Ring Main Units (RMUs), Konstruktion, Arbeitsweise und Vergleich mit Schaltanlagen

Inhalt

• Die Ring-Haupteinheit (RMU)
• Bau einer Ring-Haupteinheit
• Schematische Darstellung einer typischen Ringhaupteinheit
• Die gemeinsame Sammelschiene
• Modulares, unterteiltes Design
• Abgedichtete Kabelanschlüsse
• Was macht eine RMU kleiner?
• Versiegelte Abschluss-Boot-Kits:
• Hermetisch versiegelter SF₆ Panzer:
• Verteilungsphilosophie der Ringhaupteinheiten
• RMU gegen konventionelle Schaltanlage, welche ist die bessere Wahl?
• Fazit

Der Autor ist ein professioneller Elektrotechniker und hat die Installation und Inbetriebnahme mehrerer RMUs in seiner Einrichtung überwacht.

Die Ring-Haupteinheit (RMU)

Die Ring-Haupteinheit mit ihrem neuen kompakten Design und SF₆ Die Lichtbogenlöschtechnologie ist ein relativ neuer Marktteilnehmer in der Branche der Verteilungsinfrastrukturen. Es hat die lange unbestrittene Dominanz herkömmlicher VCB-Schaltanlagen auf dem Markt für Mittelspannungsverteilungsgeräte in Frage gestellt.

Hier werden wir erkunden:

• Wie werden RMUs aufgebaut? und wie sie funktionieren.
• Ihre Verwendung in Verteilersystemen.
• Zuletzt werden wir sehen, ob sie wirklich brauchbare Alternativen zu herkömmlichen Schaltanlagen sind, die ihre Hersteller versprechen.

Bau einer Ring-Haupteinheit

Eine typische Ring-Haupteinheit ist im Wesentlichen eine gekapselte Mittelspannungs-Sammelschiene (11 kV - 66 kV), die entweder eine beliebige Anzahl von ankommenden Abzweigen oder ansteigenden abgehenden Lastabzweigen in einem separaten modularen Fach terminiert.

Schematische Darstellung einer typischen Ringhaupteinheit

Eine typische RMU mit 5 Abschnitten kann das in der folgenden Abbildung gezeigte Schema haben: Dieses Schema wird verwendet, um zwei verschiedene Wechselstromquellen in einem Sammelschienenschema zu betreiben.

(von links nach rechts)

• Abschnitt 1: Ausgang zum 11-kV / 380-V-Transformator mit Schutzrelais, Leistungsschalter und Messung (alle drei Optionen).
• Sektion 2: Eingang entweder vom 132-kV / 11-kV-Transformator oder von einem anderen 11-kV-Abzweig, nur mit Isolator.
• Sektion 3: Buskoppler, nur mit Isolator.
• Sektion 4: Eingang entweder vom 132-kV / 11-kV-Transformator oder von einem anderen 11-kV-Abzweig, nur mit Isolator.
• Abschnitt 5: Ausgang zum 11-kV / 380-V-Transformator mit Schutzrelais, Leistungsschalter und Messung (alle drei Optionen).

Die gemeinsame Sammelschiene

Über die gesamte Länge der RMU-Struktur verläuft eine gemeinsame Kupfersammelschiene, die hinter dem SF verborgen ist₆ Fächer und Abdeckungen. Jeder Kabelabschluss endet an dieser gemeinsamen Sammelschiene.

Modulares, unterteiltes Design

RMUs werden gemäß der Anzahl von Abschnitten geordnet, die z.B. Ingenieure können je nach Verteilungsschema entweder eine Einheit mit 3 Abschnitten, 5 Abschnitten, 7 Abschnitten oder sogar höheren Abschnitten bestellen.

Jeder Abschnitt / jedes modulare Fach kann je nach Anforderung entweder Folgendes haben:

Anpassbare Optionen für jeden Abschnitt / jedes Fach einer Ring-Haupteinheit.

Option 1: Leistungsschalter / Ausgangsabzweig	Option 2: Isolator / Einspeisung	Option 3: BusCoupler / Riser
Mikroprozessor-Schutzrelais	Versiegelte SF6-Trenn- / Schaltertrennung	Versiegelte SF6-Trenn- / Schaltertrennung
Versiegelter SF6-Leistungsschalter	Erdungsschalter
Erdungsschalter	Messung (optional)
Messung

RMUs sind erweiterbar. Es ist möglich, eine vorhandene Installation mit zusätzlichen Abschnitten zur Erweiterung zu verbinden.

Abgedichtete Kabelanschlüsse

MV-Kabel werden in separaten Fächern an die gemeinsame Sammelschiene angeschlossen. Jede Kabelabschlussverbindung ist vollständig von einer speziellen isolierenden Kunststoffverkleidung umgeben (Bootkits) Dadurch wird die Möglichkeit eines Überschlags mit dem nächstgelegenen Leiter ausgeschlossen. Nachdem die Kabel an der gemeinsamen Sammelschiene angeschraubt sind, wird eine Vakuumpumpe verwendet, um die Kunststoffummantelung an den Kabelabschlussschrauben abzudichten.

