパクトな機器を優先しています。

柔軟な設置：キオスク、地下室、高層ビルの地下室

RMUはモジュール式構造と環境耐性強化により、非伝統的な都市空間にも適応可能です。密封されたガス絶縁筐体によって以下の設置が可能になります。

• 浸水防止型地下室への地中設置
• 街路灯キオスクや交通信号制御箱など、街中設備への統合
• 高層ビル内の設備シャフトへの垂直積み重ね

この多様な設置方法により、不動産取得コストを回避できます。これは、土地価格が 1エーカーあたり74万ドルを超える地域において特に重要です (Urban Land Institute, 2023)。メンテナンスは効率的で、フロントアクセス設計により背面の Clearance が不要です。

リングメインユニットの信頼性：高密度都市グリッドにおける継続的な運用の確保

障害耐性と稼働時間のパフォーマンス：ロンドンおよびシンガポール市内鉄道グリッドからの実使用データ

リングメインユニット（RMUs）は、スペースが限られた都市部の高密度なネットワークで障害を処理する際にその価値を示してきました。リング構造により、ケーブルや変圧器に問題が発生した際に電力をすばやく迂回でき、小さなトラブルが接続されたシステム全体に広がる停電へと発展するのを防ぎます。ロンドンの地下鉄では、こうした近代的なユニットを導入したことで、驚異的な99.98％の稼働率を達成しています。またシンガポールでは、通常さまざまな問題を引き起こす激しいモンスーンシーズン中でも、地下鉄は円滑に運行し続けました。何か問題が発生した場合、自動区間遮断機能が約100ミリ秒という非常に短い時間で作動し、密集したエリア内に障害が波及するのを防ぎます。さらに、遠隔監視技術により、絶縁体の摩耗などの異常兆候を完全な故障の前段階で把握できます。この予知保全型アプローチにより、多くの地域でまだ使用されている従来の空気絶縁開閉装置に比べて、ダウンタイムを約3分の2削減できます。

低メンテナンス運用とライフサイクルコスト効率

RMUは、開放型設計に頼るのではなく、SF6ガスや清浄空気を封入した密封パッケージで提供されるため、ほとんどメンテナンスを必要としません。この筐体により、ダストや湿気、その他の通常の機器に侵入しがちな異物から内部を守ることができます。実際の差は非常に大きく、ほとんどの施設では、従来の空気絶縁方式に伴う煩雑な保守作業の約80％を削減できることが分かっています。長期間にわたって見ると、電力会社は25年間の運用における総コストで約40％の節約を見込んでいます。重要な部品はすべて大きな前面パネルの背後に配置されているため、技術者があちこち調べ回る必要もありません。また、従来の機械式リレーの代わりにソリッドステートリレーが採用されており、いずれ故障するような部品が不要になります。これにより、修理にかかる時間が短縮され、交換用部品の在庫を大量に抱える必要もなくなります。特に都市部では、この構成により配電網の管理者が継続的な修繕や交換に多額の費用をかけることなく、より優れた性能を得ることができるので大変有益です。

よくある質問

• リングメインユニットの主な機能は何ですか？
  リングメインユニット（RMU）は中圧電力分配用に設計されており、都市部の電力網における制御ポイントとして双方向の電力供給を可能にし、停電なしでの安定した電力供給を維持するのに役立ちます。
• なぜRMUは都市部の電気ネットワークにおいて重要なのでしょうか？
  RMUは都市部のネットワークで重要である理由は、故障の迅速な隔離、負荷の転送、ネットワークの再構成を可能にし、停電時間を効果的に短縮して高い稼働率を維持できるためです。
• スペースと設置に関して、RMUは従来のスイッチギアとどのように比較されますか？
  RMUはよりコンパクトであり、床面積を65%削減でき、設置時間も70～75%短縮できるため、空間が限られた都市環境に最適です。