نقش واحد اصلی حلقه‌ای در یک شبکه هوشمند چیست؟

این سوال تقریباً در هر مکالمه ای که با برنامه ریزان ابزار و توسعه دهندگان پروژه دارم مطرح می شود. همه در مورد شبکه های هوشمند صحبت می کنند - حسگرها، نرم افزارها، تجزیه و تحلیل داده ها. اما هیچ یک از اینها بدون تجهیزات فیزیکی که کنترل را ممکن می کند مهم نیست. واحد اصلی حلقه درست در آن تقاطع قرار دارد.

بیایید در مورد آنچه که RMUها در یک شبکه توزیع مدرن انجام می دهند و چرا ضروری هستند، نه اختیاری صحبت کنیم.

اول، واحد اصلی حلقه در واقع چیست

الفحلقه واحد اصلیمجموعه ای فشرده و کارخانه ای از کلیدها، فیوزها و قطع کننده های مدار است که در شبکه های توزیع ولتاژ متوسط ​​استفاده می شود. معمولاً برای ولتاژهای 6 کیلو ولت تا 40.5 کیلو ولت رتبه بندی می شود و برای نصب در فضای باز یا داخلی با ردپای کوچک طراحی شده است.

این نام از کاربرد اصلی آن گرفته شده است: اتصال دو منبع برای تشکیل یک حلقه یا حلقه، با بارگذاری بین آنها. آن توپولوژی - قدرتی که از دو جهت می رسد - پایه و اساس قابلیت اطمینان توزیع است. اگر یک مسیر شکست بخورد، دیگری چراغ ها را روشن نگه می دارد.

اما در زمینه شبکه هوشمند، RMU فقط یک سوئیچ غیرفعال نیست. این نقطه ای است که شبکه فیزیکی با سیستم کنترل برخورد می کند.

توپولوژی حلقه - قابلیت اطمینان توسط طراحی

قبل از اینکه شبکه های هوشمند وجود داشته باشند، پیکربندی حلقه از قبل قابلیت اطمینان بهتری را نسبت به سیستم های شعاعی ارائه می داد. یک نقص در فیدر شعاعی همه را در پایین دست خارج می کند تا زمانی که خدمه برای تعمیر آن برسند. در یک حلقه، خطا را می توان جدا کرد، و برق را از جهت دیگر بازیابی کرد - اغلب به جای چند ساعت در چند دقیقه.

چیزی که تغییر کرده سرعت و اتوماسیون است. RMU های سنتی نیاز به خدمه داشتند تا سوئیچ ها را به صورت دستی باز و بسته کنند. واحدهای مدرن با SCADA ادغام می شوند و امکان عملیات از راه دور را فراهم می کنند. همان ایزوله‌سازی و بازسازی که ساعت‌ها طول می‌کشید، اکنون می‌تواند در چند ثانیه اتفاق بیفتد، بدون اینکه کسی اتاق کنترل را ترک کند.

این پایه و اساس چیزی است که شرکت‌ها آن را FLISR-Fault Location، Isolation و Service Restoration می‌نامند. RMU دستگاهی است که این دستورات را اجرا می کند.

اتوماسیون و کنترل از راه دور - بخش هوشمند

یک شبکه هوشمند با توانایی آن در حس و پاسخ تعریف می شود. RMU ها با ترکیب کردن:

• مکانیزم های موتوریکه امکان سوئیچینگ از راه دور را فراهم می کند. اپراتور پشت میز می تواند سوئیچ را بر اساس شرایط سیستم، بدون اعزام کامیون باز یا ببندد.
• سنسورهایی برای تشخیص ولتاژ، جریان و عیب.اینها دید در زمان واقعی را به آنچه در شبکه اتفاق می افتد ارائه می دهند. هنگامی که یک خطا رخ می دهد، RMU می تواند مکان و بزرگی آن را گزارش کند.
• رابط های ارتباطیخواه فیبر، تلفن همراه یا رادیو، RMU با مرکز کنترل صحبت می کند. این ارتباط پاسخ‌های هماهنگ را در چندین دستگاه ممکن می‌سازد.

