Что такое среднее напряжение распределительное устройство?

Что такое распределительное устройство среднего напряжения? Объяснение функций, компонентов и кольцевой магистральной единицы (RMU)

Распределительное устройство среднего напряжения (СН) является неотъемлемой частью современных систем распределения электроэнергии. Оно обеспечивает надежное управление, защиту, изоляцию и мониторинг электрооборудования, работающего на средних уровнях напряжения. Широко применяемое на подстанциях, промышленных объектах, в коммерческих зданиях, проектах возобновляемой энергетики и распределительных сетях коммунальных предприятий, распределительное устройство СН помогает обеспечить безопасную и стабильную передачу электроэнергии.

Одним из наиболее широко используемых решений в распределении среднего напряжения является кольцевая магистральная единица (RMU). Но что такое кольцевая магистральная единица, как она работает и в чем разница между RMU и обычным распределительным устройством среднего напряжения?

В этой статье мы объясняем функции, основные компоненты, области применения и критерии выбора распределительных устройств среднего напряжения, уделяя особое внимание кольцевым магистральным единицам.

1. Что такое распределительное устройство среднего напряжения?

Распределительное устройство среднего напряжения — это совокупность электрических коммутационных и защитных устройств, предназначенных для работы в системах электроснабжения среднего напряжения. В зависимости от региональных стандартов и требований проекта оборудование среднего напряжения обычно охватывает уровни напряжения от примерно 1 кВ до 52 кВ.

Типичные области применения распределительных устройств СН включают системы распределения электроэнергии на 6 кВ, 10 кВ, 11 кВ, 12 кВ, 24 кВ, 33 кВ и 40,5 кВ.

Распределительное устройство СН предназначено для управления электрическими цепями, защиты трансформаторов и кабелей от электрических неисправностей, изоляции оборудования для технического обслуживания и поддержания надежности распределительных сетей.

Распространенные типы распределительных устройств среднего напряжения включают:

• Распределительное устройство с металлической оболочкой: обеспечивает отсечную конструкцию и широко используется на промышленных предприятиях, подстанциях и объектах коммунальных предприятий.
• КРУ с металлической оболочкой: размещает коммутационное и защитное оборудование в заземлённой металлической оболочке.
• Кольцевой распределительный пункт (RMU): компактное, собранное на заводе распределительное устройство, обычно используемое в кольцевых и радиальных распределительных сетях.
• КРУ с газовой изоляцией (GIS): использует газ или другую изолирующую среду для обеспечения компактной изоляции и коммутационных схем.
• КРУ с воздушной изоляцией (AIS): использует воздух в качестве основной изолирующей среды.

Подходящий тип зависит от номинального напряжения, тока нагрузки, уровня короткого замыкания, условий установки, требований безопасности и доступного монтажного пространства.

2. Что такое кольцевой распределительный пункт (RMU)?

Кольцевой распределительный пункт (RMU) — это компактное, собранное на заводе распределительное устройство среднего напряжения, используемое для управления и защиты электрических распределительных сетей. Обычно он устанавливается в распределительных подстанциях вторичного уровня, трансформаторных подстанциях, коммерческих зданиях, промышленных объектах и установках возобновляемой энергетики.

Итак, что такое кольцевой распределительный пункт в распределении электроэнергии?

RMU обычно устанавливается в точке распределения, где кабели среднего напряжения соединяются, образуя кольцевую сеть, или подают питание по радиальной схеме. Его коммутационные аппараты позволяют операторам подключать, отключать и изолировать участки сети при необходимости.

Типичная конфигурация RMU включает две функции кольцевых кабельных присоединений и одну функцию трансформаторного присоединения. В зависимости от применения также могут быть доступны дополнительные функции присоединения, учёта или защиты.

Для чего используется кольцевой распределительный пункт?

Основное назначение кольцевого распределительного пункта — обеспечение безопасной и надёжной коммутации и изоляции в распределительных системах среднего напряжения.

