Samarali elektr ta'minoti uchun halqa bosh birlashmadan foydalanish usuli qanday?

Elektr taqsimot tarmoqlarida halqa asosiy bloklarning rolini tushunish

Elektr taqsimot tizimlarida halqa asosiy bloklarning funksiyalari va roli

Ring asosiy birliklari yoki qisqacha RMUlar asosan o'rta kuchlanishli elektr tarmoqlarida uchraydigan kompakt switchgear sozlamalari bo'lib, odatda 6kV dan 24kV oralig'ida ishlaydi. Bu qurilmalar asosan elektr tarmoqlarini boshqarish va himoya qilish, shuningdek, kerak bo'lganda bizga ehtiyot quvvat yo'llarini taqdim etadigan halqa konfiguratsiyalarini yaratadilar. Bu tizimning maqsadi - elektr oqimi tizim orqali turli yo'nalishlarda harakatlanishiga imkon berishdir. Shunday qilib, yo'nalishda biron bir muammo bo'lganda, elektr ta'minoti avtomatik ravishda boshqa mavjud yo'llar orqali yo'nalishlarni o'zgartiradi, bu esa ishlarning uzluksiz davom etishini ta'minlaydi. 2024-yilgi elektr tarqatish hisobotiga ko'ra, RMU bilan jihozlangan tarmoqlar har yili an'anaviy radial tizimlarga qaraganda 40 foizga kamroq ishdan bo'sh vaqtni boshdan kechirishadi. Bunday ishonchlilik ularni bugungi murakkab elektr infratuzilmasida juda zarur qismlarga aylantiradi.

RMUlarning ishonchli energiya ta'minotini ta'minlashdagi maqsadi va vazifasi

RMUlar asosan himoya xususiyatlarini aqlli almashtirish qobiliyatlari bilan birlashtirib, quvvatni ishonchli ravishda oqib borishini ta'minlash uchun mavjud. Bu qurilmalar ichida biz yukni uzish bo'yicha ulanishlar, uzatuvchilar va tarmoqdagi biron bir muammo bo'lganda ishlaydigan ulanishdan uzatuvchilar mavjud. Ular nosoz qismlarni ham juda tez kesib tashlaydilar, odatda 100 dan 300 milisaniqqacha, bu esa kichik muammolarning butun tizimda katta muammolarga aylanishidan to'xtatadi. Bu tizimda halqalar yo'nalishi o'rnatilgan ehtiyot yo'nalishlar bilan birlashtirilganda, muhandislar "N-1" ishonchliligini beradi. Asosan, bu xizmat bir qism buzilganda ham onlayn bo'lib qoladi degani. Avtomatik uzatish funktsiyasi elektr toksizligi uni to'xtatmaydigan joylarda chiroyli ishlaydi. Hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlariga muhtoj bo'lgan kasalxonalar, qimmatli ma'lumotlarni himoya qiladigan ma'lumotlar markazlari yoki muntazam ta'mirlash yoki kutilmagan favqulodda vaziyatlar paytida ishdan bo'sh vaqtni to'yintirish imkoniyatiga ega bo'lmagan yig'ilish liniyalarini boshqaradigan zavodlar

Shahar, sanoat va qayta tiklanuvchi energiya tizimlarida halqa asosiy birliklarining qo'llanmalari

RMUlar shahar hududlarida, sanoat majmualarida va qayta tiklanuvchi energiya manbalari qurilmalarida juda keng tarqalgan, chunki ular juda kam joyni egallaydi va osonlikcha moslashtiriladi. Shaharlar ularga toshqinlar va an'anaviy elektr stansiyalari o'rin bermaydigan joylarni boshqarish uchun ishonishadi, bu esa bizning elektrga bo'lgan ehtiyojimizni qondirish va narsalar ishonchli bo'lib qolishini ta'minlash uchun. Zavodlar va ishlab chiqarish zavodlari uchun bu qurilmalar juda muhim, chunki ular xatolarni juda yaxshi hal qiladi. Biror narsa noto'g'ri ketganda, RMUlar muammoli joyni tezda ajratishi mumkin, bu esa kompaniyalar har safar sodir bo'lganda taxminan 740 ming dollarni yo'qotadigan qimmatbaho ishdan bo'sh vaqtni qisqartiradi, chunki Ponemon instituti raqamlari ko'rsatadi. Qizig'i shundaki, RMU qayta tiklanuvchi energiyani qanday qo'shishga yordam beradi. Ular quyosh paneli va shamol turbinasidan oldinga va orqaga energiya harakatini boshqaradi, shunda hamma narsa sharoit o'zgarganda ham barqaror bo'lib qoladi. Bu o'sha o'ziga xos himoya xususiyatlari tufayli.

