Bu soru, kamu hizmeti planlamacıları ve proje geliştiricileriyle yaptığım hemen hemen her konuşmada ortaya çıkıyor. Herkes akıllı şebekelerden, sensörlerden, yazılımdan, veri analitiğinden bahsediyor. Ancak kontrolü mümkün kılan fiziksel ekipman olmadan bunların hiçbirinin önemi yoktur. Halka Ana Birimi tam da bu kavşakta yer alıyor.
Modern bir dağıtım ağında RMU'ların gerçekte ne yaptığından ve neden isteğe bağlı değil de zorunlu hale geldiklerinden bahsedelim.
İlk olarak, Halka Ana Ünitesinin Gerçekte Ne Olduğu
AHalka Ana Ünitesiorta gerilim dağıtım ağlarında kullanılan anahtarlar, sigortalar ve devre kesicilerden oluşan kompakt, fabrikada üretilmiş bir gruptur. Tipik olarak 6 kV ile 40,5 kV arasındaki gerilimler için derecelendirilmiştir ve az yer kaplayan dış mekan veya iç mekan kurulumu için tasarlanmıştır.
Adı orijinal uygulamasından geliyor: iki kaynağın bir halka veya döngü oluşturacak şekilde birbirine bağlanması ve yükün aralarında dağıtılması. Bu topoloji (iki yönden gelen güç) dağıtım güvenilirliğinin temelidir. Bir yol başarısız olursa diğeri ışıkları açık tutar.
Ancak akıllı şebeke bağlamında RMU yalnızca pasif bir anahtar değildir. Fiziksel şebekenin kontrol sistemiyle buluştuğu noktadır.
Halka Topolojisi-Tasarım Yoluyla Güvenilirlik
Akıllı şebekeler mevcut olmadan önce, halka konfigürasyonu radyal sistemlerden daha iyi bir güvenilirlik sunuyordu. Radyal besleyicideki bir arıza, ekipler arızayı onarmak için gelene kadar akış yönündeki herkesi devre dışı bırakır. Bir halkada arıza izole edilebilir ve diğer yönden güç yeniden sağlanabilir; çoğu zaman saatler yerine dakikalar içinde.
Değişen şey hız ve otomasyondur. Geleneksel RMU'lar, anahtarları manuel olarak açıp kapatmak için bir ekip gerektiriyordu. Modern üniteler SCADA ile entegre olarak uzaktan çalışmaya olanak sağlar. Eskiden saatler süren izolasyon ve restorasyon işlemleri artık hiç kimse kontrol odasından ayrılmadan saniyeler içinde gerçekleştirilebiliyor.
Bu, kamu hizmetlerinin FLISR-Arıza Konumu, Yalıtım ve Hizmet Onarımı olarak adlandırdığı şeyin temelidir. RMU bu komutları yürüten cihazdır.
Otomasyon ve Uzaktan Kontrol-Akıllı Parça
Akıllı bir şebeke, algılama ve tepki verme yeteneğiyle tanımlanır. RMU'lar şunları dahil ederek bunu mümkün kılar:
- Motorlu mekanizmalaruzaktan anahtarlamaya izin verir. Masadaki bir operatör, bir kamyonu göndermeden sistem koşullarına göre anahtarı açabilir veya kapatabilir.
- Gerilim, akım ve arıza tespiti için sensörler.Bunlar ağda olup bitenlerin gerçek zamanlı görünürlüğünü sağlar. Bir arıza meydana geldiğinde RMU, arızanın yerini ve büyüklüğünü bildirebilir.
- İletişim arayüzleri.İster fiber, ister hücresel veya radyo olsun, RMU kontrol merkeziyle konuşur. Bu iletişim, birden fazla cihaz arasında koordineli yanıtlar verilmesini sağlar.
Kamu hizmetlerinin mevcut RMU konumlarına otomasyon ekleyerek kesinti sürelerini %70 oranında azalttığını gördüm. Donanım zaten oradaydı. İşin akıllı kısmı onu bağlamaktı.
Yenilenebilir Entegrasyon - İki Yönlü Akışı Yönetme
Burası RMU'ların orijinal tasarımcıların asla hayal edemeyeceği şekillerde kritik hale geldiği yerdir. Geleneksel dağıtım trafo merkezinden yüke tek yönlüydü. Çatı üstü güneş enerjisi ve diğer dağıtılmış üretimle, güç artık her iki yönde de akıyor.
Bu, koruma ve kontrol açısından her şeyi değiştirir. Eskiden sadece trafo merkezinden beslenen arıza artık müşteri oluşumundan da katkı alıyor. Yön algılama ve iletişime sahip RMU'lar, yukarı ve aşağı yöndeki arızaları ayırt edebilir ve bunları uygun şekilde temizlemek için diğer cihazlarla koordineli çalışabilir.
Ayrıca, ana besleme kesildiğinde ağın bir bölümünün enerjili kalması için kasıtlı olarak üretimle bağlantısını keserek adalama planlarına da olanak tanırlar. Bu, yalnızca otomatik RMU'ların sağlayabileceği hızlı ve koordineli anahtarlamayı gerektirir.
Yük Yönetimi ve Gerilim Kontrolü
Akıllı şebekeler sadece kesintilerden ibaret değil. Normal çalışma sırasında sistemi optimize etmekle ilgilidirler.
Bazı RMU'lar artık üniteye entegre edilmiş yük altında kademe değiştiriciler aracılığıyla veya aşağı yöndeki cihazlarla koordinasyon yoluyla voltaj düzenleme yetenekleri içeriyor. Sistem, halkanın birden fazla noktasındaki voltajı izleyerek, kayıpları en aza indirirken tüm müşterileri spesifikasyon dahilinde tutacak şekilde ayarlama yapabilir.
