Wat is middenspanningsschakelmateriaal?

Wat is middenspanningsschakelmaterieel? Functies, componenten en de ringmainunit (RMU) uitgelegd

Middenspanningsschakelmaterieel (MV-schakelmaterieel) is een essentieel onderdeel van moderne elektrische energiedistributiesystemen. Het biedt betrouwbare besturing, bescherming, isolatie en monitoring voor elektrische apparatuur die op middenspanningsniveaus werkt. MV-schakelmaterieel wordt veel gebruikt in onderstations, industriële installaties, commerciële gebouwen, projecten voor hernieuwbare energie en distributienetwerken van nutsbedrijven en helpt bij het waarborgen van een veilige en stabiele levering van elektrische energie.

Een van de meest gebruikte oplossingen in middenspanningsdistributie is de ringmainunit (RMU). Maar wat is een ringmainunit, hoe werkt deze en wat is het verschil tussen een RMU en conventioneel middenspanningsschakelmaterieel?

In dit artikel leggen we de functies, belangrijkste componenten, toepassingen en selectieoverwegingen van middenspanningsschakelmaterieel uit, met bijzondere aandacht voor ringmainunits.

1. Wat is middenspanningsschakelmaterieel?

Middenspanningsschakelmaterieel is een verzameling elektrische schakel- en beschermingsinrichtingen die zijn ontworpen voor gebruik in middenspanningssystemen. Afhankelijk van regionale normen en projecteisen omvat middenspanningsapparatuur doorgaans spanningsniveaus van ongeveer 1 kV tot 52 kV.

Typische toepassingen van MV-schakelmaterieel zijn onder meer energiedistributiesystemen van 6 kV, 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV en 40,5 kV.

MV-schakelmaterieel is ontworpen om elektrische circuits te besturen, transformatoren en kabels tegen elektrische fouten te beschermen, apparatuur voor onderhoud te isoleren en de betrouwbaarheid van energiedistributienetwerken te waarborgen.

Veelvoorkomende typen middenspanningsschakelmaterieel zijn onder meer:

• Metaalomsloten schakelmaterieel: biedt een compartimentele constructie en wordt veel gebruikt in industriële installaties, onderstations en voorzieningen van nutsbedrijven.
• Metaalomhulde schakelapparatuur: bevat schakel- en beveiligingsapparatuur binnen een geaarde metalen behuizing.
• Ring Main Unit (RMU): Een compacte, in de fabriek samengestelde schakelapparatuuroplossing die veel wordt gebruikt in ring- en radiale distributienetwerken.
• Gasgeïsoleerde schakelapparatuur (GIS): Gebruikt gas of een ander isolatiemedium voor compacte isolatie- en schakelopstellingen.
• Luchtgeïsoleerde schakelapparatuur (AIS): Gebruikt lucht als primair isolatiemedium.

Het geschikte type hangt af van de nominale spanning, de belastingsstroom, het kortsluitniveau, de installatieomgeving, de veiligheidseisen en de beschikbare installatieruimte.

2. Wat is een Ring Main Unit (RMU)?

Een Ring Main Unit (RMU) is een compacte, in de fabriek samengestelde middenspanningsschakelinstallatie die wordt gebruikt om elektrische distributienetwerken te regelen en te beveiligen. Deze wordt vaak geïnstalleerd in secundaire distributiestations, transformatorstations, commerciële gebouwen, industriële faciliteiten en installaties voor hernieuwbare energie.

Dus, wat is een ring main unit in de elektrische energiedistributie?

Een RMU wordt doorgaans geïnstalleerd op een distributiepunt waar middenspanningskabels worden aangesloten om een ringnetwerk te vormen of waar stroom wordt geleverd via een radiale opstelling. De schakelapparaten maken het mogelijk om secties van het netwerk naar behoefte aan te sluiten, los te koppelen en te isoleren.

Een typische RMU-configuratie omvat twee ringkabelvoedingsfuncties en één transformatorvoedingsfunctie. Afhankelijk van de toepassing kunnen ook extra voedings-, meet- of beveiligingsfuncties beschikbaar zijn.

Waarvoor wordt een ringmainunit gebruikt?

Het primaire doel van een ringmainunit is het bieden van veilig en betrouwbaar schakelen en isoleren in middenspanningsdistributiesystemen.

