중전압 배전 애플리케이션에 적합한 RMU를 선택하는 방법

소개

A 회로 차단기가장 널리 배포된 부분 중 하나입니다.중간 전압 개폐 장치세계에서. 이는 밀집된 도시 지역의 소형 변전소 내부, 풍력 터빈 바닥, 상업용 타워 지하 및 산업 공장 주변에 위치합니다. 그 임무는 화려하지는 않지만 매우 중요합니다. 즉, 전체 네트워크를 중단시키지 않고 배전 공급 장치를 링으로 연결하고, 변압기를 보호하고, 결함을 격리하는 것입니다.

왜냐하면RMUs는 대량으로 생산되고 대규모 차량에 배치되므로 전압을 선택하고 전류를 선택하고 가격을 비교하는 상품으로 취급하려는 유혹이 있습니다. 이 접근 방식은 작동하지 않을 때까지 작동합니다. RMU가 잘못 지정되면 수십 또는 수백 개의 설치에 걸쳐 운영상 문제가 발생할 수 있습니다. 온화한 도심에서 완벽하게 작동하는 구성은 염수 분무가 있는 해안 환경에서는 조기에 실패할 수 있습니다. 방사형 네트워크에 적합한 보호 체계는 유틸리티가 링을 재구성할 때 예기치 않게 작동할 수 있습니다.

올바른 RMU를 선택하려면 RMU가 작동할 위치, 액세스 및 유지 관리 방법, 보호해야 할 대상, 30년 서비스 수명 동안 주변 네트워크가 어떻게 변할 수 있는지 이해해야 합니다. 이 기사에서는 이러한 각 요소를 차례로 검토합니다.

카탈로그가 아닌 애플리케이션으로 시작하세요

가장 비용이 많이 드는 RMU 사양 오류는 애플리케이션 컨텍스트를 이해하기 전에 카탈로그에서 표준 구성을 선택하는 것입니다. 세 가지 적용 요소가 모든 RMU 선택 결정을 결정해야 합니다.

실내 대 실외 설치. 온도가 조절되는 전기실에 설치된 실내 RMU는 온화한 환경에 직면해 있습니다. 온도가 안정적입니다. 습도가 조절됩니다. 비, 먼지, 염분에 노출되지 않습니다. 해안 근처의 패드 장착 인클로저에 설치된 실외 RMU는 매우 다른 현실에 직면해 있습니다. 온도 변화로 인해 내부 응결이 발생할 수 있습니다. 염수 분무는 노출된 금속 부품의 부식을 가속화합니다. 자외선은 시간이 지남에 따라 고분자 절연 및 밀봉 성능을 저하시킵니다. 엔클로저는 적절한 IP 등급, 결로 방지 조치 및 부식 방지 기능을 갖추고 이러한 조건에 맞게 설계되어야 합니다.

접근 및 유지 관리 철학. 도심의 잠긴 변전소에 설치된 RMU는 유지보수 담당자가 30분 안에 방문할 수 있습니다. 산 능선의 풍력 터빈 바닥에 설치된 RMU는 특정 날씨 기간에만 접근할 수 있으며 현장 방문에는 몇 시간의 이동 시간이 소요될 수 있습니다. 설치가 멀리 떨어져 있을수록 가스 모니터링, 접점 유지 관리 및 주기적인 개입이 필요하지 않은 평생 밀봉 설계의 사례가 더욱 강력해집니다. 유지 관리 철학은 시운전 후에 발견되는 것이 아니라 사양에 내장되어야 합니다.

기존 네트워크 구성. 기존 링에 추가되는 RMU는 이미 사용 중인 장비의 보호 철학, 통신 프로토콜 및 물리적 인터페이스와 호환되어야 합니다. 기존 네트워크가 특정 보호 중계 플랫폼을 사용하는 경우 새로운 RMU는 이를 통합할 수 있어야 합니다. 기존 링이 특정 모듈 구성을 사용하는 경우 새 장치는 맞춤형 엔지니어링 없이 해당 토폴로지에 적합해야 합니다.