Его основные области применения включают:

• Распределение электроэнергии: подключение входящих и исходящих кабелей среднего напряжения.
• Защита трансформатора: обеспечение интерфейса коммутации и защиты для распределительных трансформаторов.
• Изоляция неисправностей: помощь в изоляции неисправного участка кабеля или подключённого оборудования.
• Непрерывность электроснабжения: поддержка альтернативных путей подачи электроэнергии в соответствующим образом спроектированных кольцевых сетях.
• Операции технического обслуживания: возможность изоляции выбранных участков сети для осмотра или ремонта.
• Компактные установки: обеспечение компактного решения для закрытых или открытых распределительных подстанций.

Например, если на участке кабеля в правильно спроектированной кольцевой сети возникает неисправность, операторы могут изолировать повреждённый участок и восстановить электроснабжение неповреждённых участков по альтернативному маршруту, при условии что конфигурация сети и условия эксплуатации это позволяют.

Какова функция распределительного устройства кольцевого типа?

Основные функции распределительного устройства кольцевого типа (RMU) включают:

1. Коммутация: подключение или отключение цепей среднего напряжения в рабочих условиях, допускаемых коммутационным аппаратом.
2. Изоляция: отделение кабеля, трансформатора или другого оборудования от сети под напряжением для проведения технического обслуживания.
3. Защита: обеспечение или координация защиты от перегрузок и коротких замыканий с помощью соответствующих предохранителей, автоматических выключателей и защитных реле.
4. Гибкость сети: поддержка кольцевых или радиальных схем распределения электроэнергии.
5. Безопасность: наличие блокировок, заземляющих выключателей и других элементов безопасности в соответствии с конструкцией.
6. Мониторинг и управление: поддержка местного или дистанционного мониторинга и управления при наличии соответствующих устройств.

Не каждое RMU включает одинаковые функции защиты. Например, выключатель нагрузки может обеспечивать нормальную коммутацию и изоляцию, но не заменяет автоматический выключатель и защитное реле там, где требуется автоматическое отключение при неисправности.

3. Основные компоненты распределительного устройства среднего напряжения

Хотя конструкция зависит от типа распределительного устройства, большинство систем среднего напряжения (СН) включают несколько основных компонентов.

3.1 Автоматические выключатели

Автоматические выключатели замыкают и размыкают электрические цепи и прерывают токи короткого замыкания в пределах своих номинальных параметров. Вакуумные автоматические выключатели широко применяются в металлических распределительных устройствах среднего напряжения благодаря надёжной отключающей способности и относительно низким требованиям к обслуживанию.

3.2 Выключатели нагрузки

Выключатели нагрузки предназначены для коммутации токов нормальной нагрузки в пределах своих номинальных рабочих условий. Они обычно используются в кольцевых распределительных пунктах (RMU) для входящих и исходящих кольцевых фидеров.

Не следует предполагать, что выключатель нагрузки обеспечивает такую же способность отключения токов короткого замыкания, как автоматический выключатель.

3.3 Разъединители и заземляющие выключатели

Разъединители обеспечивают изоляцию в соответствии с их заданными рабочими условиями, а заземляющие выключатели соединяют designated участки цепи с землёй для обеспечения безопасных процедур технического обслуживания.

Механические и электрические блокировки помогают предотвращать небезопасные последовательности операций.

3.4 Реле защиты и предохранители

Реле защиты обнаруживают аномальные электрические условия и инициируют отключение автоматического выключателя при выполнении соответствующих критериев защиты. В некоторых конфигурациях RMU высоковольтные предохранители обеспечивают защиту фидера трансформатора.

Выбор между защитой на основе автоматического выключателя и защитой с помощью предохранителя-выключателя зависит от номинальных параметров трансформатора, уровней токов короткого замыкания, требований к координации защит и применимых стандартов.

3.5 Сборные шины и кабельные оконцевания

Сборные шины распределяют электроэнергию между коммутационными аппаратами внутри распределительного устройства. Отсеки кабельных оконцеваний обеспечивают интерфейсы для входящих и исходящих кабелей среднего напряжения.

Их изоляция, пропускная способность по току и номиналы стойкости к короткому замыканию должны соответствовать требованиям системы.

