Ovo se pitanje pojavljuje u gotovo svakom razgovoru koji vodim s komunalnim planerima i projektantima. Svi govore o pametnim mrežama - senzorima, softveru, analizi podataka. Ali ništa od toga nije važno bez fizičke opreme koja omogućuje kontrolu. Glavna jedinica prstena nalazi se točno na tom raskrižju.
Razgovarajmo o tome što RMU-ovi zapravo rade u modernoj distribucijskoj mreži i zašto postaju neophodni, a ne izborni.
Prvo, što je zapravo prstenasta glavna jedinica
AGlavna jedinica prstenaje kompaktan, tvornički izrađen sklop sklopki, osigurača i prekidača koji se koriste u distribucijskim mrežama srednjeg napona. Obično je predviđen za napone od 6 kV do 40,5 kV i dizajniran je za vanjsku ili unutarnju instalaciju s malom površinom.
Naziv dolazi od izvorne primjene: spajanje dvaju izvora u prsten ili petlju, s odvajanjem opterećenja između njih. Ta topologija - snaga koja dolazi iz dva smjera - temelj je pouzdanosti distribucije. Ako jedan put zakaže, drugi drži svjetla upaljena.
Ali u kontekstu pametne mreže, RMU nije samo pasivni prekidač. To je točka gdje se fizička mreža susreće s kontrolnim sustavom.
Topologija prstena - Pouzdanost prema dizajnu
Prije nego što su postojale pametne mreže, prstenasta konfiguracija već je nudila bolju pouzdanost od radijalnih sustava. Kvar na radijalnom dovodu oduzima sve nizvodno dok ne stignu ekipe koje će ga popraviti. U prstenu se kvar može izolirati, a napajanje ponovno uspostaviti iz drugog smjera - često u minutama umjesto satima.
Ono što se promijenilo je brzina i automatizacija. Tradicionalni RMU-ovi zahtijevali su posadu za ručno otvaranje i zatvaranje prekidača. Moderne jedinice integriraju se sa SCADA sustavom, omogućujući daljinsko upravljanje. Ista izolacija i restauracija za koje su prije bili potrebni sati sada se mogu dogoditi u nekoliko sekundi, bez da itko napusti kontrolnu sobu.
Ovo je temelj onoga što pomoćni programi nazivaju FLISR-Fault Location, Isolation, and Service Restoration. RMU je uređaj koji izvršava te naredbe.
Automatizacija i daljinsko upravljanje - pametni dio
Pametna mreža definirana je svojom sposobnošću da osjeti i reagira. RMU to omogućuju uključivanjem:
- Mehanizmi na motorni pogonkoji omogućuju daljinsko prebacivanje. Operater za stolom može otvoriti ili zatvoriti prekidač na temelju uvjeta sustava, bez slanja kamiona.
- Senzori za napon, struju i detekciju kvara.Oni pružaju uvid u ono što se događa na mreži u stvarnom vremenu. Kada dođe do kvara, RMU može prijaviti njegovu lokaciju i veličinu.
- Komunikacijska sučelja.Bilo da se radi o optičkoj mreži, mobilnoj mreži ili radiju, RMU komunicira s kontrolnim centrom. Ta komunikacija omogućuje koordinirane odgovore na više uređaja.
Vidio sam kako su komunalna poduzeća smanjila vrijeme prekida rada za 70% jednostavnim dodavanjem automatizacije na postojeće RMU lokacije. Hardver je već bio tamo. Najpametnije je bilo to povezati.
Obnovljiva integracija-upravljanje dvosmjernim protokom
Ovdje RMU-ovi postaju kritični na načine koje izvorni dizajneri nisu mogli zamisliti. Tradicionalna distribucija bila je jednosmjerna - od trafostanice do opterećenja. Uz krovnu solarnu i drugu distribuiranu proizvodnju, energija sada teče u oba smjera.
To mijenja sve za zaštitu i kontrolu. Kvar koji se prije napajao samo iz trafostanice sada dobiva doprinos i od generacije potrošača. RMU-ovi s senzorima usmjerenosti i komunikacijom mogu razlikovati uzvodne i nizvodne greške i koordinirati s drugim uređajima kako bi ih na odgovarajući način očistili.
Oni također omogućuju otočne sheme - namjerno odspajanje dijela mreže s proizvodnjom kako bi se održala pod naponom kada se izgubi glavno napajanje. To zahtijeva brzo, koordinirano prebacivanje koje mogu pružiti samo automatizirani RMU-ovi.
Upravljanje opterećenjem i kontrola napona
Pametne mreže nisu samo prekidi rada. Oni se odnose na optimizaciju sustava tijekom normalnog rada.
