СередньовOLTажна комутаційна апаратура

Визначення середньовольтного комутаційного обладнання

Середньовольтне комутаційне обладнання має діапазон від 3 кВ до 36 кВ і використовується для управління та захисту електричних систем.

Типи середньовольтного комутаційного обладнання

Включають металеве закрите внутрішнє та зовнішнє комутаційне обладнання, а також зовнішнє комутаційне обладнання без металевого корпусу.

Переривання струму короткого замикання

Основна увага при проектуванні вимикачів приділяється тому, щоб всі вимикачі могли переривати струм короткого замикання з високою ступенем надійності та безпеки. Кількість аварійних відключення протягом повного терміну служби вимикача в основному залежить від розташування системи, якості системи та умов навколишнього середовища.

Якщо кількість відключень дуже велика, найкращим вибором є вакуумний вимикач, оскільки йому може не потрібен будь-який обслуговування до 100 аварійних відключень при струмі короткого замикання до 25 кА. Тоді як іншим вимикачам потрібне обслуговування після 15-20 аварійних відключень при такому ж струмі короткого замикання вимикача.

Підстанції, розташовані в сільській місцевості, зазвичай є зовнішнього типу, і більшість з них є необслугованими. Тому для цих видів застосування найбільш підходящим є безобслуговуване зовнішнє середньовольтне комутаційне обладнання. Вакуумний вимикач з фарфоровим покриттям задовольняє цю потребу порівняно з традиційними внутрішніми будками.

Комутація ємкісних та індуктивних навантажень

Банк конденсаторів використовується в середньовольтних енергетичних системах для підвищення коефіцієнта потужності системи. Незавантажені кабелі та незавантажені надземні лінії також мають ємкісний зарядний струм. Банк конденсаторів та незавантажені електролінії повинні бути безпечними відключені від системи без реіонізації. Реіонізація в контактній щілині спричиняє перевищення напруги в системі. Вакуумний вимикач задовольняє цю вимогу.

При включенні банку конденсаторів через контакти вимикача пройде великий струм. Вимикачі з рідинними засобами гашення та контактами-тюльпанами можуть мати проблеми з контактними штифтами. Середньовольтне комутаційне обладнання з вакуумним вимикачем є ідеальним, оскільки воно має невелике електричне дугування під час короткого переддугового часу.

Комутація індуктивного струму

Старі вакуумні вимикачі (VCB) мали рівень розриву струму 20 А, що вимагало спеціальних пристроїв захисту від випадкових перепадів напруги при комутації трансформаторів. Сучасні VCB мають набагато нижчий рівень розриву струму — приблизно 2-4 А, що робить їх прийнятними для комутації незавантажених трансформаторів без додаткового захисту від випадкових перепадів напруги. VCB ідеально підходять для комутації дуже низької індуктивної навантаженості.

Спеціальні застосування середньовольтного комутаційного обладнання

Дугова піч

Електродугову печь часто потрібно вимикати та включати. Струм, який потрібно комутувати, може бути від 0 до 8 разів від номінального струму печі. Електродугову печь слід включати та вимикати при її нормальному номінальному струмі до 2000 А, приблизно 100 разів на день. Звичайний вимикач SF6, повітряний вимикач та масляний вимикач не є економічними для такого частого використання. Стандартний вакуумний вимикач є найбільш підходящим альтернативним рішенням для цих операцій з частими високими струмами.

Железнодорожна тяга

Інше застосування середньовольтного комутаційного обладнання — однофазна система железнодорожного полотна. Основна функція вимикача, пов'язаного з системою железнодорожного тягу, полягає у перериванні короткого замикання, яке часто та тимчасово відбувається в надшляховій контактній мережі.

Тому вимикач, який використовується для цієї мети, повинен мати короткий час розриву при малій контактній щілині, короткий час дугування, швидке розривання, і VCB є найкращим можливим рішенням. Енергія дугування значно вища у однофазному вимикачу, ніж у трьохфазному вимикачу.

Проте вона все ще набагато нижча у вакуумному вимикачу, ніж у традиційному вимикачу. Кількість коротких замикань, що відбуваються в надшляховій контактній мережі, значно вища, ніж та, що відбувається в електричній системі передачі. Середньовольтне комутаційне обладнання з вакуумним вимикачем є найбільш підходящим для застосування в системах железнодорожного тягу.

Можна зробити висновок, що в середньовольтних системах, де частота відключень дуже висока, середньовольтне вакуумне комутаційне обладнання є найбільш підходящим рішенням.