De belangrijkste toepassingen zijn:

• Stroomdistributie: het aansluiten van inkomende en uitgaande middenspanningskabels.
• Transformatiebescherming: het bieden van een schakel- en beschermingsinterface voor distributietransformatoren.
• Foutisolatie: helpen bij het isoleren van een defect kabelgedeelte of aangesloten apparatuur.
• Leveringscontinuïteit: het ondersteunen van alternatieve stroomvoorzieningsroutes in op de juiste wijze ontworpen ringnetwerken.
• Onderhoudswerkzaamheden: het mogelijk maken geselecteerde delen van een netwerk te isoleren voor inspectie of reparatie.
• Ruimtebesparende installaties: het bieden van een compacte oplossing voor binnen- of buitendistributiestations.

Als bijvoorbeeld een kabelgedeelte in een correct ontworpen ringnetwerk een storing ontwikkelt, kunnen operators het getroffen gedeelte isoleren en de stroomvoorziening naar niet-getroffen gedeelten herstellen via een alternatieve route, mits de netwerkconfiguratie en bedrijfsomstandigheden dit toelaten.

Wat is de functie van een ringmainunit?

De belangrijkste functies van een RMU zijn:

1. Schakelen: het in- of uitschakelen van middenspanningscircuits onder de bedrijfsomstandigheden die door het schakelapparaat zijn toegestaan.
2. Isolatie: het scheiden van een kabel, transformator of andere apparatuur van het bekrachtigde net voor onderhoud.
3. Bescherming: het bieden of coördineren van bescherming tegen overbelasting en kortsluiting door middel van geschikte zekeringen, vermogensschakelaars en beschermingsrelais.
4. Netflexibiliteit: het ondersteunen van ring- of radiale energieverdelingsconfiguraties.
5. Veiligheid: het opnemen van vergrendelingen, aardingsschakelaars en andere veiligheidsvoorzieningen afhankelijk van het ontwerp.
6. Monitoring en bediening: het ondersteunen van lokale of externe monitoring en bediening wanneer uitgerust met de juiste apparaten.

Niet elke RMU bevat dezelfde beschermingsfuncties. Een lastscheidingsschakelaar kan bijvoorbeeld normale schakel- en isolatiefuncties bieden, maar vervangt geen vermogensschakelaar en beschermingsrelais waar automatische foutonderbreking vereist is.

3. Belangrijkste componenten van middenspanningsschakelinrichtingen

Hoewel het ontwerp per type schakelinstallatie verschilt, bevatten de meeste MV-schakelinstallatiesystemen verschillende essentiële componenten.

3.1 Vermogensschakelaars

Vermogensschakelaars sluiten en onderbreken elektrische circuits en onderbreken foutstromen binnen hun gespecificeerde waarden. Vacuümvermogensschakelaars worden veel gebruikt in metaalomkaste middenspanningsschakelinstallaties vanwege hun betrouwbare onderbrekingsprestaties en relatief lage onderhoudsvereisten.

3.2 Lastscheiders

Lastscheiders zijn ontworpen om normale laststromen te schakelen binnen hun nominale bedrijfsomstandigheden. Ze worden vaak gebruikt in RMU's voor inkomende en uitgaande ringvoeders.

Er mag niet worden aangenomen dat een lastscheider dezelfde kortsluitonderbrekingscapaciteit biedt als een vermogensschakelaar.

3.3 Scheiders en aardingsschakelaars

Scheiders bieden isolatie volgens hun gespecificeerde bedrijfsomstandigheden, terwijl aardingsschakelaars aangewezen circuitdelen met aarde verbinden om veilige onderhoudsprocedures te ondersteunen.

Mechanische en elektrische vergrendelingen helpen onveilige bedieningssequenties te voorkomen.

3.4 Beveiligingsrelais en zekeringen

Beveiligingsrelais detecteren abnormale elektrische omstandigheden en initiëren het uitschakelen van de stroomonderbreker wanneer aan de relevante beveiligingscriteria is voldaan. In sommige RMU-configuraties bieden hoogspanningszekeringen bescherming voor de transformatorvoeding.

De keuze tussen bescherming op basis van stroomonderbrekers en zekering-schakelaarbescherming hangt af van transformatorvermogens, foutniveaus, coördinatievereisten en toepasselijke normen.

3.5 Busbars en kabelaansluitingen

Busbars verdelen elektrisch vermogen tussen schakelapparaten binnen de schakelinstallatie. Kabelaansluitcompartimenten bieden de interfaces voor inkomende en uitgaande middenspanningskabels.

