நகர்ப்புற மின்சக்தி பகிர்மானத்திற்காக ரிங் மெயின் யூனிட் (RMU) ஐ எவ்வாறு தேர்ந்தெடுப்பது?

நகர்ப்புற கிரிட் தேவைகளையும் வளைய முக்கிய அலகு (RMU) தேவைகளையும் புரிந்துகொள்ளுதல்

அதிக அடர்த்தி சுமை விவரங்கள் மற்றும் இயங்கும் வலையமைப்பு உருவமைப்பு கட்டுப்பாடுகள்

மக்களும் வணிகங்களும் மிகவும் அடர்த்தியாக ஒன்றிணைந்துள்ள நகரங்களில், மின்சார விநியோகம் மிகவும் சிக்கலானதாகிறது. மின்சாரத் தேவை முழு நாளும் ஏற்ற இறக்கங்களை எதிர்கொள்கிறது; அலுவலகங்கள் திறந்திருக்கும் போது அது உச்சத்தை எட்டுகிறது, இரவு நேரத்தில் கூட குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைவதில்லை. வளைய முக்கிய அலகுகள் (Ring Main Units) அல்லது குறுகிய வடிவில் RMUs எனப்படும் இவை, யாருக்கும் மின்சார விநியோகத்தை துண்டிக்காமல் இந்த அனைத்து ஏற்ற இறக்கங்களையும் கையாள வேண்டும். பெரிய நகரப் பகுதியில் மின்சார தடை ஏற்படும்போது, நிறுவனங்கள் வேகமாக பணத்தை இழக்கின்றன — கடந்த ஆண்டு பொனெமான் நிறுவனம் (Ponemon Institute) மேற்கொண்ட ஆய்வின் படி, சராசரியாக ஏழு லட்சம் நாற்பதாயிரம் டாலர்கள் வரை இழப்பு ஏற்படுகிறது. எனவே, இந்த RMUs-ஐ சரியான முறையில் அமைப்பது மிகவும் முக்கியமாகும். இங்கு பொறியாளர்கள் சந்திக்கும் பல கடினமான சிக்கல்கள் உள்ளன. அவர்கள், வோல்டேஜ் வீழ்ச்சிகளை ஏற்படுத்தாமல் மின் வலையின் பல்வேறு பகுதிகளுக்கு இடையே மின்சாரத்தை தானியங்கி முறையில் மாற்றும் அமைப்புகளை நிர்வகிக்க வேண்டும். அடுத்து, சூரிய மின்னழுத்த பலகைகள் (solar panels) மின் வலையினுள் மின்சாரத்தை மீண்டும் செலுத்துவதை கையாள வேண்டும் — இது மூலதன வடிவமைப்பில் முதலில் கருதப்படவில்லை. இறுதியாக, யாரும் உடனடியாக வெளியே சென்று இயற்பியல் முறையில் சரிசெய்ய வேண்டிய தேவையின்றி, தொலைநிலை கட்டுப்பாடுகள் மூலம் வலையின் அமைப்பை உண்மை நேரத்தில் மாற்றக்கூடிய சுஇட்சுகள் (switches) தேவைப்படுகின்றன.

கடுமையான சூழல் காரணிகள்: மாசுபாடு, ஈரப்பதம், வெப்பநிலை மற்றும் இடவசதி குறைபாடுகள்