Halqa asosiy tarmoq qurilmasi va ishlash printsipi

Halqa asosiy tarmoq qurilmalari yopiq halqa tizimi deb ataladigan narsaga asoslanib ishlaydi, ya'ni boshqa joyda muammolar yuzaga kelsa ham yoki texnik xizmat ko'rsatish olib borilsa ham ular quvvat berishni davom ettirishi mumkin. Oddiy radial tizimlarga nisbatan katta farq elektr oqimining harakatlanish usulida namoyon bo'ladi. Halqa sxemasida tok kontur atrofida ikki yo'nalishda harakatlanishi mumkin. Tizimning bir qismi nosozlikka uchraganda, nosoz bo'lim avtomatik ravishda uziladi. Bir vaqtda aqlli ulagichlar ishga tushirilishi bilan quvvat halqaning boshqa qismlari orqali oqib ketaveradi. Bu mijozlar uchun to'xtashlarni kamaytiradi va butun elektr tarmog'ini amaliy sharoitlarda ancha ishonchli qiladi.

Asosiy halqa tarmoq qurilmasi ishlash printsipi tushuntirildi

Bu asosan muammolarni avtomatik ravishda aniqlash va ular tizim bo'ylab tarqalishidan oldin to'xtatishga qarashli. Muhofaza relelari aynan shu maqsadda avtomatik uzgichlar hamda yuklamani uzuvchi maxsus ugichlar bilan birgalikda ishlaydi. Agar tarmoqning bir joyida nosozlik yuzaga kelsa, relenlar elektr tokining ikki yoki uch davri ichida avtomatik uzgichni ishlatish signallarini yuboradi. Shu bilan bir vaqtda, bu taqsimlash ugichlari boshqa tarmoq qismidan energiya ta'minotini tiklash uchun oqim yo'nalishini qayta sozlaydi. Ko'pgina zamonaviy elektr tizimlarida ikki tomonlama ugish imkoniyati SCADA tizimlari orqali amalga oshiriladi. Natijada, ko'plab hududlarda yillik o'rtacha uzilishlar endi besh daqiqadan kamroq bo'lib qolmoqda.

Halqa Asosiy Tarmoq Qurilmasi Komponentlari va Ularning Vazifalari

Asosiy komponentlarga quyidagilar kiradi:

• Tuman uzatuvchilari ulardan xavfli toklarni tez va xavfsiz uzib tashlaydi
• Yuklamani uzuvchi ugichlar odatdagi yuklama shartlarida o'tkazgich tarmoqlarni uzib tashlash uchun
• Busbars bir nechta ta'minot liniyalar orasida quvvatni taqsimlaydigan
• Himoya qiluvchi relalar nomutanosib holatlarni aniqlaganda uzilishni boshlash uchun kuchlanish, tok va chastotani nazorat qiladigan
• Qoplama iP67 reytingi bilan, chang, namlik va atrof-muhit ta'sirlariga qarshilik ko'rsatish imkonini beradi

Bu elementlar an'anaviy radial tizimlarga qaraganda uzilish davomiyligini 80% gacha kamaytiruvchi o'z-o'zini tiklovchi tarmoq arxitekturasini yaratish uchun hamkorlik qiladi (IEEE 2022). Modulli dizayn talab ortib borishi bilan 2 yo'nalishdan 5 yo'nalishgacha kengayishni qo'llab-quvvatlaydi.

Halqa asosidagi boshqaruv bloklari turlari va konfiguratsiyalari: izolyatsiya va funktsional dizayn

Izolyatsion muhit bo'yicha RMU turlari: Gaz bilan izolyatsiyalangan, Havo bilan izolyatsiyalangan, Qattiq izolyatsiyalangan, Gibridd