Yük atma ve onarma aynı mantığı izler. Bir transformatör sınırına yaklaştığında sistem, kritik olmayan yükü boşaltmak için RMU'ları otomatik olarak açabilir ve kapasite geri geldiğinde bunları yeniden kapatabilir. Müşteri asla fark etmeyebilir.
Veri Toplama-Görünmez Ürün
Her otomatik RMU veri üretir. Zaman içindeki gerilim profilleri. Akımları faza göre yükleyin. Dalga formlarıyla arıza kayıtları. Kestirimci bakım için anahtarlama önemlidir.
Bu veriler hizmet sağlayıcıya geri akar ve planlama, varlık yönetimi ve operasyonel iyileştirmeler için temel oluşturur. Ağının nasıl davrandığını tam olarak bilen bir hizmet, sermaye harcamalarını erteleyebilir, ihtiyaç duyulan yerde bakımı hedefleyebilir ve olaylara daha hızlı yanıt verebilir.
Mühendislik departmanlarının, zaten sahip oldukları RMU'lardan veri almaya başladıkları için reaktif durumdan proaktif duruma geçişini izledim.
RMU Türleri ve Akıllı Şebeke Uygunluğu
Yalıtım teknolojisi, bir RMU'nun akıllı şebekeye nasıl entegre olacağı konusunda önemlidir; ancak kontrol işlevleri türler arasında benzerdir.
SF6 yalıtımlı RMU'laronlarca yıldır standart olmuştur. Kompakttırlar, sızdırmazdırlar ve ömür boyu bakım gerektirmezler. Gaz hem izolasyon hem de ark söndürme sağlar. Akıllı şebeke perspektifinden bakıldığında, otomasyonla mükemmel çalışırlar; şalt sistemini koruyan aynı kapalı muhafaza, ek çevre koruması olmadan sensörleri ve iletişim ekipmanını barındırabilir.
Katı dielektrik RMU'larözellikle SF6'nın sera gazı etkisinden endişe duyan pazarlarda zemin kazanıyor. Gaz yerine epoksi reçine izolasyonu kullanarak sızıntı riskini ortadan kaldırırlar. Ayak izi benzerdir ve otomasyon paketleri de aynı kolaylıkla entegre olur. Sürdürülebilirlik zorunluluklarına sahip kamu hizmetleri için bunlar giderek daha fazla varsayılan seçim haline geliyor.
Hava yalıtımlı RMU'larmevcuttur ancak kompakt kentsel uygulamalarda daha az yaygındır. Daha büyükler ve çevresel kirletici maddelere daha fazla maruz kalıyorlar; bu da sensörlerin ve elektroniklerin uzun vadeli güvenilirliğini zorlaştırabiliyor.
Müşterilere RMU'lar ve Akıllı Şebekeler Hakkında Ne Anlatıyorum?
Birisi bana akıllı şebeke projeleri için otomatikleştirilmiş RMU'lara ihtiyaç duyup duymadıklarını sorduğunda onlara şu soruyu soruyorum: Ağı nasıl işletmeyi planlıyorsunuz?
Cevap her anahtarlama işlemine ekip göndermeyi içeriyorsa otomasyona ihtiyacınız yoktur. Ancak daha hızlı yanıt vermek, yenilenebilir enerjileri entegre etmek, veri toplamak veya kesinti dakikalarını azaltmak istiyorsanız kontrol odasıyla konuşabilen RMU'lara ihtiyacınız var.
İyi haber şu ki, temelHalka Ana Ünitesiplatform tüm bunları destekliyor. Manuel olarak çalıştırılan ünitelerle başlayabilir ve daha sonra otomasyonu iyileştirebilirsiniz. Veya kontrol sisteminde başlangıçtan itibaren otomatik üniteleri ve aşamaları zamanla kurabilirsiniz. Donanım her iki yaklaşım için de yeterince sağlamdır.
Önemli olan, ihtiyaçlarınızla birlikte büyüyecek yeterli esnekliğe (sensör bağlantı noktaları, motora hazır mekanizmalar, iletişim seçenekleri) sahip üniteleri seçmektir. Akıllı şebeke bir varış noktası değildir. Bu sürekli bir evrimdir. RMU'larınız onunla birlikte gelişmelidir.
Bir dağıtım yükseltmesi veya yeni bir geliştirme planlıyorsanız ve RMU seçenekleri (otomasyon seviyeleri, iletişim protokolleri, sensör entegrasyonu) hakkında konuşmak istiyorsanız, yardımcı olmaktan memnuniyet duyarım. Bugün yaptığınız teknoloji seçimleri, şebekenizin önümüzdeki otuz yıl boyunca neler yapabileceğini şekillendirecek.
Referanslar
- IEEE Std C37.74, 38 kV'a kadar Alternatif Akım Sistemleri için Yeraltı, Kasa ve Yastığa Monte Yük Kesici Şalt Donanımı ve Sigortalı Yük Kesici Şalt Gereksinimleri için IEEE Standardı.
- IEC 62271-200, Yüksek gerilim anahtarlama donanımı ve kontrol donanımı - Bölüm 200: 1 kV'un üzerinde ve 52 kV'a kadar (dahil) nominal gerilimler için AC metal mahfazalı anahtarlama donanımı ve kontrol donanımı.
- CIGRE Teknik Broşür 600, Dağıtım Otomasyonunun Dağıtım Ağlarının Güvenilirliği Üzerindeki Etkisi.
