Această întrebare apare în aproape fiecare conversație pe care o am cu planificatorii de utilități și dezvoltatorii de proiecte. Toată lumea vorbește despre rețele inteligente - senzori, software, analiza datelor. Dar nimic din toate acestea nu contează fără echipamentul fizic care face posibil controlul. Unitatea principală Ring se află chiar la acea intersecție.
Să vorbim despre ce fac de fapt RMU-urile într-o rețea de distribuție modernă și de ce devin esențiale, nu opționale.
În primul rând, ce este de fapt o unitate principală inelă
OUnitate principală Ringeste un ansamblu compact, construit din fabrică, de întrerupătoare, siguranțe și întrerupătoare utilizate în rețelele de distribuție de medie tensiune. Este de obicei evaluat pentru tensiuni de la 6 kV la 40,5 kV și proiectat pentru instalare în exterior sau în interior cu o amprentă mică.
Numele provine de la aplicația sa originală: conectarea a două surse pentru a forma un inel sau o buclă, cu sarcina întreruptă între ele. Acea topologie - puterea care vine din două direcții - este fundamentul fiabilității distribuției. Dacă o cale eșuează, cealaltă ține luminile aprinse.
Dar într-un context de rețea inteligentă, RMU nu este doar un comutator pasiv. Este punctul în care grila fizică se întâlnește cu sistemul de control.
Topologia inelului - Fiabilitate prin proiectare
Înainte de a exista rețelele inteligente, configurația inelului oferea deja o fiabilitate mai bună decât sistemele radiale. O defecțiune la un alimentator radial îi scoate pe toți în aval până când echipajele sosesc pentru a o repara. Într-un inel, defecțiunea poate fi izolată și puterea restabilită din cealaltă direcție - adesea în minute în loc de ore.
Ceea ce s-a schimbat este viteza și automatizarea. RMU-urile tradiționale necesitau ca un echipaj să deschidă și să închidă întrerupătoarele manual. Unitățile moderne se integrează cu SCADA, permițând operarea de la distanță. Aceeași izolare și restaurare care odinioară dura ore întregi se pot întâmpla acum în câteva secunde, fără ca nimeni să părăsească camera de control.
Acesta este fundamentul a ceea ce utilitățile numesc FLISR-Locația defectelor, Izolarea și Restaurarea serviciului. RMU este dispozitivul care execută acele comenzi.
Automatizare și control de la distanță - Partea inteligentă
O rețea inteligentă este definită prin capacitatea sa de a simți și de a răspunde. RMU-urile permit acest lucru prin încorporarea:
- Mecanisme actionate cu motorcare permit comutarea de la distanță. Un operator de la un birou poate deschide sau închide comutatorul în funcție de condițiile sistemului, fără a trimite un camion.
- Senzori pentru detectarea tensiunii, curentului și defecțiunilor.Acestea oferă vizibilitate în timp real a ceea ce se întâmplă în rețea. Când apare o defecțiune, RMU își poate raporta locația și magnitudinea.
- Interfețe de comunicații.Fie că este vorba de fibră, celulară sau radio, RMU vorbește cu centrul de control. Această comunicare permite răspunsuri coordonate pe mai multe dispozitive.
Am văzut că utilitățile reduc timpii de întrerupere cu 70% prin simpla adăugare de automatizare la locațiile RMU existente. Hardware-ul era deja acolo. Partea inteligentă era conectarea.
Integrarea energiei regenerabile - Gestionarea fluxului bidirecțional
Aici RMU-urile devin critice în moduri pe care designerii originali nu și-au imaginat niciodată. Distribuția tradițională a fost unidirecțională de la substație la încărcare. Cu generarea solară de pe acoperiș și alte generații distribuite, energia curge acum în ambele direcții.
Asta schimbă totul pentru protecție și control. O defecțiune care înainte era alimentată doar de la substație primește acum contribuția și din generarea clienților. RMU-urile cu detecție direcțională și comunicații pot distinge între defecțiunile din amonte și din aval și pot coordona cu alte dispozitive pentru a le elimina în mod corespunzător.
Ele permit, de asemenea, scheme de izolare - deconectarea intenționată a unei secțiuni a rețelei cu generare pentru a o menține sub tensiune atunci când sursa principală este pierdută. Acest lucru necesită o comutare rapidă și coordonată, pe care doar RMU-urile automate o pot oferi.
Managementul sarcinii și controlul tensiunii
Rețelele inteligente nu sunt doar despre întreruperi. Sunt despre optimizarea sistemului în timpul funcționării normale.
Unele RMU includ acum capabilități de reglare a tensiunii - fie prin comutatoare de reglaj sub sarcină integrate în unitate, fie prin coordonare cu dispozitivele din aval. Prin monitorizarea tensiunii în mai multe puncte din inel, sistemul se poate ajusta pentru a menține toți clienții în limitele specificațiilor, reducând în același timp pierderile.