நகரங்களில் பொருத்தப்பட்ட ஸ்விட்ச்கியர், தரமான உபகரணங்களை நேரத்துடன் சீரழிக்கும் கடுமையான சுற்றுச்சூழல் சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. தொழிற்சாலைகளிலிருந்து வரும் மாசுபாடு, மின்கடத்தா பொருட்களின் மீது மின்கடத்தும் பூச்சுகளை ஏற்படுத்தி, ஆபத்தான ஃபிளாஷ்ஓவர்கள் ஏற்படுவதற்கான வாய்ப்பை அதிகரிக்கிறது. இவை காற்றில் தொடர்ந்து உள்ள ஈரப்பதம் மற்றும் துணைநிலத்தடி சுரங்கங்கள் மற்றும் கட்டிடங்களின் மேற்கூரைகளுக்கு இடையே கடுமையான வெப்பநிலை மாற்றங்களுடன் கலந்தால், இவை மின்கடத்தா பொருட்களின் துருப்பிடித்தல் மற்றும் தேய்மானத்தை வேகப்படுத்துகின்றன. இந்த அனைத்து சேதங்களுக்கும் எதிராக ரிங் மெயின் யூனிட்கள் (RMUs) துருப்பிடிக்காத மூடிய கூடுகளை (குறைந்தபட்சம் IP67 தரம்) கொண்டுள்ளன, தண்ணீரால் பாதிக்கப்படாத மின்கடத்தா அமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் சிறிய அளவுகள் காரணமாக மின்மாற்றிப் பெட்டிகளுக்குள் அல்லது துணைநிலத்தடி அறைகளின் கீழே எளிதில் பொருத்தமாக இருக்கின்றன. 2022-இல் IEEE வெளியிட்ட ஆய்வு, கடற்கரைப் பகுதிகளில் வாயு மூலம் மின்கடத்தா RMUs-ஐ பயன்படுத்துவதன் மூலம் மாசுபாடு காரணமாக ஏற்படும் தவறுகளின் விகிதத்தை ஐந்தில் நான்கு பங்கு வரை குறைத்ததாகக் காட்டியது. இடம் சேமிப்பும் அதே அளவு முக்கியமானது, ஏனெனில் புதிய மாதிரிகள் பழைய ஸ்விட்ச்கியர்களின் பாதி இடத்தை மட்டுமே எடுத்துக்கொள்கின்றன, ஆனால் தவறுகள் ஏற்படும் போதும் ஒப்பனையான மின்சுமைகளை இன்னும் கையாள முடிகிறது.

ரிங் மெயின் யூனிட் செயல்திறனுக்கான முக்கிய தொழில்நுட்ப விவரக்குறிப்புகளை மதிப்பீடு செய்தல்

மிதமான மின்னழுத்த நகர்ப்புற வலையமைப்புகளில் மின்னழுத்த வகுப்பு, தற்போதைய தரவரைவு மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மை

நகர மின் வலையமைப்புகளுக்கு பொதுவாக 11 முதல் 33 kV வரையிலான மின்னழுத்த மட்டத்தைத் தேர்வு செய்வது, அது ஏற்கனவே இருக்கும் அமைப்புடன் சீராக இயங்குவதை உறுதி செய்கிறது. மின்னோட்ட திறன் தரநிர்ணயத்தில், அது எதிர்பார்க்கப்படும் சுமை அதிகரிப்பை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். பலர் இதைத் தவறாகச் செய்கின்றனர்; இது கட்டுமான உபகரணங்கள் மிக விரைவில் தவறுதலுக்கு உள்ளாவதற்கு வழிவகுக்கிறது. வெப்ப எதிர்ப்புத்தன்மையும் அதே அளவுக்கு முக்கியமானது. கூறுகள் தொடர்ச்சியான சுமைகளை அதிக வெப்பநிலையில் இல்லாமல் தாங்க வேண்டும், ஏனெனில் அதிக வெப்பம் மின்காப்புப் பொருளை எவரும் விரும்பாத அளவுக்கு விரைவாகச் சிதைக்கிறது. பல்வேறு நம்பகத்தன்மை அறிக்கைகளின்படி, நடுத்தர மின்னழுத்த வலையமைப்புகளில் ஏற்படும் சிக்கல்களில் திட்டமிடப்படாத நான்கில் மூன்று பங்கு வெப்ப சிக்கல்களால் ஏற்படுகின்றன. பொறியியலாளர்கள் உபகரண விருப்பங்களை ஆராயும்போது, குறிப்பாக காற்றோட்டம் இயல்பாகவே குறைவாக உள்ள துணைநிலை மின்நிலையங்களுடன் பணியாற்றும்போது, பஸ்பார்களுக்கான உள்ளிடப்பட்ட வெப்பநிலை கண்காணிப்பு மற்றும் நல்ல வெப்பச் சிதறல் வசதிகளைக் கொண்ட அமைப்புகளில் கவனம் செலுத்துவது அவசியமாகிறது.