RMU-larni tasniflash asosan ularning izolyatsiya muhitiga bog'liq bo'lib, bu xavfsizlik jihatlaridan tortib, fizik o'lchamlar va ular qanday ishlarni bajara olishi kabi jihatlarga ta'sir qiladi. Gaz bilan izolyatsiyalangan RMU-lar, ko'pincha GIS tizimlari sifatida nomlanadi, odatda oltingugurt heksaftorid yoki boshqa almashtiruvchi gazlardan foydalanadi. Bu uskunalar elektr yoyini to'xtatishda juda yaxshi ishlaydi va umumiy hajmni kamroq egallaydi, shu sababli ham makon qimmat bo'lgan shaharlarda ulardan foydalanish ajoyib tanlovdir. Boshqasidan, havo bilan izolyatsiyalangan bloklar (AIS) oddiy atmosfera havosiga tayanadi. Ular dastlabki bosqichda arzonroq bo'lib, uzoq muddatda saqlash ham osonroq, lekin o'rnatish paytida ancha kengroq joy talab qiladi. Qattiq izolyatsiya variantlari dielektrik sifatida epoksi smolalari yoki turli polimerlarni ishlatadi. Bu yondashuv gaz quvushlariga oid ehtimollarni butunlay bartaraf etadi hamda atrof-muhit nuqtai nazaridan ham umuman xavfsizroq bo'lishini ta'minlaydi. Ba'zi ishlab chiquvchilar bir nechta izolyatsiya usullarining xususiyatlarini birlashtirgan g'ildirak versiyalarni yaratishni boshladilar. Bu kombinatsiyalar ishlash talablari, byudjet cheklovlari hamda uskunalar amaliyotda qanday qo'llanilishiga qaramay, uzoq muddatli barqarorlik maqsadlarini muvozanatlashga yordam beradi.

Funksional konfiguratsiyalar: 2 yo'nalishli, 3 yo'nalishli, 4 yo'nalishli va 5 yo'nalishli RMUlar

Bu qurilmalarning konfiguratsiyasi ulanishlarni almashtirishda ularning qanday moslashuvchanligiga va qaysi turdagi tarmoq murakkabligi bilan ishlayotganimizga haqiqatan ham ta'sir qiladi. Ikki yo'nalishli RMUlar asosan oddiy kirish-chiqish marshrutini boshqaradi, bu aksariyat odamlar uchraydigan oddiy radial ta'minot vaziyatlari uchun yaxshi ishlaydi. Uch va to'rt yo'nalishli qurilmalarga o'tish ancha keng imkoniyatlar yaratadi, chunki ular bir vaqtning o'zida bir nechta transformatorlarga yoki turli yuklanish nuqtalariga ulanishi mumkin. Bu halqa topologiyasini qo'llab-quvvatlaydi va haqiqatan ham tizimni standart sozlamalardan ko'ra barqarorroq qiladi. Va nihoyat, besh yo'nalishli RMUlar esa barcha narsani butunlay boshqa darajaga olib chiqadi. Bu kuchli jihozlar bir nechta avtobus tarmoqlariga ega bo'lib, ishonchlilik mutlaqo muhim bo'lgan kasalxonalarda yoki ma'lumotlar markazlarida ishlash uchun idealdir. Ishonchlilik eng muhim bo'lganda, kerak bo'lganda tezkor ravishda qayta sozlash imkoniyatiga ega bo'lish — bu e'tibor qaratish arzimli narsadir.

GIS va AIS halqa asosidagi taqsimot qurilmalari o'rtasidagi taqqoslash: Ishlash samaradorligi va narx

GIS va AIS RMU-larni tanlashda muhandislar aniq vaziyat uchun eng yaxshi ishlaydigan yechimni moliyaviy cheklovlarga qarab muvozanatlashlari kerak. GIS yechim o'zining ajoyib imkoniyatlari bilan ajralib turadi, u an'anaviy modellar bilan solishtirganda taxminan uchdan ikki baravar kam joy egallaydi, qisqa tutashuvlarni yaxshiroq boshqaradi va chang yoki namlik ta'sirida ham uzoq muddat ishlash qobilyatiga ega. Albatta, GIS tizimlarning boshlang'ich narxi odatda AIS bilan solishtirganda taxminan ikki baravar qimmatga tushadi. Boshqa tomondan, AIS uskunalari o'rnatishda arzonroq va texnik xizmat ko'rsatish jihatidan soddaroq bo'lib, ancha katta joy egallaydi va qattiq atrof-muhit sharoitlarida ishlash samaradorligi pastroq. Aksariyat hollarda har bir kvadrat metr ahamiyatli bo'lgan shahar markazlarida GIS tanlanadi, ko'plab zavodlar va fermer xo'jaliklari esa ularning joy cheklovlari bo'lmagani uchun hali ham AISdan foydalanishni davom ettiradi.