3.6 Измерительные трансформаторы и устройства мониторинга

Трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН) обеспечивают измерительные сигналы для учёта, защиты и мониторинга. В зависимости от исполнения распределительное устройство может также включать индикаторы напряжения, мониторинг температуры, коммуникационные интерфейсы и устройства дистанционного управления.

4. В чём разница между RMU и обычным распределительным устройством среднего напряжения?

Хотя RMU является типом распределительного устройства среднего напряжения, эти два термина не являются взаимозаменяемыми во всех применениях.

РУ (распределительное устройство) часто является подходящим выбором, когда приоритетами являются компактные размеры и простые функции распределения. Обычное металлическое распределительное устройство может быть более подходящим для объектов, требующих большого количества отходящих фидеров, обширных схем защиты, высоких номинальных значений непрерывного тока или более сложного оперативного управления.

Окончательный выбор должен основываться на однолинейной схеме (SLD), электрических номиналах, топологии сети и спецификациях проекта.

5. Что такое РУ в подстанции?

Распределительное устройство в подстанции обеспечивает интерфейс переключения среднего напряжения между распределительной сетью и нижестоящим оборудованием, в частности распределительными трансформаторами.

Например, в распределительной системе 10 кВ или 11 кВ РУ может получать питание от входящего кабеля, подключаться к отходящему кольцевому фидеру и питать трансформатор через выделенный трансформаторный фидер.

Типичное трёхфункциональное РУ может включать:

• Один входящий кольцевой кабельный выключатель.
• Один отходящий кольцевой кабельный выключатель.
• Один трансформаторный фидер с защитой предохранитель-выключатель или автоматическим выключателем, в зависимости от конструкции.

В кольцевой сети входящие и исходящие кабельные соединения обеспечивают физическую конфигурацию, необходимую для альтернативной схемы электроснабжения. Фактическая непрерывность электроснабжения зависит от проектирования сети, координации защит, процедур переключения и наличия альтернативного источника под напряжением.

РУ (распределительные устройства) могут устанавливаться в компактных подстанциях, сборных подстанциях, подземных распределительных объектах и наружных корпусах, рассчитанных на соответствующие условия окружающей среды.

6. Что такое кольцевое распределительное устройство с элегазовой изоляцией (SF6 RMU)?

Кольцевое распределительное устройство с элегазовой изоляцией (SF6 RMU) — это РУ, в котором в качестве изолирующей среды и, в зависимости от конструкции, как части системы переключения или гашения дуги используется газ гексафторид серы (SF6).

РУ с элегазовой изоляцией традиционно применялись, поскольку SF6 обеспечивает высокие изоляционные характеристики и позволяет создавать компактные распределительные устройства. Герметичные газовые отсеки также могут снижать воздействие внешних условий окружающей среды на внутренние изоляционные компоненты.

Однако SF6 является мощным парниковым газом, и его использование всё больше подпадает под экологические нормы и требования по управлению жизненным циклом оборудования. Необходимо учитывать предотвращение утечек газа, процедуры обращения, рекуперацию и управление по окончании срока службы.

Альтернативы РУ без SF6

РУ без SF6 доступны для проектов, стремящихся сократить выбросы парниковых газов, связанные с распределительным устройством. В зависимости от производителя и класса напряжения альтернативные конструкции могут использовать чистый воздух, твёрдую изоляцию или другие утверждённые изоляционные технологии.

При сравнении РУ с SF6 и РУ без SF6 покупателям следует оценивать:

• Номинальное напряжение и уровень изоляции.
• Номинальный ток и ток кратковременной термической стойкости.
• Коммутационные возможности и способность отключения токов короткого замыкания.
• Установочные размеры и кабельные интерфейсы.
• Условия окружающей среды при эксплуатации.
• Применимые стандарты и подтверждение типовыми испытаниями.
• Требования к техническому обслуживанию и затраты жизненного цикла.
• Местные экологические и нормативные требования.

Наиболее подходящая технология зависит от технических характеристик проекта, условий эксплуатации и приоритетов жизненного цикла.