Reducerea sarcinii și restaurarea urmează aceeași logică. Când un transformator se apropie de limita sa, sistemul poate deschide automat RMU-urile pentru a elimina sarcina necritică, apoi le poate reînchide când capacitatea revine. Este posibil ca clientul să nu observe niciodată.
Colectarea datelor-Produsul invizibil
Fiecare RMU automatizat generează date. Profile de tensiune în timp. Curenți de sarcină pe fază. Înregistrări de defecțiuni cu forme de undă. Numărul de comutare pentru întreținerea predictivă.
Datele respective revin către utilitate și devin baza pentru planificare, management al activelor și îmbunătățiri operaționale. Un utilitar care știe exact cum se comportă rețeaua sa poate amâna cheltuielile de capital, poate viza întreținerea acolo unde este nevoie și poate răspunde mai rapid la evenimente.
Am văzut departamentele de inginerie transformându-se de la reactive la proactive pur și simplu pentru că au început să primească date de la RMU-urile pe care le dețineau deja.
Tipuri de RMU și relevanța lor pentru rețelele inteligente
Tehnologia de izolație contează pentru modul în care un RMU se integrează într-o rețea inteligentă, deși funcțiile de control sunt similare între tipuri.
RMU-uri izolate cu SF6au fost standardul de zeci de ani. Sunt compacte, sigilate și nu necesită întreținere pe viață. Gazul asigură atât izolație, cât și stingerea arcului. Din perspectiva rețelei inteligente, acestea funcționează perfect cu automatizarea - aceeași carcasă etanșă care protejează tabloul poate găzdui senzori și echipamente de comunicații fără protecție suplimentară a mediului.
RMU dielectrice solidecâștigă teren, în special pe piețele preocupate de impactul gazelor cu efect de seră al SF6. Folosesc izolație din rășină epoxidică în loc de gaz, eliminând orice risc de scurgere. Amprenta este similară, iar pachetele de automatizare se integrează la fel de ușor. Pentru utilitățile cu mandate de durabilitate, acestea sunt din ce în ce mai mult alegerea implicită.
RMU izolate cu aerexistă, dar sunt mai puțin frecvente în aplicațiile urbane compacte. Sunt mai mari și mai expuși la contaminanții din mediu, ceea ce poate complica fiabilitatea pe termen lung a senzorilor și a electronicii.
Ce le spun clienților despre RMU și rețele inteligente
Când cineva mă întreabă dacă are nevoie de RMU automatizate pentru proiectul lor de rețea inteligentă, îi pun o întrebare: cum plănuiți să operați rețeaua?
Dacă răspunsul implică trimiterea de echipaje la fiecare operațiune de comutare, nu aveți nevoie de automatizare. Dar dacă doriți să răspundeți mai rapid, să integrați sursele regenerabile, să colectați date sau să reduceți minutele de întrerupere, aveți nevoie de RMU care să poată vorbi cu camera de control.
Vestea bună este că de bazăUnitate principală Ringplatforma acceptă toate acestea. Puteți începe cu unități operate manual și mai târziu puteți modifica automatizarea. Sau puteți instala unități automate de la început și fază în sistemul de control în timp. Hardware-ul este suficient de robust pentru oricare abordare.
Cheia este să alegeți unități cu suficientă flexibilitate - porturi pentru senzori, mecanisme pregătite pentru motor, opțiuni de comunicații - pentru a crește odată cu nevoile dvs. Rețeaua inteligentă nu este o destinație. Este o evoluție continuă. RMU-urile dvs. ar trebui să evolueze odată cu el.
Dacă plănuiți o actualizare a distribuției sau o nouă dezvoltare și doriți să vorbiți despre opțiunile RMU - niveluri de automatizare, protocoale de comunicații, integrarea senzorilor - sunt bucuros să vă ajut. Alegerile tehnologice pe care le faceți astăzi vor modela ceea ce poate face rețeaua dumneavoastră în următorii treizeci de ani.
Referințe
- IEEE Std C37.74, Standard IEEE pentru cerințele pentru aparatele de comutare cu întrerupătoare de sarcină montate sub suprafață, seif și suport și aparate de comutare cu întrerupător de sarcină cu fuzibil pentru sisteme de curent alternativ de până la 38 kV.
- IEC 62271-200, Aparatură de comutare și control de înaltă tensiune – Partea 200: Aparatură de comutație și control cu carcasă metalică AC pentru tensiuni nominale de peste 1 kV și până la 52 kV inclusiv.
- Broșura tehnică CIGRE 600, Impactul automatizării distribuției asupra fiabilității rețelelor de distribuție.
