Mittelspannungsschaltanlage

Definition der Mittelspannungs-Schaltanlagen

Mittelspannungs-Schaltanlagen reichen von 3 kV bis 36 kV und werden zur Verwaltung und zum Schutz elektrischer Systeme eingesetzt.

Arten von MV-Schaltanlagen

Dazu gehören metallverkleidete Innen- und Außenschaltanlagen sowie Außenschaltanlagen ohne Metallverkleidung.

Unterbrechung des Kurzschlussstroms

Der Hauptfokus bei der Konstruktion von Leistungsschaltern liegt darauf, dass alle Leistungsschalter in der Lage sein sollten, den Kurzschlussstrom mit hoher Zuverlässigkeit und Sicherheit zu unterbrechen. Die Anzahl der Fehlschaltungen, die während der gesamten Lebensdauer eines Leistungsschalters auftreten, hängt hauptsächlich von dem Standort des Systems, der Qualität des Systems und den Umgebungsbedingungen ab.

Falls die Anzahl der Fehlschaltungen sehr hoch ist, ist der Vakuumschalter die beste Wahl, da er bis zu 100 Fehlschaltungen mit einem Kurzschlussstrom von bis zu 25 kA ohne Wartung auskommen kann. Andere Schalter benötigen Wartung nach 15 bis 20 Fehlschaltungen mit dem gleichen Kurzschlussstrom des Schalters.

Die Umspannwerke, die in ländlichen Gebieten vereinigt sind, sind im Allgemeinen vom Außentyp, und die meisten davon sind unbemannt. Daher ist für diese Art von Anwendungen eine wartungsfreie Außenschaltanlage der Mittelspannung am besten geeignet. Porzellanverkleidete Vakuumschalter erfüllen diese Anforderung gegenüber den herkömmlichen Innenkiosken.

Kapazitive und induktive Schaltvorgänge

Kondensatorbänke werden in Mittelspannungs-Energieversorgungssystemen verwendet, um den Leistungsfaktor des Systems zu verbessern. Unbelastete Kabel und unbelastete Freileitungen haben auch einen kapazitiven Ladestrom. Die Kondensatorbänke und unbelasteten Stromleitungen sollten sicher vom System getrennt werden, ohne Reionisierung aufzutreten. Reionisierung in der Kontaktlücke verursacht Überspannung im System. Der Vakuumschalter erfüllt diese Anforderung.

Beim Einschalten einer Kondensatorbank fließt ein hoher Strom durch die Kontakte des Schalters. Schalter mit Flüssigkeitslöschmitteln und Tulpenkontakten können Kontaktstiftprobleme erleben. Vakuumschalter-Mittelspannungs-Schaltanlagen sind ideal, da sie nur geringe elektrische Bögen während der kurzen Vor-Bogenzeit aufweisen.

Schalten induktiver Ströme

Ältere Vakuumschalter (VCB) hatten eine Stromunterbrechungsebene von 20 A, was besondere Spannungsspitzen-Schutzgeräte beim Schalten von Transformatoren erforderlich machte. Moderne VCBs haben eine viel niedrigere Unterbrechungsstromstärke von etwa 2-4 A, wodurch sie für das Schalten leerlaufender Transformatoren ohne zusätzlichen Spannungsspitzen-Schutz geeignet sind. VCBs sind ideal für das Schalten sehr geringer induktiver Lasten.

Spezielle Anwendung von Mittelspannungs-Schaltanlagen

Elektrolichtbogenofen

Ein Elektrolichtbogenofen muss häufig an- und ausgeschaltet werden. Der zu schaltende Strom kann von 0 bis 8-mal dem Nennstrom des Ofens betragen. Ein Elektrolichtbogenofen wird bei seinem normalen Nennstrom von bis zu 2000 A, etwa 100 Mal pro Tag, an- und ausgeschaltet. Ein normaler SF6-Schalter, Luftschalter oder Ölschalter ist für diesen häufigen Betrieb überhaupt nicht wirtschaftlich. Ein Standard-Vakuumschalter ist die am besten geeignete Alternative für diesen häufigen Hochstrom-Schaltbetrieb.

Eisenbahnbetrieb

Eine weitere Anwendung von Mittelspannungs-Schaltanlagen ist das einphasige Eisenbahnsystem. Die Hauptfunktion des Schalters, der mit dem Eisenbahnbetriebssystem verbunden ist, besteht darin, den Kurzschluss im Oberleitungssystem zu unterbrechen, der häufig und vorübergehend auftritt.

Daher sollte ein Schalter, der für diesen Zweck verwendet wird, eine kurze Unterbrechungszeit für kleine Kontaktabstände, kurze Bogenzeit, schnelles Unterbrechen und VCB als beste Lösung aufweisen. Die Bogenenergie ist in einem einphasigen Schalter höher als in einem dreiphasigen Schalter.

Sie ist jedoch in einem Vakuumschalter immer noch viel geringer als in einem herkömmlichen Schalter. Die Anzahl der Kurzschlüsse, die im Oberleitungssystem auftreten, ist viel höher als die in elektrischen Übertragungssystemen. Mittelspannungs-Schaltanlagen mit Vakuumschaltern sind am besten geeignet für den Antriebsbetrieb.

Wir können daraus schließen, dass in Mittelspannungssystemen, in denen die Auslöserate sehr hoch ist, MV-Vakuumschaltanlagen die am besten geeignete Lösung sind.