Táto otázka sa objavuje takmer v každom rozhovore, ktorý vediem s projektantmi a vývojármi projektov. Každý hovorí o inteligentných sieťach – senzoroch, softvéri, analýze údajov. Na ničom z toho však nezáleží bez fyzického vybavenia, ktoré umožňuje kontrolu. Jednotka okružnej magistrály sa nachádza priamo na tejto križovatke.
Poďme sa porozprávať o tom, čo RMU vlastne robia v modernej distribučnej sieti a prečo sa stávajú nevyhnutnými, nie voliteľnými.
Po prvé, čo je to vlastne jednotka ústredne
AHlavná jednotkaje kompaktná, továrensky vyrobená zostava spínačov, poistiek a ističov používaných v rozvodných sieťach vysokého napätia. Typicky je dimenzovaný pre napätie od 6 kV do 40,5 kV a je určený na vonkajšiu alebo vnútornú inštaláciu s malými rozmermi.
Názov pochádza z jeho pôvodnej aplikácie: spojenie dvoch zdrojov do krúžku alebo slučky, pričom záťaž je medzi nimi odpojená. Táto topológia – výkon prichádzajúci z dvoch smerov – je základom spoľahlivosti distribúcie. Ak jedna cesta zlyhá, druhá nechá svetlá svietiť.
V kontexte inteligentnej siete však RMU nie je len pasívny prepínač. Je to bod, kde sa fyzická mriežka stretáva s riadiacim systémom.
Prstencová topológia – spoľahlivosť podľa návrhu
Predtým, ako existovali inteligentné siete, kruhová konfigurácia už ponúkala lepšiu spoľahlivosť ako radiálne systémy. Porucha na radiálnom napájači vyradí všetkých po prúde, kým neprídu posádky, aby to opravili. V kruhu môže byť porucha izolovaná a napájanie obnovené z druhého smeru - často v minútach namiesto hodín.
Čo sa zmenilo, je rýchlosť a automatizácia. Tradičné RMU vyžadovali, aby posádka otvárala a zatvárala spínače manuálne. Moderné jednotky sú integrované so SCADA, čo umožňuje diaľkové ovládanie. Rovnaká izolácia a obnova, ktorá predtým trvala hodiny, sa teraz môže stať v priebehu niekoľkých sekúnd bez toho, aby niekto opustil riadiacu miestnosť.
Toto je základ toho, čo nástroje nazývajú FLISR-Fault Location, Isolation, and Service Restoration. RMU je zariadenie, ktoré vykonáva tieto príkazy.
Automatizácia a diaľkové ovládanie – inteligentná časť
Inteligentná sieť je definovaná svojou schopnosťou vnímať a reagovať. RMU to umožňujú začlenením:
- Motorom poháňané mechanizmyktoré umožňujú diaľkové prepínanie. Operátor pri stole môže spínač otvárať alebo zatvárať na základe systémových podmienok bez vyslania nákladného vozidla.
- Senzory na detekciu napätia, prúdu a porúch.Tieto poskytujú prehľad o dianí v sieti v reálnom čase. Keď dôjde k poruche, RMU môže oznámiť jej polohu a veľkosť.
- Komunikačné rozhrania.Či už ide o optické, mobilné alebo rádio, RMU hovorí s riadiacim centrom. Táto komunikácia umožňuje koordinované reakcie naprieč viacerými zariadeniami.
Videl som, že energetické služby skrátili dobu výpadkov o 70 % jednoduchým pridaním automatizácie do existujúcich lokalít RMU. Hardvér tam už bol. Inteligentnou časťou bolo pripojenie.
Obojsmerný tok riadenia integrácie obnoviteľných zdrojov
Toto je miesto, kde sa RMU stávajú kritickými spôsobmi, ktoré si pôvodní dizajnéri nikdy nepredstavovali. Tradičná distribúcia bola jednosmerná - od rozvodne k záťaži. So strešnou solárnou a inou distribuovanou výrobou energie teraz prúdi oboma smermi.
To mení všetko pre ochranu a kontrolu. Porucha, ktorá bola predtým napájaná iba z rozvodne, teraz získava príspevok aj z generácie zákazníkov. Jednotky RMU so smerovým snímaním a komunikáciou dokážu rozlíšiť medzi poruchami v smere a po smere a koordinovať sa s inými zariadeniami, aby ich správne odstránili.
Umožňujú tiež ostrovné schémy - zámerné odpojenie časti siete s výrobou, aby sa udržala pod napätím, keď dôjde k strate hlavného napájania. To si vyžaduje rýchle a koordinované prepínanie, ktoré môžu poskytnúť iba automatizované jednotky RMU.
Riadenie záťaže a riadenie napätia
Inteligentné siete nie sú len o výpadkoch. Ide im o optimalizáciu systému počas bežnej prevádzky.