من دیده ام که شرکت های خدماتی صرفاً با افزودن اتوماسیون به مکان های RMU موجود، زمان خاموشی را تا 70 درصد کاهش می دهند. سخت افزار از قبل آنجا بود. قسمت هوشمند آن را وصل می کرد.

یکپارچه سازی تجدیدپذیر-مدیریت جریان دو طرفه

اینجاست که RMU ها به روشی حیاتی می شوند که طراحان اصلی هرگز تصور نمی کردند. توزیع سنتی یک طرفه از پست به بار بود. با انرژی خورشیدی روی پشت بام و سایر تولیدات پراکنده، اکنون برق در هر دو جهت جریان دارد.

که همه چیز را برای محافظت و کنترل تغییر می دهد. یک خطا که قبلا فقط از پست تغذیه می شد، اکنون از تولید مشتری نیز کمک می کند. RMU با حسگر جهت و ارتباطات می تواند بین خطاهای بالادست و پایین دست تمایز قائل شود و با سایر دستگاه ها هماهنگ شود تا آنها را به درستی پاک کند.

آن‌ها همچنین طرح‌های جزیره‌ای را فعال می‌کنند - به طور عمدی بخشی از شبکه را با تولید قطع می‌کنند تا وقتی منبع اصلی از بین می‌رود، آن را فعال نگه دارند. این نیاز به سوئیچینگ سریع و هماهنگ دارد که فقط RMU های خودکار می توانند ارائه دهند.

مدیریت بار و کنترل ولتاژ

شبکه های هوشمند فقط مربوط به قطعی برق نیستند. آنها در مورد بهینه سازی سیستم در طول عملیات عادی هستند.

برخی از RMU ها اکنون دارای قابلیت های تنظیم ولتاژ هستند - یا از طریق تپ تعویض کننده های بارگذاری شده در واحد یا از طریق هماهنگی با دستگاه های پایین دست. با نظارت بر ولتاژ در چندین نقطه در رینگ، سیستم می تواند تنظیم کند تا همه مشتریان را در مشخصات خود نگه دارد و در عین حال تلفات را به حداقل برساند.

ریختن بار و بازیابی از همین منطق پیروی می کنند. هنگامی که یک ترانسفورماتور به حد مجاز خود نزدیک می شود، سیستم می تواند به طور خودکار RMU ها را برای تخلیه بار غیر بحرانی باز کند، سپس با بازگشت ظرفیت دوباره آنها را ببندد. ممکن است مشتری هرگز متوجه نشود.

جمع آوری داده ها - محصول نامرئی

هر RMU خودکار داده تولید می کند. پروفیل های ولتاژ در طول زمان بارگذاری جریان ها بر اساس فاز ثبت خطا با شکل موج. تعداد سوئیچینگ برای تعمیر و نگهداری پیش بینی شده.

این داده ها به ابزار باز می گردند و مبنایی برای برنامه ریزی، مدیریت دارایی و بهبودهای عملیاتی می شوند. ابزاری که دقیقاً می‌داند شبکه‌اش چگونه رفتار می‌کند، می‌تواند هزینه‌های سرمایه‌ای را به تعویق بیندازد، تعمیر و نگهداری را در جایی که لازم است هدف قرار دهد و سریع‌تر به رویدادها پاسخ دهد.

من مشاهده کرده‌ام که بخش‌های مهندسی از واکنش‌گرا به فعال تبدیل شده‌اند، زیرا آنها شروع به دریافت داده‌ها از RMU‌هایی کردند که قبلاً در اختیار داشتند.

انواع RMU و ارتباط آنها با شبکه هوشمند

فناوری عایق برای نحوه ادغام یک RMU در یک شبکه هوشمند اهمیت دارد، اگرچه عملکردهای کنترل در انواع مشابه هستند.