Hun isolatie, stroomvoerend vermogen en kortsluitvastheid moeten overeenkomen met de systeemvereisten.

3.6 Meettransformatoren en bewakingsapparatuur

Stroomtransformatoren (CT's) en spanningstransformatoren (VT's) leveren meetsignalen voor meting, beveiliging en bewaking. Afhankelijk van het ontwerp kan de schakelinstallatie ook spanningsindicatoren, temperatuurbewaking, communicatie-interfaces en afstandsbedieningsapparatuur bevatten.

4. Wat is het verschil tussen een RMU en conventionele middenspanningsschakelinstallatie?

Hoewel een RMU een type middenspanningsschakelinstallatie is, zijn de twee termen niet in elke toepassing uitwisselbaar.

Een RMU is vaak een geschikte keuze wanneer compacte afmetingen en eenvoudige distributiefuncties prioriteit hebben. Conventionele metal-clad schakelinstallaties kunnen geschikter zijn voor faciliteiten die talrijke uitgaande feeders, uitgebreide beveiligingsschema's, hoge continue stroomwaarden of complexere operationele bediening vereisen.

De uiteindelijke keuze moet worden gebaseerd op het enkellijnschema (SLD), de elektrische waarden, de netwerktopologie en de projectspecificaties.

5. Wat is een RMU in een onderstation?

Een ringmainunit in een onderstation biedt de middelspanningsschakelinterface tussen het distributienet en de downstream-apparatuur, met name distributietransformatoren.

In een 10 kV- of 11 kV-distributiesysteem kan een RMU bijvoorbeeld voeding ontvangen van een inkomende kabel, aansluiten op een uitgaande ringfeeder en een transformator voeden via een speciale transformatorfeeder.

Een typische RMU met drie functies kan het volgende omvatten:

• Eén inkomende ringkabelschakelaar.
• Eén uitgaande ringkabelschakelaar.
• Eén transformatorfeeder met zekering-schakelaarbeveiliging of een vermogensschakelaar, afhankelijk van het ontwerp.

In een ringnetwerk zorgen de inkomende en uitgaande kabelverbindingen voor de fysieke opstelling die nodig is voor alternatieve voedingsroutes. De feitelijke continuïteit van de voeding hangt af van het netwerkontwerp, de coördinatie van de beveiliging, de schakelprocedures en de beschikbaarheid van een alternatieve bekrachtigde bron.

RMU's kunnen worden geïnstalleerd in compacte onderstations, geprefabriceerde onderstations, ondergrondse distributiefaciliteiten en buitensluitingen die zijn ontworpen voor de relevante omgevingsomstandigheden.

6. Wat is een SF6-ringhoofdeenheid?

Een SF6-ringhoofdeenheid is een RMU die zwavelhexafluoride (SF6)-gas gebruikt als isolatiemedium en, afhankelijk van het ontwerp, als onderdeel van het schakel- of boogonderbrekingssysteem.

SF6-geïsoleerde RMU's worden traditioneel gebruikt omdat SF6 sterke isolatieprestaties biedt en een compacte constructie van schakelmaterieel mogelijk maakt. Verzegelde gascompartimenten kunnen ook de blootstelling van interne isolatiecomponenten aan externe omgevingsomstandigheden verminderen.

SF6 is echter een krachtig broeikasgas en het gebruik ervan is in toenemende mate onderworpen aan milieuregelgeving en eisen voor levenscyclusbeheer van apparatuur. Preventie van gaslekkage, hanteringsprocedures, terugwinning en beheer aan het einde van de levensduur moeten worden overwogen.

SF6-vrije RMU-alternatieven

SF6-vrije RMU's zijn beschikbaar voor projecten die de broeikasgasemissies van schakelmaterieel willen verminderen. Afhankelijk van de fabrikant en de spanningsklasse kunnen alternatieve ontwerpen gebruikmaken van schone lucht, vaste isolatie of andere goedgekeurde isolatietechnologieën.

Bij het vergelijken van SF6- en SF6-vrije RMU's moeten kopers het volgende evalueren:

• Nominale spanning en isolatieniveau.
• Nominale stroom en kortstondige kortsluitvastheid.
• Schakel- en foutonderbrekingsvermogen.
• Installatieafmetingen en kabelaansluitingen.
• Omgevingsomstandigheden tijdens bedrijf.
• Toepasselijke normen en bewijs van typekeuringen.
• Onderhoudsvereisten en levenscycluskosten.
• Lokale milieu- en regelgevingsvereisten.