각 모듈이 수행해야 하는 기능 결정

RMU는 단일 장치가 아닙니다. 이는 각각 고유한 기능을 수행하는 모듈의 집합체입니다. 첫 번째 사양 작업은 필요한 기능과 각 기능의 수를 결정하는 것입니다.

링 피더 모듈. 이는 RMU를 분배 링에 연결하는 부하 차단 스위치 장치입니다. 적어도 2개가 필요합니다. 일반적으로 수신 및 발신으로 지정되지만 링 구성에서는 전력이 어느 방향으로든 흐를 수 있습니다. 각 링 피더 모듈에는 정격 부하 전류를 차단할 수 있는 부하 차단 스위치가 포함되어 있습니다. 가장 일반적인 등급은 630A로, 대부분의 분배 링 애플리케이션에 적용됩니다.

변압기 보호 모듈. 이 모듈은 지역 소비를 위해 중전압을 저전압으로 낮추는 배전 변압기를 공급하고 보호합니다. 퓨즈(가장 간단하고 가장 일반적인 접근 방식), 회로 차단기(선택성 또는 빈번한 작동이 필요한 경우) 또는 퓨즈형 부하 차단 스위치 조합을 통해 보호 기능을 제공할 수 있습니다. 퓨즈와 차단기 보호 간의 선택은 변압기 크기, 네트워크 오류 수준 및 유틸리티의 보호 조정 철학에 따라 다릅니다.

버스 커플러 모듈. 대형 RMU 어셈블리에서는 버스 커플러가 두 개의 버스바 섹션을 연결하거나 분리할 수 있습니다. 이를 통해 운영상의 유연성이 가능합니다. 하나의 변압기는 서비스를 중단하고 다른 변압기는 두 섹션 모두에 전원을 공급하거나 오류 격리를 위해 링을 두 개의 독립 세그먼트로 분할할 수 있습니다.

직접 계량 모듈. 유틸리티가 RMU에서 수익 측정을 요구하는 경우 전용 측정 모듈은 청구 정확성에 맞는 크기의 전류 및 전압 변압기를 수용합니다. 이 모듈은 일반적으로 스위칭 기능이 없으며 측정 지점일 뿐입니다.

COTENELE은 630A 등급의 들어오고 나가는 링 피더, 퓨즈 또는 회로 차단기 보호 기능이 있는 변압기 보호 모듈, 버스 커플러 및 직접 계량 구획을 포함하여 이러한 모든 구성의 RMU 모듈을 공급합니다. 3개, 4개, 5개 모듈의 표준 구성이 가능하며 고객의 단일 라인 다이어그램에 따라 맞춤형 배열이 제시됩니다.

단열 기술을 선택하세요

RMU 탱크 내부의 절연 매체는 장비의 환경 영향, 유지 관리 프로필 및 규정 준수 상태를 결정합니다. SF₆ 규정이 전 세계적으로 강화됨에 따라 이 결정의 중요성이 더욱 커졌습니다.

건조한 공기와 질소 단열재는 RMU 응용 분야에서 SF₆의 주요 대체품이 되었습니다. 두 가스 모두 지구 온난화 지수가 0입니다. 둘 다 무독성, 불연성이며 수명이 다한 후에도 특별한 취급이 필요하지 않습니다. 최신 건조 공기 또는 N2 절연 RMU에서는 가스 탱크가 공장에서 채워지고 밀봉됩니다. 전체 30년 설계 수명 동안 압력 모니터링, 재충전, 가스 관련 유지 관리가 필요하지 않습니다. 탱크 자체는 일반적으로 스테인리스강으로 되어 있어 장비의 전기적 내구성에 맞는 내식성을 제공합니다.