Ishonchli va samarali elektr ta'minoti uchun halqa asosidagi taqsimot qurilmalarining afzalliklari

RMUlar yordamida uzilishlarni kamaytirish va elektr ta'minotining sifatini oshirish

RMUlar muammolarni tezda aniqlab, ular keng tarqalishidan oldin bartaraf etish orqali elektr uzilishlarini kamaytiradi. Bu xil muammolar erta bosqichda cheklanganda tizimning umumiy ishlashiga ijobiy ta'sir qiladi, chunki kuchlanish pasayishi hamda elektr impulslari tufayli buzilishlar kamroq sodir bo'ladi. O'tgan yilgi tarmoq ishonchliligi bo'yicha so'nggi tadqiqotlarga ko'ra, an'anaviy radial tuzilmaga nisbatan RMUli tarmoqlarda taxminan 40% kamroq kutilmagan to'xtov hollari ro'y bergan. Shuniham aytish kerakki, ular modulli tuzilishga ega bo'lib, texnik xodimlar tarmoqning barcha qismlarini o'chirmasdan, uning alohida qismlarini ta'mirlash imkoniyatiga ega bo'ladi. Elektr ta'minoti uzluksiz bo'lishi shart bo'lgan kasalxonalarda, ma'lumotlar markazlarida va boshqa joylarda bu jihat ayniqsa muhim.

RMUlarning energiya samaradorligi va yukni boshqarish imkoniyatlari

Bugungi zamonaviy nazorat qurilmalari (RMU) yuklarni aqlli boshqarish orqali energiya samaradorligini oshiradi. Ushbu tizimlar operatorlarga quvvatni dinamik ravishda yo'naltirish imkonini beradi, ya'ni turli feyderlar o'rtasida ish yukini taqsimlash va transformatorlarning ortiqcha yuklanishini oldini olish — bu esa tarmoqdagi texnik yo'qotishlarga katta sabab bo'ladi. RMU lardan foydalanib yuklar to'g'ri taqsimlanganda, elektr uzilishlari eski doimiy tuzilmalarga qaraganda taxminan 15% pasayadi. Yana bir afzallik — izolyatsiya elektr jihatdan ancha yaxshiroq ishlaydigan gaz bilan to'ldirilgan dizaynlardan kelib chiqadi, bu noixtiy parazit yo'qotishlarni kamaytiradi. Barcha ushbu xususiyatlar tushum kompaniyalar va fabrikalar uchun hisob-kitoblarni pasaytiradi hamda ularning umumiy ishlashini yanada silliqroq va tozaroq qiladi.

Zamonaviy tarmoq integratsiyasi uchun aqlli va IoT bilan ta'minlangan halqa asosiy qurilmalari

Masofadan nazorat qilish va boshqarish uchun aqlli va IoT bilan ta'minlangan RMU lar

Aqlli RMU o'z ichiga yuk tokini, kuchlanish darajasini, harorat o'zgarishini va izolyatsiyaning vaqt o'tishi bilan qanchalik yaxshi saqlanishini nazorat qiluvchi o'rnatilgan sensorlar va ulanish imkoniyatlarini o'z ichiga oladi. Narsalarning interneti jihatidan bu tizimlarga muammolar jiddiy muammolarga aylanishidan oldin ularni aniqlash imkonini beradi. Ular ma'lumotlardagi namunalar asosida kelajakda nimadir noto'g'ri ketayotganining dastlabki ogohlantiruvchi belgilarni aniqlaydi, bu mayda elektr razryadlar bo'lishi yoki komponentlarning juda qizib ketishi bo'lishi mumkin. Bu birliklarni haqiqatan ham qimmatli qiladigan narsa — ularning masofadan boshqarish imkoniyatlari. Har safar muammo yuzaga guruchganda texniklarni jo'natish o'rniga operatorlar tarmoq sozlamasini uzoqdan o'zgartirish yoki nosoz bo'limlarga tezda elektr ta'minotini uzib tashlashlari mumkin. Bu esa vaqtni ham, mablag'ni ham tejashga yordam beradi va kutilmagan muammolar yuzaga chiqqanda ham butun tizimni silliq ishlashini ta'minlaydi.