De meest geschikte technologie hangt af van de technische specificaties van het project, de bedrijfsomgeving en de prioriteiten in de levenscyclus.

7. Wat is een quad ring main unit?

De term “quad ring main unit” verwijst doorgaans naar een RMU-configuratie met vier functionele velden of schakelposities, hoewel de exacte indeling per fabrikant verschilt.

Een vierweg-RMU kan verschillende combinaties van ringkabelvoedingen, transformatorvoedingen, stroomonderbrekers of andere schakelfuncties bevatten.

Een project kan bijvoorbeeld twee ringkabelwegen en twee transformatorvoedingswegen vereisen. Een andere toepassing kan extra afgaande voedingen of een andere combinatie van schakelapparaten vereisen.

Omdat “quad RMU” geen universele beschrijving is van één vaste schakelconfiguratie, moeten kopers de vereiste configuratie bevestigen met behulp van een enkellijndiagram in plaats van alleen op de productnaam te vertrouwen.

8. Hoe kies je de juiste middenspanningsschakelinstallatie

Het selecteren van de juiste MV-schakelinstallatie is essentieel voor elektrische veiligheid, betrouwbare werking en langdurige prestaties.

Houd rekening met de volgende factoren voordat je aankoopt.

1. Nominale spanning

Bevestig de nominale systeemspanning en de nominale spanning van de apparatuur. Veelvoorkomende toepassingen zijn systemen van 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV en 40,5 kV, afhankelijk van het netwerk en het ontwerp van de apparatuur.

2. Nominale stroom

Bepaal de vereiste continue stroom voor inkomende voedingen, afgaande voedingen, verzamelrails en transformatoraansluitingen.

3. Kortsluitvastheid en onderbrekingsvermogen

Controleer de verwachte foutstroom en de vereiste kortstondige kortsluitvastheid en piekwaarde voor kortsluitvastheid. Vermogensschakelaars moeten over geschikte foutonderbrekingscapaciteiten voor de installatie beschikken.

4. Beschermingsvereisten

Bevestig of het project lastscheiders, zekering-lastschakelaarcombinaties, vermogensschakelaars, beschermingsrelais, meting of aanvullende automatisering vereist.

5. Installatieomgeving

Houd rekening met omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid, hoogte, stof, vervuiling, corrosie en eisen voor binnen- of buiteninstallatie.

6. Toepasselijke normen

Specificeer de vereiste IEC-normen en projectspecifieke eisen. Relevante normen kunnen onder meer IEC 62271-200 voor AC-metaalomkaste schakel- en besturingsapparatuur boven 1 kV tot en met 52 kV zijn, en IEC 62271-103 voor schakelaars boven 1 kV tot en met 52 kV, voor zover van toepassing op het ontwerp van de apparatuur.

De toepasselijke editie en eventuele aanvullende productspecifieke normen moeten voor elk project worden bevestigd.

7. Ondersteuning door de fabrikant

Evalueer de technische documentatie van de fabrikant, de ontwerpflexibiliteit, de testmogelijkheden, de beschikbaarheid van reserveonderdelen en de after-salesondersteuning.

9. Toepassingen van middenspanningsschakelinrichtingen en RMU's

Middenspanningsschakelinrichtingen en RMU's worden breed toegepast in verschillende industrieën.

• Distributienetwerken van nutsbedrijven: beheren van inkomende en uitgaande feeders en ondersteunen van de werking van het distributienetwerk.
• Industriële faciliteiten: voeding van productiefabrieken, verwerkingsfaciliteiten en grote elektrische belastingen.
• Commerciële gebouwen: distributie van middenspanning in kantoorgebouwen, winkelcentra en bedrijvenparken.
• Projecten voor hernieuwbare energie: aansluiten van zonne-energiecentrales, windparken en bijbehorende transformatoren op distributienetwerken.
• Infrastructuurprojecten: ondersteuning van luchthavens, spoorwegsystemen, waterzuiveringsinstallaties en andere essentiële faciliteiten.
• Woonontwikkelingen: compacte schakeloplossingen bieden voor distributiestations die woonwijken bedienen.

De apparatuurconfiguratie moet altijd worden geselecteerd op basis van het elektrische ontwerp, de belastingvereisten, de beveiligingsfilosofie en de relevante lokale voorschriften.