COTENELE의 24kV SF₆-free RMU는 영구 밀봉된 스테인리스 스틸 탱크의 절연 매체로 건조한 공기를 사용합니다. 이 설계는 4초 동안 25kA의 단락 내성과 1초 동안 20kA의 내부 아크 분류 IAC AFLR을 갖춘 IEC 62271-200에 따라 유형 테스트를 거쳤습니다. 탱크는 공장에서 밀봉되어 테스트된 상태로 출고됩니다. 운영자의 관점에서 보면 관리할 가스 시스템이 없습니다.

견고한 단열재는 가스를 완전히 제거함으로써 대체 접근 방식을 제공합니다. 활선 도체와 스위칭 접점은 에폭시 수지로 캡슐화되어 있습니다. 가스탱크, 압력용기가 없으며, 가스 누출 가능성이 없습니다. 고체 절연 RMU는 본질적으로 콤팩트하며 습기, 염분 또는 공기 중 오염 물질이 가스 절연 또는 공기 절연 설계를 방해하는 열악한 환경에 매우 적합합니다. 단점은 고체 절연 모듈이 재구성이 필요할 때 일반적으로 유연성이 떨어지고 단가가 더 높다는 것입니다.

SF₆ 유산. 기존 SF₆ 충전 RMU는 여전히 광범위하게 운영되고 있지만 EU F-가스 규정 또는 이에 상응하는 제한 사항이 적용되는 시장의 신규 설치에는 더 이상 지정할 수 없습니다. 엔지니어는 SF₆ 장비를 사양에 포함시키기 전에 목표 시장의 규제 상태를 확인해야 합니다. SF₆가 아직 금지되지 않은 경우에도 SF₆ 장비를 지정하면 현재 많은 자산 소유자가 받아들이기를 꺼리는 장기적인 규정 준수 책임이 발생합니다.

현장 조건에 대한 정격 매개변수 확인

RMU 데이터시트의 명판 등급은 표준 참조 조건을 기반으로 합니다. 현장 조건은 종종 이러한 참고 자료와 다르며 때로는 상당히 다릅니다. 엔지니어의 임무는 등급이 실제 설치 환경에 유효한지 확인하는 것입니다.

정격 전압은 접지 오류 또는 스위칭 과도 상태 중 일시적인 과전압을 허용하여 공칭 시스템 전압을 초과해야 합니다. 20kV 시스템의 경우 24kV 정격 RMU가 일반적입니다. 33kV 시스템의 경우 36kV 또는 40.5kV 정격이 필요합니다. 상용주파 내전압과 낙뢰 충격 내전압은 프로젝트의 절연 조정 연구를 통해 확인되어야 합니다.

링 피더 모듈의 정격 전류는 일반적으로 630A이며, 이는 대부분의 분배 링의 연속 전류를 수용합니다. 변압기 보호 모듈의 정격은 일반적으로 퓨즈 정격 또는 회로 차단기 설정에 따라 200A 이하입니다. 등급은 현장 고도와 최대 주변 온도에서 유효해야 합니다. 설치 높이가 1000m를 초과하거나 주변 온도가 정기적으로 40°C를 초과하는 경우 경감 요인이 적용되며 필요한 연속 전류를 전달하기 위해 더 높은 명판 정격이 필요할 수 있습니다.

단락 내전류는 RMU의 물리적 견고성에 가장 직접적인 영향을 미치는 매개변수입니다. 정격(일반적으로 4초 동안 20kA 또는 25kA)은 설치 지점에서 계산된 결함 수준과 일치하거나 초과해야 합니다. 현재 네트워크 데이터를 사용하고 예상되는 미래 세대 추가를 설명하는 단락 연구는 이 매개변수를 지정하는 신뢰할 수 있는 유일한 기초입니다. 과소 지정하면 치명적인 실패 위험이 발생합니다. 과도하게 지정하면 불필요한 비용이 추가됩니다.

각 설계의 유지 관리 철학 이해

RMU 유지 관리 요구 사항은 설계에 따라 크게 다르며 이러한 변화는 장비의 30년 수명 동안 운영 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.

