طرح‌های رایج حفاظتی RMU: LBS-Fuse، CB + Relay و اتوماسیون فیدر

طرح‌های رایج حفاظتی RMU: LBS-Fuse، CB + Relay و اتوماسیون فیدر

RMUها اغلب به‌عنوان دستگاه‌های «سوئیچینگ» توصیف می‌شوند، اما تصمیمات مربوط به حفاظت تعیین‌کننده این است که یک RMU تا چه حد در محدود کردن آسیب و بازگرداندن سرویس در زمان خطاهای شبکه موفق عمل می‌کند. رایج‌ترین طرح‌های حفاظت RMU در سه دسته قرار می‌گیرند: کلید قابل قطع بار + فیوز , کلید قاطع مدار + رله ، و طراحی‌های فیدر آماده اتوماسیون .

این مقاله نحوه عملکرد هر یک از این طرح‌ها، حوزه کاربرد مناسب آن‌ها و موارد مشخصاتی را که باید پیش از خرید همسو شوند، توضیح می‌دهد.

طرح ۱: کلید قابل قطع بار (LBS) + فیوز برای فیدرهای ترانسفورماتور

این طرح یکی از رایج‌ترین طرح‌های فیدر ترانسفورماتور در RMUهای توزیع است. فیدرهای حلقه‌ای معمولاً از نوع کلید قابل قطع بار (LBS) هستند و فیدر ترانسفورماتور از کلید فیوزدار استفاده می‌کند.

نحوه حفاظت: فیوز خطا‌های اتصال کوتاه را در ترانسفورماتور یا سمت ولتاژ پایین (LV) که به سمت ولتاژ متوسط (MV) منعکس شده‌اند، حذف می‌کند؛ در حالی که کلید قطع بار (LBS) قابلیت قطع و جداسازی را فراهم می‌کند.

کاربردهای بهینه:

• ترانسفورماتورهای توزیع استاندارد با نیازهای مرسوم به حفاظت.
• محل‌هایی که سادگی و پیچیدگی کم در طول دوره عمر سیستم اولویت دارد.
• شبکه‌هایی که هماهنگی رله‌ها در هر کیوسک لازم نیست.

مواردی که باید مشخص شوند: نوع و رده فیوز، رویکرد انتخاب آن، نیازمندی‌های عملکردی ضربه‌زن (striker)، نشان‌دهنده‌های وضعیت و رویه‌های ایمن تعویض.

طرح ۲: کلید قطع‌کننده خلاء (VCB) + رله حفاظتی

واحدهای توزیع با کلید قطع‌کننده (RMU) مبتنی بر کلید قطع‌کننده زمانی استفاده می‌شوند که هماهنگی حفاظتی، اتوماسیون یا تحمل بار بالاتر مورد نیاز باشد. فیدر مجهز به کلید قطع‌کننده از ترانسفورماتورهای جریان (CT) و یک رله برای قطع در صورت بروز خطا استفاده می‌کند.

نحوه حفاظت: عملکردهای رله (جریان اضافی، اتصال به زمین، و جهتی در صورت نیاز) کلید قطع‌کننده را به‌سرعت قطع می‌کنند. تنظیمات حفاظتی را می‌توان برای دستیابی به هماهنگی و انتخاب‌پذیری (selectivity) تنظیم کرد.

کاربردهای بهینه:

• بارهای بحرانی یا فیدرهای صنعتی که نیازمند انتخاب‌پذیری و کنترل از راه دور هستند.
• شبکه‌های با سطح خطا بالاتر که در آن‌ها طرح‌های مبتنی بر فیوز ترجیح داده نمی‌شوند.
• پروژه‌هایی با نیاز به ادغام سیستم SCADA و بازیابی از راه دور.

مواردی که باید مشخص شوند: نسبت‌ها و رده‌های ترانسفورماتورهای جریان (CT)، عملکردهای رله، ولتاژ سیم‌پیچ قطع و کنترل، و نیازهای ثبت رویدادها.