குறுகிய-சுற்று தாங்குதிறன் மற்றும் குறைபாடு நிலை ஒத்திசைவு

நகர்ப்புற மின் வலையமைப்புகளில் தவறு மின்னோட்டங்கள் பொதுவாக மிக அதிகமாக இருக்கும், சில சமயங்களில் வலையமைப்பு மிகவும் அடர்த்தியாக இணைக்கப்பட்டிருப்பதால் 25 கிலோ ஆம்பியருக்கு மேல் செல்லும். வளைய முக்கிய அலகுகள் (RMUs) குறித்து பேசும்போது, அவற்றின் குறுகிய சுற்று நிலையில் சமாளிக்கும் திறன் உள்ளூரில் எதிர்பார்க்கப்படும் தரத்தை சந்திக்க வேண்டும் அல்லது அதை மிஞ்ச வேண்டும். அவ்வாறு இல்லையெனில், தவறுகள் ஏற்படும்போது தீவிரமான அபாயங்கள் ஏற்படும். இது தொடர்பாக பல முக்கியமான சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். முதலில், பெருநகரங்களில் சுமார் 63 கிலோ ஆம்பியர் போன்ற அசமச்சீரான மின்னோட்டங்களை அலகு துண்டிக்க முடியுமா என்பதை உறுதிப்படுத்த வேண்டும். பின்னர், நாம் அனைவரும் அறிந்திருக்கும் மின்காந்த விசைகளுக்கு எதிராக அது நிலையாக இருக்கிறதா என்பதைச் சரிபார்க்க வேண்டும். இறுதியாக, அந்த தவறு கடந்து செல்லும் குறியீடுகள் (fault passage indicators) உண்மையில் போதுமான வேகத்தில் செயல்படுகின்றனவா என்பதை உறுதிப்படுத்த வேண்டும் – சிறந்த நேரம் சுமார் 20 மில்லி வினாடிகள். இந்த தரத்தின் ஏதேனும் ஒரு அம்சத்தில் தவறு ஏற்பட்டால், அடர்த்தியான மின் வலையமைப்புகளில் தொடர் தவறுகள் (cascading failures) ஏற்படுவதற்கான வாய்ப்பு மூன்று மடங்கு அதிகரிக்கும். புதிய உபகரணங்களை வாங்குவதற்கு முன்பாக, எப்போதும் அந்த குறிப்பிட்ட நிறுவல் இடத்திற்கான தவறு ஆய்வு அறிக்கைகளை முதலில் பார்க்க வேண்டும்.

நகர்ப்புற வளைய முக்கிய அலகு (Urban Ring Main Unit) நிறுவல்களுக்கான சிறந்த மின்காப்பு தொழில்நுட்பத்தைத் தேர்வு செய்தல்

SF₆ வாயு-மின்காப்பு, திட-மின்காப்பு மற்றும் காற்று-மின்காப்பு வளைய முக்கிய அலகுகள்: இடத்தின் அளவு, பாதுகாப்பு மற்றும் பராமரிப்பு ஆகியவற்றில் சமநிலை மாற்றங்கள்