Niektoré jednotky RMU teraz zahŕňajú možnosti regulácie napätia – buď prostredníctvom prepínačov odbočiek pri zaťažení integrovaných do jednotky, alebo prostredníctvom koordinácie s nadradenými zariadeniami. Monitorovaním napätia vo viacerých bodoch v kruhu sa systém dokáže prispôsobiť tak, aby všetci zákazníci dodržali špecifikáciu a zároveň minimalizovali straty.
Znižovanie záťaže a obnova sa riadia rovnakou logikou. Keď sa transformátor priblíži k svojmu limitu, systém môže automaticky otvoriť jednotky RMU, aby sa zbavili nekritickej záťaže, a potom ich znova zatvoriť, keď sa kapacita vráti. Zákazník si to nemusí všimnúť.
Zber údajov – neviditeľný produkt
Každý automatizovaný RMU generuje dáta. Profily napätia v čase. Zaťažovacie prúdy podľa fázy. Záznamy porúch s priebehmi. Počet prepínaní pre prediktívnu údržbu.
Tieto údaje tečú späť do služby a stávajú sa základom pre plánovanie, správu majetku a prevádzkové vylepšenia. Nástroj, ktorý presne vie, ako sa jeho sieť správa, môže odložiť kapitálové výdavky, zamerať údržbu tam, kde je to potrebné, a rýchlejšie reagovať na udalosti.
Sledoval som, ako sa inžinierske oddelenia transformujú z reaktívnych na proaktívne jednoducho preto, že začali získavať údaje z RMU, ktoré už vlastnili.
Typy RMU a ich význam pre inteligentnú sieť
Izolačná technológia je dôležitá pre to, ako sa RMU integruje do inteligentnej siete, hoci riadiace funkcie sú medzi typmi podobné.
RMU izolované SF6sú štandardom už desaťročia. Sú kompaktné, utesnené a bezúdržbové po celý život. Plyn poskytuje izoláciu aj zhášanie oblúka. Z pohľadu inteligentnej siete dokonale spolupracujú s automatizáciou – v rovnakom uzavretom kryte, ktorý chráni rozvádzač, môžu byť umiestnené senzory a komunikačné zariadenia bez dodatočnej ochrany životného prostredia.
Pevné dielektrické RMUsa presadzujú najmä na trhoch znepokojených vplyvom SF6 na skleníkové plyny. Namiesto plynu používajú izoláciu z epoxidovej živice, čím eliminujú akékoľvek riziko úniku. Pôdorys je podobný a automatizačné balíky sa integrujú rovnako ľahko. V prípade verejných služieb s mandátom udržateľnosti sú tieto stále častejšie predvolenou voľbou.
Vzduchom izolované RMUexistujú, ale sú menej bežné v kompaktných mestských aplikáciách. Sú väčšie a viac vystavené kontaminantom z prostredia, čo môže skomplikovať dlhodobú spoľahlivosť senzorov a elektroniky.
Čo hovorím zákazníkom o RMU a inteligentných sieťach
Keď sa ma niekto opýta, či potrebuje automatizované RMU pre svoj projekt inteligentnej siete, položím mu otázku: ako plánujete prevádzkovať sieť?
Ak odpoveď zahŕňa posielanie posádok na každú prepínaciu operáciu, nepotrebujete automatizáciu. Ak však chcete reagovať rýchlejšie, integrovať obnoviteľné zdroje, zbierať údaje alebo skrátiť minúty výpadku, potrebujete jednotky RMU, ktoré dokážu komunikovať s riadiacou miestnosťou.
Dobrou správou je, že záklHlavná jednotkaplatforma toto všetko podporuje. Neskôr môžete začať s ručne ovládanými jednotkami a dodatočnou automatizáciou. Alebo môžete inštalovať automatizované jednotky od začiatku a postupne začleňovať riadiaci systém. Hardvér je dostatočne robustný pre oba prístupy.
Kľúčom je výber jednotiek s dostatočnou flexibilitou – porty na senzory, mechanizmy pripravené na motor, možnosti komunikácie – aby rástli podľa vašich potrieb. Inteligentná sieť nie je cieľ. Je to neustály vývoj. Vaše RMU by sa mali vyvíjať spolu s tým.
Ak plánujete upgrade distribúcie alebo nový vývoj a chcete sa porozprávať o možnostiach RMU – úrovne automatizácie, komunikačné protokoly, integrácia senzorov – rád vám pomôžem. Technologické rozhodnutia, ktoré dnes urobíte, budú formovať to, čo vaša mriežka dokáže v nasledujúcich tridsiatich rokoch.
Referencie
- IEEE Std C37.74, IEEE norma pre požiadavky na podpovrchové, klenbové a na podložke montované spínacie prerušovače záťaže a poistkové spínacie prerušovače záťaže pre systémy so striedavým prúdom do 38 kV.
- IEC 62271-200, Vysokonapäťové spínacie a riadiace zariadenia – Časť 200: Kovovo uzavreté spínacie a riadiace zariadenia na striedavý prúd pre menovité napätia nad 1 kV a do 52 kV vrátane.
- Technická brožúra CIGRE 600, Vplyv automatizácie distribúcie na spoľahlivosť distribučných sietí.