평생 밀봉된 가스 탱크는 SF₆ 없는 RMU의 현대 표준입니다. 탱크는 공장에서 건조한 공기나 질소로 채워지고 누출 테스트를 거쳐 영구적으로 밀봉됩니다. 전면 패널에는 가스 압력 게이지가 없습니다. 읽을 내용이 없습니다. 리필 포트가 없습니다. 리필할 것이 없습니다. 유지보수 매뉴얼에는 가스 관련 절차가 없기 때문에 전혀 포함되어 있지 않습니다. 수백 개의 RMU를 관리하는 운영자의 경우 유지 관리 프로그램에서 가스 처리를 제거하면 운영 비용이 크게 절약됩니다.

퓨즈 교체는 RMU의 가장 일반적인 유지 관리 활동이며 최신 밀봉 장치의 정상적인 작동 중에 필요한 유일한 활동입니다. 변압기 보호 퓨즈가 작동하면 퓨즈 링크를 교체해야 합니다. 변압기 보호 모듈이 분리되어 있는 동안 링 피더 모듈은 작동 상태로 유지되어 이를 안전하게 수행할 수 있도록 설계해야 합니다. 사양을 지정하기 전에 퓨즈 교체 절차, 액세스 요구 사항 및 교체 퓨즈 링크 가용성을 검토해야 합니다.

진공 차단기 수명. 대부분의 최신 RMU인 회로 차단기 또는 부하 차단 기능에 진공 차단기를 사용하는 RMU 설계에서 차단기는 수명이 다할 때까지 밀봉되어 유지 관리가 필요하지 않습니다. 일반적으로 수천 번의 작동으로 평가되는 작동 메커니즘의 기계적 내구성에 따라 메커니즘 검사 또는 분해 검사가 필요한 간격이 결정됩니다. 스위칭 작업이 자주 발생하지 않는 대부분의 배전 애플리케이션의 경우 메커니즘은 장비의 설치 수명보다 오래 지속됩니다.

일반적인 애플리케이션 시나리오에 대한 구성 체크리스트

다양한 애플리케이션에는 다양한 RMU 구성이 필요합니다. 모든 프로젝트에는 고유한 요구 사항이 있지만 몇 가지 공통 패턴이 유용한 시작점이 됩니다.

도시 배전 변전소. 일반적인 구성은 3개의 모듈, 즉 2개의 링 피더 모듈(부하 차단 스위치)과 1개의 변압기 보호 모듈(퓨즈)입니다. 이는 링 연결을 제공하고 로컬 배전 변압기를 공급합니다. 일부 네트워크에서는 두 개의 변압기가 동일한 사이트에 설치된 경우 추가 변압기 보호 모듈이 포함된 4개 모듈 구성이 사용됩니다.

풍력 발전 단지 수집 네트워크. 풍력 터빈 변압기는 일반적으로 각 터빈의 베이스 또는 소그룹에 설치된 RMU의 퓨즈 모듈로 보호됩니다. RMU 링 피더는 여러 터빈을 데이지 체인으로 연결하거나 콜렉터 변전소로 링백합니다. 스위칭 주파수는 터빈 시작-정지 주기로 인해 도시 배전보다 높을 수 있습니다. 스위칭 소자에는 기계적 내구성이 높은 진공 차단기가 선호됩니다.

상업용 건물 또는 데이터 센터. RMU가 시설에 현장 발전 또는 이중 유틸리티 공급을 공급하는 경우 두 소스 간의 상호 연결을 관리하기 위해 버스 커플러 모듈이 필요할 수 있습니다. 퓨즈 대신 회로 차단기가 있는 변압기 보호 모듈은 원격으로 재설정할 수 있는 기능과 다운스트림 보호와의 보다 쉬운 조정을 위해 선호되는 경우가 있습니다.

