Środkowonapięciowe przełączniki rozdzielcze

Definicja szafy średniego napięcia

Szafa średniego napięcia obejmuje zakres od 3 kV do 36 kV i służy do zarządzania oraz ochrony systemów elektrycznych.

Rodzaje szaf MV

Obejmują zamknięte metalowe szafy wewnętrzne i zewnętrzne, oraz szafy zewnętrzne bez obudowy metalowej.

Przerwanie prądu krótkiego

Głównym celem projektowania wyłączników jest to, aby wszystkie wyłączniki były zdolne do przerwania prądu krótkiego z wysokim stopniem niezawodności i bezpieczeństwa. Liczba przypadków niepoprawnego wyłączania podczas całkowitego okresu użytkowania wyłącznika zależy głównie od lokalizacji systemu, jakości systemu i warunków środowiskowych.

Jeśli liczba przypadków wyłączania jest bardzo duża, najlepszym wyborem jest wyłącznik próżniowy, ponieważ może on nie wymagać żadnej konserwacji nawet po 100 przypadkach niepoprawnego wyłączania przy prądzie krótkiego do 25 kA. Natomiast inne wyłączniki wymagają konserwacji po 15-20 przypadkach niepoprawnego wyłączania przy tym samym prądzie krótkiego CB.

Stacje przekształtnicze położone na terenach wiejskich są zwykle typu zewnętrznego, a większość z nich jest typu nieobsadzonego. Dlatego dla tego rodzaju zastosowań najbardziej odpowiednie są bezkonserwacyjne urządzenia zewnętrzne średniego napięcia. Wyłącznik próżniowy obudowany porcelaną spełnia te wymagania w porównaniu z tradycyjnymi budynkami wewnętrznymi.

Przełączanie pojemnościowe i indukcyjne

Blok kondensatorów jest używany w systemie średniego napięcia w celu poprawy współczynnika mocy systemu. Niezaładowane kabiny i linie nadziemne mają również prąd ładowania pojemnościowego. Blok kondensatorów i niezaładowane linie energetyczne powinny być bezpiecznie odłączone od systemu bez ponownego jonizacji. Ponowna jonizacja w szczelinie kontaktowej powoduje przepięcie w systemie. Wyłącznik próżniowy spełnia to wymaganie.

Podczas włączania bloku kondensatorów przez kontakty wyłącznika przepływa duży prąd. Wyłączniki z płynnym medium chłodzącym i kontaktami tulipanowymi mogą mieć problemy z igłami kontaktowymi. Urządzenia średniego napięcia z wyłącznikiem próżniowym są idealne, ponieważ mają niskie łuki elektryczne podczas krótkiego czasu przedłuku.

Przełączanie prądu indukcyjnego

Starsze wyłączniki próżniowe (WZP) miały poziom obcinania prądu wynoszący 20 A, co wymagało specjalnego urządzenia ochronnego przed przepięciem podczas przełączania transformatorów. Nowoczesne WZP mają znacznie niższy prąd obcinający na poziomie około 2-4 A, co sprawia, że są one odpowiednie do przełączania niezaładowanych transformatorów bez dodatkowej ochrony przed przepięciami. WZP są idealne do przełączania bardzo małych obciążeń indukcyjnych.

Specjalne zastosowanie urządzeń średniego napięcia

Piec elektryczny o łuku

Piec elektryczny o łuku musi być często włączany i wyłączany. Prąd, który ma być przełączany, może wynosić od 0 do 8 razy nominalny prąd pieca. Piec elektryczny o łuku musi być włączany i wyłączany przy jego normalnym prądzie nominalnym do 2000 A, około 100 razy dziennie. Normalny wyłącznik SF6, wyłącznik powietrzny i olejowy nie jest wcale ekonomiczny dla tak częstych operacji. Standardowy wyłącznik próżniowy jest najbardziej odpowiednim alternatywnym rozwiązaniem dla tych częstych operacji z dużym prądem.

Tabor kolejowy

Innym zastosowaniem urządzeń średniego napięcia jest jednofazowy system torów kolejowych. Główną funkcją wyłącznika skojarzonego z systemem trakcji kolejowej jest przerwanie prądu krótkiego, występującego często i przejściowo, w systemie nadtorowym.

Dlatego wyłącznik używany do tego celu powinien mieć krótki czas przerwania przy małej szczelinie kontaktowej, krótki czas łuku, szybkie przerwanie, a WZP jest najlepszym możliwym rozwiązaniem. Energia łuku jest znacznie większa w jednofazowym wyłączniku niż w trójfazowym.

Jest ona jednak znacznie mniejsza w wyłączniku próżniowym niż w tradycyjnym wyłączniku. Liczba przypadków prądu krótkiego w systemie nadtorowym jest znacznie większa niż w systemie transmisyjnym elektrycznym. Urządzenia średniego napięcia z wyłącznikiem próżniowym są najbardziej odpowiednie dla zastosowań trakcyjnych.

Możemy stwierdzić, że w systemach średniego napięcia, gdzie częstość wyłączania jest bardzo wysoka, urządzenie średniego napięcia z wyłącznikiem próżniowym jest najbardziej odpowiednim rozwiązaniem.