أساسيات تصميم الشبكة الحلقيّة: لماذا تحسّن وحدة التوزيع المربّعة (RMU) من موثوقية النظام

أساسيات تصميم الشبكة الحلقيّة: لماذا تحسّن وحدة التوزيع المربّعة (RMU) من موثوقية النظام

يمكن بناء أنظمة توزيع الجهد المتوسّط على شكل خطوط تغذية شعاعيّة أو شبكات حلقيّة. وفي العديد من التطبيقات الكثيفة والمرتبطة باشتراطات عالية للموثوقيّة، يُفضَّل استخدام الشبكة الحلقيّة لأنها تسمح باستعادة التغذية من اتجاه بديل بعد عزل القسم المُعطّل. وتُشكّل وحدة التوزيع (RMU) عقدة التبديل التي تجعل هذا النهج عمليًّا داخل أكشاك مدمّجة.

يوضّح هذا المقال الأساسيات المتعلقة بتصميم الشبكة الحلقيّة ولماذا تُستخدم وحدات التوزيع (RMU) على نطاق واسع جدًّا.

التوزيع الشعاعي مقابل التوزيع الحلقي (مفهوميًّا)

شعاعيّ: يتدفّق التيار الكهربائي من مصدر واحد باتجاه الأحمال. ويؤدي حدوث عطل على خط التغذية عادةً إلى انقطاع التغذية عن جميع الأحمال الواقعة بعد نقطة العطل حتى يتم إصلاح العطل.

حلقيّ: يمكن تغذية الأحمال من اتجاهين. وفي حالة حدوث عطل، تقوم نقاط التبديل بعزل القسم المعطوب واستعادة التغذية له من الاتجاه الآخر بالنسبة لمعظم الأحمال.

كيف تُمكّن وحدات التوزيع الرингية (RMUs) من التقسيم الجزئي

توفر وحدات التوزيع الرингية (RMUs) نقاط تبديل على طول الحلقة. وعند حدوث عطل في الكابل:

• يحدد المشغلون (أو النظام الآلي) القطعة المُعطوبة
• تفتح وحدات التوزيع الرингية (RMUs) المجاورة مفاتيح الحلقة لعزل تلك القطعة
• وتُعاد تغذية باقي أجزاء الحلقة من الاتجاه البديل

ويؤدي هذا الإجراء إلى تقليل نطاق الانقطاع ووقت الاستعادة.

أنماط التشغيل النموذجية للشبكات الرингية

لا تُشغَّل الشبكات الرингية دائمًا كدوائر مغلقة بالكامل. ومن الأنماط الشائعة ما يلي:

• نقطة الفتح العادية (NOP): الحلقة مفتوحة عند نقطة واحدة للتحكم في مستويات الأعطال وتنسيق أجهزة الحماية.
• التشغيل المغلق عادةً: تُستخدم في بعض التصاميم التي تتضمن حماية متقدمة وأتمتة.

يؤثر وضع التشغيل المختار على إعدادات الحماية ومستويات تيار العطل والدرجة المطلوبة من تطور أنظمة الأتمتة.

اعتبارات الحماية وموقع العطل

تتطلب الشبكات الحلقيّة التنسيق. وينبغي مراعاة ما يلي:

• تغير مستوى العطل: يمكن أن تُغذَّى الأعطال من اتجاهات متعددة تبعًا لحالة المفاتيح.
• سلوك عطل الأرض: يعتمد على طريقة تأريض النظام.
• موقع العطل: تقلل أنظمة المؤشرات الدقيقة للأعطال (FPIs) ونظام التحكم والإشراف (SCADA) من الوقت اللازم لاكتشاف أعطال الكابلات

في الشبكات الحرجة، يمكن لأتمتة الخطوط الفرعية أن تقلل بشكل كبير من مدة الانقطاع.

حيث تكون الشبكات الحلقيّة شائعة

• التوزيع الحضري مع كابلات تحت الأرض
• المجمعات الصناعية ذات الاتصالات المتعددة بالعملاء
• شبكات جمع الطاقة المتجددة (الرياح/الطاقة الشمسية)
• الحملات الجامعية والمشاريع التجارية الكبيرة

قائمة مراجعة التصميم (مستوى عالٍ)

• عرّف: عدد نقاط التبديل ومواقع وحدات التوزيع المرنة (RMU)
• اختر: وضع التشغيل (NOP مقابل الحلقة المغلقة)
• حدد: قدرة وحدة التوزيع الجهد المتوسط (RMU) على تحمل الأعطال ومستوى العزل
• الخطة: مؤشرات الأعطال واستراتيجية الأتمتة
• الإحداثيات: إعدادات الحماية مع خطة التشغيل والفصل

الروابط الداخلية

صفحة فئة وحدات التوزيع المدمجة (RMU): وحدات Haupt Ring .

حلول أجهزة التحكم والتبديل للجهد المتوسط: مفاتيح القدرة .

خلاصة

تحسّن الشبكات الحلقيّة موثوقية التزويد من خلال تمكين عزل الأعطال واستعادة التغذية من اتجاهات بديلة. وتُشكّل وحدات التوزيع الجهد المتوسط (RMUs) العُقد المدمجة للتبديل التي تجعل تطبيق التوزيع الحلقي عمليًّا في المواقع الفعلية. وأفضل تصميم حلقي ينسّق إجراءات التشغيل والفصل، وتناسق أنظمة الحماية، ومستوى الأتمتة مع قدرتك على التحمّل بالنسبة لفترات انقطاع التيار وقدراتك التشغيلية.

اقتراحات الصور

• الصورة: https://www.enweielectric.com/products/rmu
• ALT: "وحدة توزيع جهد متوسط (RMU) تُستخدم كعقدة تبديل في شبكة جهد متوسط حلقيّة"
• الصورة: https://www.enweielectric.com/products/substations
• ALT: "محطات التوزيع المتصلة بشبكات وحدات التوزيع الجهد المتوسط (RMU)"