중요한 인프라. 병원, 공항 및 연속 공정 산업 플랜트의 경우 RMU 구성은 선택적 조정을 지원하고 정상 구역에 대한 공급을 중단하지 않고 결함이 있는 구역을 격리할 수 있는 기능을 제공해야 합니다. 단일 케이블 오류로 인해 전체 공급 장치가 중단되지 않도록 링 피더 구성의 이중화를 RMU 사양뿐만 아니라 링 토폴로지로 설계해야 합니다.

표준 준수 및 문서화

IEC 62271-200에 따른 유형 테스트는 국제 시장에서 RMU에 대한 최소 요구 사항입니다. 형식 테스트 프로그램에는 절연 테스트, 온도 상승, 단락 내성, 내부 아크 분류 및 기계적 내구성이 포함됩니다. 엔지니어는 요약 인증서가 아닌 완전한 유형 테스트 보고서를 요청해야 하며, 테스트된 구성이 견적되는 구성과 일치하는지 확인해야 합니다.

유형 테스트 외에도 문서 패키지는 제품의 일부입니다. 모든 모듈에 대해 공장에서 정기적인 테스트 보고서를 제공합니다. SF₆가 없는 장비에 대한 EU F-가스 규정을 포함하여 해당 규정에 대한 적합성 선언입니다. 특정 설계에 대한 유지 관리 요구 사항 또는 그 부족 사항을 정확하게 설명하는 설치 및 작동 매뉴얼입니다.

COTENELE은 IEC 62271-200 형식 테스트 인증서, 일상 테스트 보고서 및 모든 RMU 견적과 함께 전체 문서 패키지를 제공합니다. 문서는 입찰 단계에서 제공되므로 컨설팅 엔지니어와 유틸리티 평가자는 계약 체결 전에 기술 검토를 완료할 수 있습니다.

결론

RMU를 선택하는 것은 장비의 전체 ​​서비스 수명(위치, 수행 요청, 유지 관리 방법, 주변 네트워크 변경 방식)을 고려하는 연습입니다. 올바른 선택은 반드시 구매 가격이 가장 낮은 선택이 아닙니다. 이는 30년 동안 총 소유 비용을 최소화하는 동시에 애플리케이션에 필요한 신뢰성, 안전성 및 운영 유연성을 제공하는 제품입니다.

RMU 사양을 준비하는 엔지니어의 경우 결정 순서가 명확합니다. 애플리케이션 환경부터 시작하세요. 필요한 모듈 기능을 결정합니다. 현재 및 예측 가능한 환경 규정을 충족하는 단열 기술을 선택하십시오. 현장 조건에 대한 등급을 확인합니다. 선택한 설계의 유지 관리 요구 사항을 이해합니다. 주문하기 전에 문서와 규정 준수 증거가 있는지 확인하십시오.

COTENELE은 프로젝트 단선 다이어그램에 맞게 구성된 유형 테스트를 거쳐 생산 준비가 완료된 SF₆-free RMU를 통해 이 프로세스를 지원합니다. 당사의 엔지니어링 팀은 애플리케이션 요구 사항을 검토하고, 모듈 구성을 권장하며, 입찰 제출을 위한 완전한 문서 패키지를 제공할 수 있습니다.

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COTENELE은 건조 공기 절연, IEC 62271-200 유형 테스트 및 완전한 문서 패키지를 갖춘 24kV SF₆ 프리 링 메인 장치를 공급합니다. 표준 및 맞춤형 모듈 구성이 가능합니다.

코테넬레 소개

코테넬은 SF₆-Free 친환경 가스절연 개폐장치, 진공차단기, 링메인유닛, 12kV~40.5kV용 메탈클래드패널 등 중압배전반 전문제조업체입니다. 당사의 제품은 유럽, 아시아 및 중동 전역의 유틸리티, 데이터 센터 운영자, 재생 에너지 개발자 및 산업 구매자에게 서비스를 제공합니다. 모든 제품은 적용 가능한 IEC 표준에 따라 유형 테스트를 거쳤으며 입찰 제출 및 프로젝트 납품을 위한 완전한 문서가 제공됩니다.