Avtomatlashtirilgan halqa asosiy birliklari hamda raqamli va aqlli tarmoqlarga integratsiya

Avtomatlashtirilgan RMUlar zamonaviy raqamli tarmoqlarda aqlli komponentlar sifatida ishlaydi va DMS hamda SCADA tizimlari bilan muammo hosil qilmay ulanadi. Bu qurilmalar ma'lum protokollar orqali ikki tomonlama aloqa o'rnatish orqali operatorlarga tarmoq bo'ylab elektr oqimini boshqarish, tarmoq bo'ylab tarqoq turli energiya manbalarini boshqarish hamda muammolar yuzaga kelganda avtomatik tiklash imkoniyatini beradi. Avtomatlashtirish FDIR jarayonlari deb ataladigan nosozliklarni aniqlash, ularni tezda izolyatsiya qilish va xizmat ko'rsatishni tiklash sohasiga ham kirib boradi. Tarmoqning bir qismida nosozlik yuzaga kelsa, ushbu tizimlar bir necha soniya ichida quvvatni qayta yo'naltirishi mumkin, natijada foydalanuvchilarning aksar qismi bu voqealarda uzilishlarni umuman boshdan kechirmaydi.

Namuna: Shahar mikrotarmog'ida aqlli RMUlarni joriy etish

So'nggi shahar mikrotarmoq tashabbusi eski o'chirgichlarni harorat sensorlari, qisman chiqish monitoring imkoniyatlari hamda uyali aloqa ulanishlari bilan to'ldirilgan zamonaviy RMU-larga almashtirdi. Yangi tizimlarni ishga tushirgandan keyin natijalar ajoyib bo'ldi: uzilishlar avvalgidek vaqtning atigi 45% ini tashkil etdi, xuddi shu sababli texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari taxminan 30% pasaydi, bu asosan bashorat qiluvchi diagnostika funksiyalari tufayli erishildi. Haqiqiy vaqtda ma'lumot oqimi talab haddan tashqari oshganda dinamik tarzda yukni muvozanatlash imkonini berdi, tarmoq bo'ylab energiya iste'molini samarali saqlab, barqaror kuchlanishni saqlab turdi hamda tabiiy ravishda barcha narsani me'yoriy talablarga moslashtirdi.

Ko'p so'raladigan savollar

Ring Main Unit (RMU) nima?

Halqa asosidagi ta'minot bloki (RMU) o'rtacha kuchlanishdagi elektr ta'minot tarmog'ida elektr zanjirlarini boshqarish va himoya qilish uchun zarur bo'lgan zich switchgear birlikdir. U halqa konfiguratsiyasi orqali alternativ quvvat marshrutlarini amalga oshiradi, tizim ishonchliligini oshiradi hamda to'xtash davrini kamaytiradi.

RMUlarning asosiy komponentlari nimalardan iborat?

RMUning asosiy komponentlari orasiga o‘tkazgichlar, yukni uzuvchi kalitlar, avtobuslar, himoya relelari va mustahkam korpuslar kiradi. Bu elementlar xavfli holatlarni tezda izolyatsiya qilish va elektr energiyasini samarali taqsimlashni ta'minlaydi.

RMUlar elektr ta'minotining ishonchliligini qanday oshiradi?

RMUlar avariyani avtomatik ravishda izolyatsiya qilish imkonini beradigan aqlli kalitlanish imkoniyatlarini himoya funksiyalari bilan birlashtiradi hamda N-1 ishonchliligini ta'minlaydi. Bu tuzilma tizimning bir qismida muammo bo'lishiga qaramay, doimiy elektr ta'minotini saqlash imkonini beradi.

GIS va AIS RMUlar o'rtasidagi farqlar qanday?

Gaz bilan izolyatsiyalangan RMUlar (GIS) izolyatsiya uchun oltingugurt geksftorid kabi gazdan foydalanadi, bu esa ularning ixchamligi va yuqori darajadagi avariya holatlarini bartaraf etish imkonini beradi, lekin narxi yuqori bo'ladi. Havo bilan izolyatsiyalangan RMUlar (AIS) atrof-muhit havosidan foydalanadi, arzonroq, lekin ko'proq joy egallaydi.

Aqlli RMUlar zamonaviy tarmoqlarga qanday integratsiya qilinadi?

Aqlli RMUlar sensorlar va ulanish imkoniyatiga ega bo'lib, masofadan nazorat qilish va boshqarishni ta'minlaydi. Ular raqamli tarmoq tizimlari bilan silliq integratsiya qilinadi va nosozliklarni samarali aniqlash, izolyatsiya qilish hamda avtomatik xizmatni tiklashni qulaylashtiradi.