10. Middenspanningsschakelinstallatie-oplossingen van Shandong Dongguan Electric Co., Ltd.

Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. biedt oplossingen voor elektriciteitsdistributieapparatuur voor industriële, commerciële, nuts- en infrastructuurtoepassingen.

Ons portfolio van middenspanningsschakelinstallaties kan worden geconfigureerd voor verschillende spanningsniveaus en projectvereisten, waaronder KYN28A-12 metaalomkaste schakelinstallaties, KYN61-40.5 schakelinstallaties en RMU-gerelateerde distributieoplossingen, afhankelijk van de vereiste technische configuratie.

Wij ondersteunen projectspecifieke vereisten voor:

• Configuratie en technische selectie van middenspanningsschakelinstallaties.
• Inkomende en uitgaande feederopstellingen.
• Selectie van vermogensschakelaars en beveiligingsapparatuur.
• Technische tekeningen en coördinatie van eenlijndiagrammen.
• Projectdocumentatie en exportvereisten.
• Oplossingen met apparatuur op maat voor internationale markten.

Of u nu een compacte RMU nodig hebt voor een distributieonderstation of een modulair MV-schakelsysteem voor een industrieel project, ons team kan helpen de vereiste configuratie te evalueren op basis van uw technische specificaties.

Neem contact op met Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. om uw behoeften op het gebied van middenspanningsschakelmateriaal te bespreken en een technisch voorstel aan te vragen.

Website: https://www.dongguanelectric.com/

Veelgestelde vragen (FAQ's)

1. Wat is een ringmainunit in de elektrische energiedistributie?

Een ringmainunit is een compacte middenspanningsschakelinstallatie die wordt gebruikt om kabelvoedingen en transformatoraansluitingen in elektrische distributienetten te verbinden, te schakelen en te isoleren.

2. Wat is de functie van een ringmainunit (RMU)?

De primaire functie van een RMU is het bieden van schakeling, isolatie en, indien passend uitgerust, bescherming voor middenspanningsdistributiecircuits. Het kan ook de continuïteit van de levering ondersteunen in goed ontworpen ringnetten.

3. Wat is het verschil tussen een RMU en schakelmateriaal?

Een RMU is een specifiek type middenspanningsschakelmateriaal dat is ontworpen voor compacte distributietoepassingen. De bredere categorie MV-schakelmateriaal omvat ook metaalomhulde panelen, vermogensschakelaarpanelen en andere samenstellingen voor complexere elektrische systemen.

4. Wat is een SF6-ringhoofdverdeelinrichting?

Een SF6-RMU gebruikt zwavelhexafluoridegas voor isolatie en, afhankelijk van het ontwerp, voor schakelen of boogdoving. Er zijn ook SF6-vrije alternatieven beschikbaar, die de voorkeur kunnen krijgen waar milieuoverwegingen belangrijk zijn.

5. Wat is het typische spanningsbereik van een RMU?

RMU's worden gewoonlijk gebruikt in secundaire distributienetten op spanningsniveaus zoals 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV en 33 kV. De beschikbare classificaties zijn afhankelijk van de fabrikant en het productontwerp.

6. Kan een RMU een distributietransformator beschermen?

Ja. Een RMU kan een transformatorvoeding met zekering-schakelaar of een voeding met vermogensschakelaar en passende beveiliging bevatten. De juiste opstelling is afhankelijk van het transformatorvermogen, de verwachte kortsluitstroom en de eisen voor beveiligingscoördinatie.

7. Welke informatie is nodig om een RMU te selecteren?

Belangrijke informatie omvat systeemspanning, nominale stroom, kortsluitniveau, aantal voedingen, transformatorvermogen, beveiligingseisen, installatieomgeving en toepasselijke normen.

Conclusie

Middenspanningsschakelmateriaal speelt een cruciale rol bij de veilige en betrouwbare distributie van elektrische energie. Van de beschikbare oplossingen is de ringhoofdverdeelinrichting bijzonder nuttig voor compacte secundaire distributieonderstations en ringnettoepassingen.

Inzicht in wat een ringhoofdverdeelinrichting is, waarvoor deze wordt gebruikt en hoe deze verschilt van conventioneel MV-schakelmateriaal helpt ingenieurs, aannemers en inkoopteams om weloverwogen apparatuurkeuzes te maken.

Door elektrische classificaties, beschermingsvereisten, netwerkconfiguratie, omgevingsomstandigheden en toepasselijke normen te evalueren, kunnen projectteams een geschikte oplossing selecteren voor betrouwbaar langdurig gebruik.