7. Что такое кольцевой распределительный пункт с четырьмя присоединениями?

Термин «кольцевой распределительный пункт с четырьмя присоединениями» обычно обозначает конфигурацию RMU с четырьмя функциональными присоединениями или коммутационными положениями, хотя точная компоновка зависит от производителя.

Четырёхходовое распределительное устройство (RMU) может включать различные комбинации кольцевых кабельных вводов, трансформаторных вводов, автоматических выключателей или других коммутационных функций.

Например, проект может требовать два кольцевых кабельных ввода и два трансформаторных ввода. Другое применение может требовать дополнительных отходящих линий или иной комбинации коммутационных аппаратов.

Поскольку «четырёхходовое RMU» не является универсальным описанием одной фиксированной схемы, покупателям следует подтверждать требуемую конфигурацию с помощью однолинейной схемы, а не полагаться только на название продукта.

8. Как выбрать правильное среднее напряжение распределительного устройства

Выбор правильного распределительного устройства среднего напряжения имеет решающее значение для электробезопасности, надёжной работы и долгосрочной производительности.

Перед покупкой рассмотрите следующие факторы.

1. Номинальное напряжение

Подтвердите номинальное напряжение системы и номинальное напряжение оборудования. Типичные применения включают системы 10 кВ, 11 кВ, 12 кВ, 24 кВ, 33 кВ и 40,5 кВ в зависимости от сети и конструкции оборудования.

2. Номинальный ток

Определите непрерывный ток, необходимый для входящих фидеров, отходящих фидеров, сборных шин и трансформаторных соединений.

3. Номиналы по стойкости к токам короткого замыкания и отключению

Проверьте ожидаемый ток короткого замыкания и требуемые номиналы кратковременной стойкости и пиковой стойкости. Автоматические выключатели должны обладать подходящей способностью отключения токов короткого замыкания для данной электроустановки.

4. Требования к защите

Подтвердите, требует ли проект выключателей нагрузки, комбинированных предохранителей-выключателей, автоматических выключателей, реле защиты, учета или дополнительной автоматизации.

5. Условия окружающей среды при монтаже

Учитывайте температуру окружающей среды, влажность, высоту над уровнем моря, пыль, загрязнение, коррозию, а также требования к установке внутри или снаружи помещения.

6. Применимые стандарты

Укажите требуемые стандарты IEC и специфические требования проекта. К соответствующим стандартам могут относиться IEC 62271-200 для распределительных устройств и комплектных устройств управления переменного тока в металлической оболочке на напряжение свыше 1 кВ и до 52 кВ включительно, а также IEC 62271-103 для выключателей на напряжение свыше 1 кВ и до 52 кВ включительно, если они применимы к конструкции оборудования.

Применимая редакция и любые дополнительные стандарты для конкретной продукции должны быть подтверждены для каждого проекта.

7. Поддержка производителя

Оцените техническую документацию производителя, гибкость проектирования, возможности тестирования, наличие запасных частей и послепродажную поддержку.

9. Применение распределительных устройств среднего напряжения и RMU

Распределительные устройства среднего напряжения и RMU широко используются в различных отраслях.

• Распределительные сети коммунальных служб: управление входящими и исходящими фидерами и поддержка работы распределительной сети.
• Промышленные объекты: электроснабжение производственных предприятий, перерабатывающих объектов и крупных электрических нагрузок.
• Коммерческие здания: распределение электроэнергии среднего напряжения в офисных зданиях, торговых центрах и деловых парках.
• Проекты возобновляемой энергетики: подключение солнечных электростанций, ветропарков и связанных с ними трансформаторов к распределительным сетям.
• Инфраструктурные проекты: поддержка аэропортов, железнодорожных систем, водоочистных сооружений и других важных объектов.
• Жилые комплексы: предоставление компактных коммутационных решений для распределительных подстанций, обслуживающих жилые сообщества.

Конфигурацию оборудования всегда следует выбирать в соответствии с электрическим проектом, требованиями к нагрузке, философией защиты и соответствующими местными нормами.