நகர வளாகங்களில் வளைய முக்கிய அலகுகள் (RMU) பற்றிப் பேசும்போது, சரியான மின்காப்பு முறையைத் தேர்வு செய்வது மிகவும் முக்கியமாகும். இங்கு மூன்று முக்கிய விருப்பங்கள் உள்ளன: SF6 வாயு மின்காப்பு, திட மின்காப்பு மற்றும் காற்று மின்காப்பு அமைப்புகள் — இவை ஒவ்வொன்றும் தனித்தனியாக நன்மைகளும் தீமைகளும் கொண்டவை. SF6 வாயு மின்காப்பு RMU-கள் குறைந்த இடத்தை எடுத்துக்கொள்ளும், இது மின்நிலையங்களின் இறுக்கமான இடங்களில் மிகவும் முக்கியமாகும். மேலும், SF6-ன் வலுவான மின்காப்புப் பண்புகளுக்கு நன்றி, இவை மின்னழுத்த வில்களிலிருந்து சிறப்பான பாதுகாப்பை வழங்குகின்றன. ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட கவனம் தேவை. இந்த அலகுகள் வாயுவை கையாளுவதற்கு சிறப்பு நடவடிக்கைகளை தேவைப்படுத்துகின்றன; மேலும், SF6 வாயு சுற்றுச்சூழலுக்கு மிகவும் ஹானிகரமானதாக இருப்பதால் (CO2-ஐ விட சுமார் 24,300 மடங்கு மோசமானது), ஒழுங்குமுறை அதிகாரிகள் இதன் மீது கடுமையான கட்டுப்பாடுகளை ஏற்படுத்திவருகின்றனர். திட மின்காப்பு மாதிரிகள் எப்போதும் பயன்படுத்தப்படும் எபாக்ஸி அல்லது வெப்பச்சூடு உருகும் பிளாஸ்டிக் போன்ற பொருள்களை தடுப்பு அடுக்குகளாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கார்பன் வாயு சிக்கலை முற்றிலும் தீர்க்கின்றன. இவை காற்று மின்காப்பு அலகுகளை விட சுமார் 40% சிறியவையாக இருந்தாலும், IP67 தரத்திற்கான வானிலை எதிர்ப்புத் தன்மையை நிறைவேற்றுகின்றன. இவற்றுக்கு தொடர்ச்சியான பராமரிப்பு தேவையில்லை என்பது ஸ்மார்ட் நகர மின்சார வலையமைப்புகளுக்கு மிகவும் ஏற்றதாகும்; ஆனால், இவை 630 ஆம்பியருக்கு மேல் நீண்ட காலமாக சுமை ஏற்றும் போது சிக்கல்களை எதிர்கொள்ளலாம். காற்று மின்காப்பு அலகுகள் முதலில் மலிவானவையாகவும், உடல் ரீதியாக வலுவானவையாகவும் இருக்கலாம்; ஆனால், அமைப்பு செய்யும்போது அவை 60 முதல் 80% வரை அதிக இடத்தை எடுத்துக்கொள்ளும். மேலும், கடற்கரை நகரங்கள் போன்ற இடங்களில், ஈரப்பதம் உப்புத் துகள்கள் மற்றும் பிற மாசுகளைக் கொண்டு வருவதால், இவை விரைவில் அழுக்கடைந்துவிடும். பராமரிப்பு தொடர்பாக, SF6 அலகுகளுக்கு பொதுவாக இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை கசிவுகளை சரிபார்க்க வேண்டும். திட மின்காப்பு அலகுகளுக்கு சில சமயங்களில் பார்வையிடுதல் மட்டுமே போதுமானது; ஆனால், காற்று மின்காப்பு அலகுகள் மாசுபட்ட பகுதிகளில் மூன்று மாதங்களுக்கு ஒருமுறை சுத்தம் செய்யப்பட வேண்டும். வெப்ப எதிர்ப்புத் தன்மையை பார்க்கும்போது, திட மின்காப்பு அலகுகள் 65°C வெப்பநிலையிலும் சரியாக இயங்கும்; இது 2024-ல் ZWU-ன் சமீபத்திய வெப்ப சோதனைகளின்படி, காற்று மின்காப்பு அலகுகளை விட சுமார் 15°C சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது.