Was macht eine RMU kleiner?

Die Tatsache, dass eine RMU im Vergleich zu herkömmlichen Vakuum-Leistungsschalterwagen 40% weniger Platz einnimmt, wird ermöglicht durch:

Versiegelte Abschluss-Boot-Kits:

Sie kapseln die Abschlusspunkte von MV-Kabeln vollständig ein und verhindern die Möglichkeit eines Lichtbogenüberschlags, selbst wenn die Kabel eng beieinander liegen. Mit anderen Worten, sie reduzieren den Abstand zwischen den Kabeln erheblich und ermöglichen eine engere Terminierung.

Hermetisch versiegelter SF₆ Panzer:

Sie sind im Vergleich zu herkömmlichen Vakuum-Leistungsschaltern aufgrund der überlegenen Lichtbogenlöscheigenschaften von inertem Schwefelhexafluorid (SF) normalerweise kleiner₆) Gas.

Verteilungsphilosophie der Ringhaupteinheiten

RMUs werden üblicherweise in Ringhauptverteilungsschemata eingesetzt, bei denen sie aufgrund ihrer kompakten Größe und ihres modularen Aufbaus schnell Schaltanlagen ersetzen konnten.

Ein Standard-Ringhauptzuführer mit RMUs ist unten dargestellt:

In diesem Schema hat eine typische nachgeschaltete Unterstation:

• Eine RMU mit einem ein- und ausgehenden Feeder.
• Zwei Transformatoren.
• LT-Sammelschiene.

RMU gegen konventionelle Schaltanlage, welche ist die bessere Wahl?

Sollten Sie sich für die RMU entscheiden oder bei einer Neuinstallation die traditionelle Trolley-Schaltanlage für Vakuum-Leistungsschalter verwenden?

Dies ist die Frage, mit der Betriebsingenieure, Anlagenplaner und Berater konfrontiert sind, wenn sie neue elektrische Anlagen entwerfen oder bestehende Anlagen überholen. Bei dieser Frage können Ingenieure ihre Wahl anhand der folgenden Faktoren bewerten und eine fundierte Entscheidung treffen, die auf ihren besonderen Bedürfnissen basiert.

Vergleich von RMUs mit herkömmlichen Schaltanlagen.

Faktor	RMU	Herkömmliche VCB-Schaltanlage
Lichtbogenlöschtechnologie	Neueste gasisolierte hermetisch abgeschlossene SF6-Kammer	Herkömmliche Vakuumflaschen
Schaltzyklen	2,000 - 3,000	>10,000
Wartungsanforderungen	Fast keine externe Reinigung und nur auf SF6-Druck prüfen	Zahlreiche Gesundheitstests, Reinigen und Schmieren von mechanischen Teilen sind pereodisch erforderlich.
Platzanforderungen	Etwa 50% weniger als herkömmliche VCB-Wagen.	Ungefähr 50% mehr als RMU.
Installationskosten	Weniger im Vergleich zu Schaltanlagen.	Mehr im Vergleich zu RMUs aufgrund erhöhter Kabellängen und Kabelkanäle.
Ausrüstungskapitalkosten	Variabel je nach Region.	Variabel je nach Region.
Zukünftige Anpassungen und Änderungen	Möglich, aber aufgrund des kompakten neuen Designs qualifiziertes Personal erforderlich.	Im Allgemeinen können örtliche Elektriker die Steuerverkabelung ändern
Betriebslebenszyklus	Niedriger im Vergleich zu VCB aufgrund weniger mechanischer Betriebszyklen	Höher aufgrund von mehr Schaltzyklen bei verantwortungsvoller Wartung.
Versandkosten, Logistik und Lagerung	Die Versand- und Logistikkosten sind aufgrund der kompakten Bauweise geringer	Standardlogistik- und Versandkosten je nach Wagengröße
Vorlaufzeiten bei der Herstellung	Höher, da RMUs nicht lokal hergestellt werden	Niedriger, da die meisten Länder lokale Montagewerke für Schaltanlagen haben.
Kombinierte Projektkosten	Deutlich reduziert, da weniger Bauarbeiten und Immobilien erforderlich sind, um eine RMU-Installation unterzubringen.	Bei Bauarbeiten müssen Gehwege und Wagenablagen im Umspannwerk, in dem sich eine Schaltanlage befindet, angemessen berücksichtigt werden, wodurch sich die Kosten erhöhen.

Fazit

• Platzbeschränkungen und Installationskosten machen RMU zur bevorzugten Wahl gegenüber Schaltanlagen.
• Der Betriebslebenszyklus und die Schaltanforderungen machen Schaltanlagen zur bevorzugten Wahl.
• Kosten und Logistikintervalle variieren je nach Standort, sollten jedoch bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden.

Dieser Artikel ist genau und nach bestem Wissen des Autors. Der Inhalt dient nur zu Informations- oder Unterhaltungszwecken und ersetzt nicht die persönliche Beratung oder professionelle Beratung in geschäftlichen, finanziellen, rechtlichen oder technischen Angelegenheiten.