10. Решения для среднего напряжения от Shandong Dongguan Electric Co., Ltd.

Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. предлагает решения для распределения электроэнергии для промышленных, коммерческих, коммунальных и инфраструктурных объектов.

Наш ассортимент распределительных устройств среднего напряжения может быть адаптирован под различные уровни напряжения и требования проекта, включая металлические распределительные устройства KYN28A-12, распределительные устройства KYN61-40.5 и решения для распределения на базе RMU, в зависимости от требуемой технической конфигурации.

Мы поддерживаем специфические требования проекта по:

• Конфигурации и техническому подбору распределительных устройств среднего напряжения.
• Схемам входящих и исходящих фидеров.
• Подбору автоматических выключателей и устройств защиты.
• Техническим чертежам и согласованию однолинейных схем.
• Проектной документации и требованиям к экспорту.
• Индивидуальным решениям для оборудования для международных рынков.

Нужен ли вам компактный распределительный пункт кольцевой сети для распределительной подстанции или модульная система среднего напряжения для промышленного проекта, наша команда поможет определить необходимую конфигурацию на основе ваших технических требований.

Свяжитесь с Shandong Dongguan Electric Co., Ltd., чтобы обсудить ваши требования к распределительному устройству среднего напряжения и запросить техническое предложение.

Веб-сайт: https://www.dongguanelectric.com/

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Что такое распределительный пункт кольцевой сети в распределении электроэнергии?

Распределительный пункт кольцевой сети — это компактное распределительное устройство среднего напряжения, используемое для подключения, переключения и изоляции кабельных фидеров и подключений трансформаторов в электрических распределительных сетях.

2. Какова функция распределительного пункта кольцевой сети (RMU)?

Основная функция RMU — обеспечение переключения, изоляции и, при соответствующем оснащении, защиты распределительных цепей среднего напряжения. Он также может поддерживать непрерывность электроснабжения в правильно спроектированных кольцевых сетях.

3. В чём разница между RMU и распределительным устройством?

RMU — это особый тип распределительного устройства среднего напряжения, предназначенный для компактных распределительных применений. Более широкая категория распределительных устройств среднего напряжения также включает панели с металлической оболочкой, панели с автоматическими выключателями и другие сборки для более сложных электрических систем.

4. Что такое кольцевой распределительный пункт SF6?

В SF6 RMU используется газ гексафторид серы для изоляции и, в зависимости от конструкции, для коммутации или гашения дуги. Также доступны альтернативы без SF6, которые могут быть предпочтительны там, где важны экологические соображения.

5. Каков типичный диапазон напряжения RMU?

RMU обычно используются во вторичных распределительных сетях на таких уровнях напряжения, как 10 кВ, 11 кВ, 12 кВ, 24 кВ и 33 кВ. Доступные номиналы зависят от производителя и конструкции изделия.

6. Может ли RMU защитить распределительный трансформатор?

Да. RMU может включать трансформаторный фидер с предохранителем-выключателем или фидер с автоматическим выключателем и соответствующей защитой. Подходящая схема зависит от номинала трансформатора, ожидаемого тока короткого замыкания и требований к координации защит.

7. Какая информация необходима для выбора RMU?

Важная информация включает напряжение системы, номинальный ток, уровень короткого замыкания, количество фидеров, мощность трансформатора, требования к защите, условия установки и применимые стандарты.

Заключение

Распределительное устройство среднего напряжения играет критическую роль в безопасном и надежном распределении электроэнергии. Среди доступных решений кольцевой распределительный пункт особенно полезен для компактных вторичных распределительных подстанций и применения в кольцевых сетях.

Понимание того, что такое кольцевой распределительный пункт, для чего он используется и чем он отличается от обычного распределительного устройства среднего напряжения, помогает инженерам, подрядчикам и закупочным командам принимать обоснованные решения по оборудованию.

Оценивая электрические характеристики, требования к защите, конфигурацию сети, условия окружающей среды и применимые стандарты, проектные команды могут выбрать подходящее решение для надежной долгосрочной эксплуатации.