Основы проектирования кольцевых сетей: почему РУН повышает надёжность

Основы проектирования кольцевых сетей: почему РУН повышает надёжность

Распределение электроэнергии среднего напряжения может быть выполнено по радиальной схеме или в виде кольцевой сети. Во многих плотно застроенных районах и в системах, где требуется высокая надёжность, предпочтение отдаётся кольцевой сети , поскольку она позволяет восстановить питание потребителей с альтернативного направления после изоляции повреждённого участка. Распределительное устройство высокого напряжения (РУВН) является коммутационным узлом, который делает такую схему практичной даже в компактных киосках.

В этой статье объясняются основы проектирования кольцевых сетей и причины широкого применения РУВН.

Радиальная и кольцевая схемы распределения (концептуально)

Радиальная схема: электроэнергия поступает к нагрузкам только с одного источника. При повреждении на фидере обычно происходит отключение всех последующих нагрузок до устранения аварии.

Кольцевая схема: нагрузки могут питаться с двух направлений. При возникновении неисправности коммутационные точки изолируют повреждённый участок и восстанавливают питание для большинства нагрузок с противоположной стороны.

Как РУР обеспечивают секционирование

РУР обеспечивают коммутационные точки вдоль кольца. При повреждении кабеля:

• операторы (или автоматизированная система) определяют повреждённый участок
• соседние РУР размыкают кольцевые выключатели для изоляции этого участка
• остальная часть кольца повторно подаётся напряжение с альтернативного направления

Этот процесс снижает масштабы отключений и время восстановления питания.

Типовые режимы работы кольцевых сетей

Кольцевые сети не всегда работают в режиме полностью замкнутого кольца. Распространённые режимы включают:

• Точка нормально разомкнута (NOP): кольцо разомкнуто в одной точке для контроля уровней повреждений и согласования защит.
• Режим нормально замкнутой работы: используется в некоторых конструкциях с продвинутыми системами защиты и автоматизации.

Выбранный режим работы влияет на уставки защит, уровни токов короткого замыкания и требуемую степень сложности автоматизации.

Соображения, связанные с защитой и локализацией повреждений

Для кольцевых сетей требуется согласование. Учитывайте следующее:

• изменение уровня повреждения: повреждения могут питаться из нескольких направлений в зависимости от состояния коммутации
• поведение при замыкании на землю: зависит от способа заземления системы
• место неисправности: FPI и SCADA сокращают время поиска повреждений кабеля

Для критически важных сетей автоматизация линий электропередачи может значительно сократить продолжительность отключений.

Где широко применяются кольцевые сети

• городские распределительные сети с подземными кабелями
• промышленные парки с множеством подключений потребителей
• сети сбора энергии от ВИЭ (ветровых/солнечных электростанций)
• кампусы и крупные коммерческие комплексы

Контрольный перечень проектирования (общий уровень)

• Определите: количество коммутационных точек и мест размещения РУН
• Выберите: режим работы (NOP против замкнутого кольца)
• Уточните: Номинальная отключающая способность РУН и уровень изоляции
• План: индикация аварийных ситуаций и стратегия автоматизации
• Координаты: настройки защит с планом коммутации

Внутренние ссылки

Страница категории КРУ: Распределительные устройства .

Решения для комплектных распределительных устройств среднего напряжения: Коммутационное оборудование .

Заключение

Кольцевые сети повышают надёжность за счёт возможности изоляции участка при аварии и восстановления питания с альтернативных направлений. РУН — это компактные коммутационные узлы, которые делают применение кольцевых распределительных сетей практически осуществимым на реальных объектах. Оптимальный проект кольцевой сети согласует процедуры коммутации, координацию защит и уровень автоматизации с допустимой продолжительностью перерывов в электроснабжении и эксплуатационными возможностями заказчика.

Предложения по изображениям

• Изображение: https://www.enweielectric.com/products/rmu
• ALT: "РУН, используемый в качестве коммутационного узла в кольцевой сети среднего напряжения"
• Изображение: https://www.enweielectric.com/products/substations
• ALT: "Распределительные подстанции, соединённые сетью распределительных устройств кольцевого типа"