RMU های عایق شده با SF6برای چندین دهه استاندارد بوده است. آنها جمع و جور، مهر و موم شده، و بدون تعمیر و نگهداری هستند. این گاز هم عایق و هم خاموش کردن قوس را فراهم می کند. از منظر شبکه هوشمند، آنها کاملاً با اتوماسیون کار می کنند - همان محفظه مهر و موم شده ای که از تابلو برق محافظت می کند می تواند سنسورها و تجهیزات ارتباطی را بدون حفاظت محیطی اضافی در خود جای دهد.

RMUهای دی الکتریک جامدبه ویژه در بازارهایی که نگران تأثیر گازهای گلخانه ای SF6 هستند، جایگاه خود را به دست می آورند. آنها به جای گاز از عایق رزین اپوکسی استفاده می کنند و خطر نشتی را از بین می برند. ردپای مشابه است و بسته های اتوماسیون به همین راحتی ادغام می شوند. برای تاسیسات با الزامات پایداری، اینها به طور فزاینده ای انتخاب پیش فرض هستند.

RMU های عایق هواوجود دارند اما در کاربردهای شهری فشرده کمتر رایج هستند. آنها بزرگتر هستند و بیشتر در معرض آلاینده های محیطی هستند، که می تواند قابلیت اطمینان طولانی مدت سنسورها و لوازم الکترونیکی را پیچیده کند.

آنچه در مورد RMU ها و شبکه های هوشمند به مشتریان می گویم

وقتی کسی از من می پرسد که آیا برای پروژه شبکه هوشمند خود به RMU های خودکار نیاز دارد، من از آنها یک سوال می پرسم: چگونه برنامه ریزی می کنید که شبکه را راه اندازی کنید؟

اگر پاسخ شامل فرستادن خدمه به هر عملیات سوئیچینگ باشد، نیازی به اتوماسیون ندارید. اما اگر می‌خواهید سریع‌تر پاسخ دهید، انرژی‌های تجدیدپذیر را ادغام کنید، داده‌ها را جمع‌آوری کنید یا دقایق خاموشی را کاهش دهید، به RMUهایی نیاز دارید که بتوانند با اتاق کنترل صحبت کنند.

خبر خوب این است که پایهحلقه واحد اصلیپلتفرم از همه اینها پشتیبانی می کند. می توانید با واحدهایی که به صورت دستی کار می کنند شروع کنید و بعداً اتوماسیون را به روز کنید. یا می توانید واحدهای خودکار را از ابتدا نصب کنید و به مرور زمان در سیستم کنترل فاز کنید. سخت افزار برای هر دو روش به اندازه کافی قوی است.

نکته کلیدی این است که واحدهایی با درگاه‌های حسگر انعطاف‌پذیری کافی، مکانیسم‌های آماده موتور، گزینه‌های ارتباطی انتخاب کنید تا با نیازهای شما رشد کنند. شبکه هوشمند یک مقصد نیست. این یک تکامل مداوم است. RMU های شما باید با آن تکامل یابد.

اگر در حال برنامه‌ریزی برای ارتقاء توزیع یا توسعه جدید هستید و می‌خواهید از طریق گزینه‌های RMU - سطوح اتوماسیون، پروتکل‌های ارتباطی، یکپارچه‌سازی حسگرها صحبت کنید - خوشحالم که به شما کمک می‌کنم. انتخاب‌های فناوری که امروز انجام می‌دهید، آنچه شبکه شما می‌تواند برای سی سال آینده انجام دهد را شکل می‌دهد.

مراجع

• IEEE Std C37.74، استاندارد IEEE برای الزامات مورد نیاز برای دنده های وقفه بار زیرسطحی، خرک، و بالشتک بار و کلید قطع کننده بار فیوز برای سیستم های جریان متناوب تا 38 کیلو ولت.
• IEC 62271-200، تابلو و تجهیزات کنترل ولتاژ بالا - قسمت 200: تابلو برق و تجهیزات کنترلی محصور در فلز AC برای ولتاژهای نامی بالاتر از 1 کیلو ولت و حداکثر 52 کیلو ولت.
• بروشور فنی CIGRE 600، تأثیر اتوماسیون توزیع بر قابلیت اطمینان شبکه های توزیع.