طرح ۳: واحد توزیع خودکار‌شده (RMU) آماده اتوماسیون (FPI + موتوری‌سازی + ورودی/خروجی از راه دور)

اتوماسیون فیدر تنها مربوط به کلید قطع‌کننده نیست. بسیاری از شرکت‌های توزیع برق واحد توزیع خودکار‌شده (RMU) آماده اتوماسیون را با موارد زیر به کار می‌برند:

• نشانگرهای عبور خطا (FPI): برای شناسایی سریع عیب در شبکه‌های کابلی.
• کلیدهای قطع‌کننده خط موتوری (Motorized LBS): سوئیچینگ از راه دور برای تقسیم‌بندی خط.
• ورودی/خروجی واحد انتهایی از راه دور (RTU): وضعیت، هشدارها و کنترل.

چگونه کمک می‌کند: با کاهش زمان محل‌یابی خطا و امکان بازیابی از راه دور، به‌ویژه در شبکه‌های حلقه‌ای با چندین کیوسک.

مواردی که باید مشخص شوند: انتظارات رابط ارتباطی، استراتژی تأمین توان کنترل، فهرست ورودی/خروجی (IO) و نیازمندی‌های امنیت سایبری (در صورت اعمال‌پذیری).

ملاحظات مربوط به حفاظت در برابر اتصال به زمین

رفتار اتصال به زمین به روش اتصال زمین سیستم (مستقیم، مقاومتی یا شناور) بستگی دارد. طرح حفاظت شما باید با روش اتصال زمین شبکه مطابقت داشته باشد. به‌عنوان مثال:

• سیستم‌های با اتصال زمین مستقیم می‌توانند از آستانه‌های معمول جریان اضافی اتصال به زمین استفاده کنند.
• سیستم‌های با اتصال زمین مقاومتی ممکن است نیازمند تنظیمات حساسیت باشند.
• سیستم‌های شناور یا جبران‌شده اغلب نیازمند حفاظت جهت‌دار اتصال به زمین و هماهنگی دقیق هستند.

روش اتصال زمین را در درخواست پیشنهاد قیمت واحد اتصال و قطع (RMU) خود لحاظ کنید؛ در غیر این صورت، فرضیات مربوط به حفاظت با یکدیگر متفاوت خواهند بود.

چک‌لیست خرید برای حفاظت واحد اتصال و قطع (RMU)

• نمودار تک‌خطی: تعداد حلقه‌های شبکه، نوع فیدر ترانسفورماتور و هر فیدر اضافی دیگر.
• داده‌های شبکه: سطح اتصال کوتاه در کیوسک، روش زمین‌کردن و انتظارات مربوط به هماهنگی.
• محدوده اتوماسیون: دستی فقط در مقابل موتوری؛ محلی فقط در مقابل سیستم کنترل و نظارت از راه دور (SCADA).
• نیازهای اندازه‌گیری: نیازمندی‌های ترانسفورماتورهای جریان (CT) و ولتاژ (VT) برای اندازه‌گیری در صورت لزوم صورتحساب‌دهی یا پایش.
• نیازمندی‌های آزمون: موارد آزمون کارخانه (FAT)، آزمون عملکردی برای قفل‌های ایمنی و ورودی/خروجی‌ها (IO).

پیوندهای داخلی

برای بحث‌های مربوط به دسته‌بندی‌ها و پیکربندی محصولات RMU: واحد اصلی حلقه .

در مورد دستگاه‌های حفاظتی MV به‌طور کلی و مجموعه‌های مرتبط با آن‌ها: دستگاه های سوئیچ .

نتیجه‌گیری

هیچ طرح حفاظتی واحد «بهترین»‌ای برای RMU وجود ندارد. ترکیب LBS و فیوز ساده و اثبات‌شده برای بسیاری از فیدرهای ترانسفورماتور است. ترکیب کلید قطع (Breaker) و رله امکان انتخاب‌پذیری (Selectivity) و اتوماسیون را فراهم می‌کند. RMUهای آماده اتوماسیون، زمان قطع برق را با بهبود محل‌یابی خطا و بازیابی از راه دور کاهش می‌دهند. انتخاب طرح مناسب بر اساس سطح جریان اتصال کوتاه، روش اتصال به زمین، حساسیت بارها و مدل عملیاتی شبکه انجام می‌شود.

پیشنهادات تصویر

• تصویر: https://www.enweielectric.com/products/rmu
• ALT: «طرح‌های حفاظتی RMU برای فیدرهای ترانسفورماتور و فیدرهای حلقه‌ای»
• تصویر: https://www.enweielectric.com/products/current-transformers
• ALT: «ترانسفورماتورهای جریان مورد استفاده در اندازه‌گیری‌های رله‌های حفاظتی RMU»