Neki RMU-ovi sada uključuju mogućnosti regulacije napona - bilo putem mjenjača pod opterećenjem integriranih u jedinicu ili kroz koordinaciju s nizvodnim uređajima. Praćenjem napona na više točaka u prstenu, sustav se može prilagoditi tako da zadrži sve kupce unutar specifikacije, a da pritom minimizira gubitke.
Rasterećenje i obnova slijede istu logiku. Kada se transformator približi svom limitu, sustav može automatski otvoriti RMU-ove kako bi oslobodio nekritično opterećenje, a zatim ih ponovno zatvoriti kada se kapacitet vrati. Kupac to možda nikada neće primijetiti.
Prikupljanje podataka - nevidljivi proizvod
Svaki automatizirani RMU generira podatke. Profili napona tijekom vremena. Struje opterećenja po fazama. Zapisi kvarova s valnim oblicima. Prebacivanje se računa za prediktivno održavanje.
Ti se podaci vraćaju u komunalno poduzeće i postaju osnova za planiranje, upravljanje imovinom i operativna poboljšanja. Komunalno poduzeće koje točno zna kako se njegova mreža ponaša može odgoditi kapitalnu potrošnju, usmjeriti održavanje tamo gdje je potrebno i brže reagirati na događaje.
Gledao sam kako se inženjerski odjeli transformiraju iz reaktivnih u proaktivne jednostavno zato što su počeli dobivati podatke iz RMU-ova koje su već posjedovali.
Vrste RMU-ova i njihova relevantnost za pametne mreže
Tehnologija izolacije važna je za način na koji se RMU integrira u pametnu mrežu, iako su kontrolne funkcije slične za različite vrste.
RMU izolirani SF6već su desetljećima standard. Kompaktni su, zabrtvljeni i ne zahtijevaju održavanje cijeli život. Plin osigurava i izolaciju i gašenje luka. Iz perspektive pametne mreže, oni savršeno funkcioniraju s automatizacijom - isto zatvoreno kućište koje štiti rasklopni uređaj može smjestiti senzore i komunikacijsku opremu bez dodatne zaštite okoliša.
Čvrsti dielektrični RMUdobivaju na snazi, posebno na tržištima zabrinutim zbog utjecaja stakleničkih plinova SF6. Koriste izolaciju od epoksidne smole umjesto plina, čime se eliminira svaki rizik od curenja. Otisak je sličan, a paketi automatizacije integriraju se jednako lako. Za komunalna poduzeća s mandatima održivosti, oni su sve više zadani izbor.
RMU izolirani zrakompostoje, ali su manje uobičajeni u kompaktnim urbanim aplikacijama. Veći su i izloženiji zagađivačima iz okoliša, što može zakomplicirati dugoročnu pouzdanost senzora i elektronike.
Što kažem kupcima o RMU-ovima i pametnim mrežama
Kad me netko pita trebaju li automatizirani RMU-ovi za svoj projekt pametne mreže, postavim mu pitanje: kako planirate upravljati mrežom?
Ako odgovor uključuje slanje posade na svaku operaciju prebacivanja, ne trebate automatizaciju. Ali ako želite brže reagirati, integrirati obnovljive izvore energije, prikupljati podatke ili smanjiti minute prekida rada, trebate RMU-ove koji mogu razgovarati s kontrolnom sobom.
Dobra vijest je da osnovniGlavna jedinica prstenaplatforma podržava sve ovo. Možete početi s ručno upravljanim jedinicama i naknadno ugraditi automatizaciju. Ili možete instalirati automatizirane jedinice od početka i postepeno u sustav upravljanja tijekom vremena. Hardver je dovoljno robustan za oba pristupa.
Ključ je u odabiru jedinica s dovoljno fleksibilnosti - senzorski priključci, mehanizmi spremni za motor, komunikacijske mogućnosti - da rastu s vašim potrebama. Pametna mreža nije odredište. To je kontinuirana evolucija. Vaši bi se RMU-i trebali razvijati s njim.
Ako planirate nadogradnju distribucije ili novi razvoj i želite razgovarati o RMU opcijama - razinama automatizacije, komunikacijskim protokolima, integraciji senzora - rado ću vam pomoći. Tehnološki izbori koje donosite danas će oblikovati ono što vaša mreža može učiniti sljedećih trideset godina.
Reference
- IEEE Std C37.74, IEEE standard za zahtjeve za podzemne, trezorske i podloške montirane prekidače opterećenja i prekidače opterećenja s osiguračima za sustave izmjenične struje do 38 kV.
- IEC 62271-200, Visokonaponska sklopna i upravljačka oprema – Dio 200: AC metalna sklopna i upravljačka oprema za nazivne napone iznad 1 kV i do i uključujući 52 kV.
- Tehnička brošura CIGRE 600, Utjecaj automatizacije distribucije na pouzdanost distribucijskih mreža.