வளைய முக்கிய அலகு (Ring Main Unit) நிறுவலில் நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஸ்மார்ட் கிரிட் ஒருங்கிணைப்பை மேம்படுத்துதல்

ஒருங்கிணைந்த பாதுகாப்பு அம்சங்கள்: குறைபாடு கடந்து செல்லும் குறிப்பு, மோட்டாரிடப்பட்ட சுஇட்சிங் மற்றும் SCADA/IEC 61850 தயாரிப்பு

இன்றைய வளைய முக்கிய அலகுகள் (Ring Main Units) நகரங்களின் மின் விநியோக வலையமைப்புகளை தடைகளுக்கு எதிராக மிகவும் வலுவாக்கும் அத்தியாவசிய பாதுகாப்பு தொழில்நுட்பங்களுடன் வழங்கப்படுகின்றன. உதாரணமாக, குறைபாடு கடந்து செல்லும் குறிப்பிடல் (Fault Passage Indication - FPI) என்பதை எடுத்துக்கொள்ளலாம். இந்த அமைப்பு குறைபாடுகள் எங்கு ஏற்படுகின்றன என்பதை மிக விரைவாக அடையாளம் காண்கிறது; இதனால் மின்வெட்டுகளின் கால அளவு குறைகிறது, ஏனெனில் பழுது பார்க்கும் குழுக்கள் தேவையான இடங்களில் மட்டுமே தங்கள் முயற்சிகளை மையப்படுத்த முடிகிறது. பின்னர், மோட்டாரில் இயங்கும் சுஇட்சிங் (Motorized Switching) என்பது ஆபரேட்டர்களுக்கு இந்த அலகுகளை பாதுகாப்பான இடங்களிலிருந்து தொலைநிலையில் கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது — புயல்கள் அல்லது பிற அவசர நிலைகளில் பணியாளர்களை ஆபத்தான சூழலுக்குள் அனுப்ப வேண்டிய அவசியம் இல்லை. SCADA அமைப்புகள் மற்றும் IEC 61850 தரநிலைகள் ஒருங்கிணைந்து, வலையமைப்பின் பல்வேறு பகுதிகளுக்கு இடையே பொதுவான மொழி புரோட்டோகால்களைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு வகையான தற்காலிக தகவல் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கின்றன. இதன் பொருள் என்ன? வளைய முக்கிய அலகுகள் இனி வெறும் செயலிலா கூறுகள் அல்ல, மாறாக முழுமையான மின் விநியோக வலையமைப்பின் ஒரு பகுதியாக அறிவு சார்ந்த முக்கிய முனைகளாக (Smart Nodes) செயல்படுகின்றன. இவ்வாறு அனைத்து ஒருங்கிணைப்புகளும் செயல்பாட்டில் இருப்பதால், மின் விநியோக நிறுவனங்கள் சாத்தியமான பராமரிப்பு சிக்கல்களை முன்கூட்டியே கண்டறிய முடிகிறது, பல விநியோக மையங்களின் மீது ஒரே நேரத்தில் சிறந்த கண்காணிப்பைப் பெற முடிகிறது, மேலும் வலையமைப்பின் எங்காவது ஏதேனும் குறைபாடு ஏற்படும்போது சுமைகளை தானியங்கி முறையில் மீண்டும் பகிர்ந்தளிக்கவும் முடிகிறது.

இந்த சாத்தியங்கள் சுய-சீரமைப்பு நகர்ப்புற வலையமைப்புகளை ஆதரிக்கின்றன, நிறுத்த நேரத்தை குறைக்கின்றன, மேலும் பயன்பாட்டு சூழமைப்புகளில் ஒருங்கிணைவை மேம்படுத்துகின்றன—இதன் மூலம் ஆபரேட்டர்கள் செயல்பாட்டு செலவுகளைக் குறைத்து, அமைப்பின் ஆயுளை நீட்டிக்கும் முன்கூட்டியே பராமரிப்பு முறைகளை செயல்படுத்த முடியும்.