Middenspanningskast

Definitie van middenspanningskasten

Middenspanningskasten variëren van 3 kV tot 36 kV en worden gebruikt om elektrische systemen te beheren en te beschermen.

Soorten MV-kasten

Inclusief metalen ingesloten binnen- en buitenkasten, en buitenkasten zonder metalen behuizing.

Onderbreking van kortsluitstroom

Het belangrijkste doel van het ontwerp van schakelaars is dat alle schakelaars in staat moeten zijn om kortsluitstroom met een hoge mate van betrouwbaarheid en veiligheid te onderbreken. Het aantal foutieve trips tijdens de totale levensduur van een schakelaar hangt voornamelijk af van de locatie van het systeem, de kwaliteit van het systeem en de omgevingsomstandigheden.

Als het aantal trips zeer hoog is, is de beste keuze een vacuümschakelaar, omdat deze mogelijk geen onderhoud nodig heeft tot 100 foutieve trips met een kortsluitstroom tot 25 kA. Andere schakelaars vereisen onderhoud na 15 tot 20 foutieve trips met dezelfde kortsluitstroom van de schakelaar.

De onderstations in landelijke gebieden zijn over het algemeen van het buitentype, en de meeste daarvan zijn onbemand. Voor dit soort toepassingen is onderhoudsvrije buitentype middenspanningskasten het meest geschikt. Een porseleinen omhulde vacuümschakelaar voldoet aan deze eis tegenover conventionele binnenschakelaars.

Capacitieve en inductieve schakeling

Een condensatorbank wordt in middenspanningsenergiesystemen gebruikt om de vermogensfactor van het systeem te verbeteren. Lege kabels en lege bovengrondse lijnen hebben ook een capacitatieve laadstroom. De condensatorbank en lege energielijnen moeten veilig van het systeem worden losgekoppeld zonder reïonisatie. Reïonisatie in de contactopening veroorzaakt overspanning in het systeem. Vacuümschakelaars voldoen aan deze eis.

Bij het inschakelen van een condensatorbank stroomt er een hoge stroom door de contacten van de schakelaar. Schakelaars met vloeistofblusmiddelen en tulpencontacten kunnen contactpinproblemen ervaren. Middenspanningsvacuümschakelaars zijn ideaal omdat ze weinig elektrische boog hebben tijdens de korte voorboogperiode.

Schakeling van inductieve stroom

Oudere vacuümschakelaars (VCB) hadden een stroomonderbreking op 20 A, wat speciale overspanningsbeveiliging vereiste bij het schakelen van transformatoren. Moderne VCB's hebben een veel lagere onderbrekingsstroom van ongeveer 2-4 A, waardoor ze geschikt zijn voor het schakelen van onbelaste transformatoren zonder extra overspanningsbeveiliging. VCB's zijn ideaal voor het schakelen van zeer lage inductieve belastingen.

Speciale toepassing van middenspanningskasten

Hoogovens

Een elektrische hoogoven moet vaak worden aangezet en uitgezet. De te schakelen stroom kan van 0 tot 8 keer de nominale stroom van de oven zijn. Een elektrische hoogoven moet op zijn normale nominale stroom tot 2000 A, ongeveer 100 keer per dag, worden aangezet en uitgezet. Een normale SF6-schakelaar, lucht-schakelaar of olieschakelaar is niet economisch voor deze frequente bediening. Een standaard vacuümschakelaar is de meest geschikte alternatief voor deze frequente hoge stroom schakelaarbediening.

Spoorwegtractie

Een andere toepassing van middenspanningskasten is het enefase spoorwegsysteem. De hoofdfunctie van de schakelaar die bij het spoorwegtractiesysteem hoort, is het onderbreken van kortsluitingen in het bovenleidingssysteem, die frequent en tijdelijk optreden.

Daarom moet een schakelaar die hiervoor wordt gebruikt, een korte onderbrekingstijd voor een kleine contactopening, korte boogtijd, snelle onderbreking hebben, en VCB is de beste mogelijke oplossing. De boogenergie is veel hoger in de enefase CB dan in de driefase CB.

Het is nog steeds veel lager in een vacuümschakelaar dan in een conventionele schakelaar. Het aantal kortsluitingen in het bovenleidingssysteem is veel hoger dan in elektrische transportsystemen. Middenspanningskasten met vacuümschakelaar zijn het meest geschikt voor tractietoepassingen.

We kunnen concluderen dat in middenspanningsystemen waarbij het trippingspercentage zeer hoog is, MV-vacuümschakelaars de meest geschikte oplossing zijn.