Hoveddelene av en luftisolert primærmediumspåhøyd switchgear og deres anvendelse

Mellomspenningsbrytere spiller en viktig rolle i energidistribusjonsprosessen i vekselstrømsystemer (AC), og de muliggjør strømflyt fra produksjon gjennom overføring til sluttkundene. Dette nødvendige utstyret er reglementert av spesifikke standarder som definerer spesifikasjoner, terminologi, kategorier, designkriterier, konstruksjonspraksis og testrutiner. For europeisk region finnes disse retningslinjene detaljert i følgende Internasjonale Elektrotekniske Kommissions (IEC) standarder:

• IEC 62271-1: Etablerer felles spesifikasjoner for høyspenningsbrytere og kontrollutstyr.

• IEC 62271-200: Fokuserer på AC metallbeskyttede brytere og kontrollutstyr designet for spenninger over 1 kV opp til og inkludert 52 kV.

• IEC 62271-300: Behandler gassisolerte metallbeskyttede brytere beregnet for spenninger over 52 kV.

Selv om IEC-standarder er globalt anerkjent, kan land som USA, Kina og Russland følge sine egne nasjonale standarder. Ifølge seksjon 3.5 i IEC 62271-1, er alle komponenter av brytere og kontrollutstyr spesifisert, noe som muliggjør montering av komplette bryteresystemer med funksjonalitet tilpasset mellomspenningsnettverk. Disse funksjonene inkluderer:

• Effektiv distribusjon av energi fra høyere nivås overføringsystemer ned til forbrukspunkter.

• Muliggjøre skift av elektriske strømmer.

• Gjennomføre målinger som er kritiske for beskyttelsesmekanismer, driftsindikatorer og faktureringsprosesser.

• Beskytte belastninger og utstyr mot feil.

• Implementere kontroll, blokkering og kobling funksjoner ifølge nettverksdriftsbehov.

• Tillate kommunikasjon mellom brytere og SCADA eller DCS-systemer for forbedret overvåking og kontroll.

• Sikre tryggheten for personell som jobber i transformatorstasjoner.

En rekke design som er i samsvar med IEC-standarder er tilgjengelige, produsert av mange produsenter. IEC-standarden skiller mellom luftisoleret og gassisoleret teknologi, med designkompleksiteten som varierer basert på systemets posisjon i distribusjonsnettverket og den nødvendige sofistikasjonen for beskyttelses- og kontrollschemer. Høyere kategoriserte brytere krever vanligvis mer komplekse beskyttelses- og kontrollforanstaltninger.

Den typiske arkitekturen for primær luftisoleret mellomspenningsbrytere (AIS) er organisert i fire grunnleggende kompartementer, som reflekterer en strukturert tilnærming for å oppnå effektiv, sikker og pålitelig operasjon i mellomspenningsapplikasjoner. Denne konfigurasjonen sikrer optimal ytelse samtidig som den følger strenge sikkerhets- og driftsstandarder.

Grunnleggende struktur av mellomspenningsbrytere

Den primære strukturen, betegnet som seksjon B i figur 1, 2 og 3, består av metallskiver som gir form, dimensjoner, stivhet og robusthet til brytere. Denne strukturen inneholder også kobberkomponenter som er viktige for energioverføring og for å knytte sammen alle kompartementer og apparater i brytere.

Denne konstruksjonen gir flere viktige fordeler:

• Metalbasert adskillelse: Strukturen sikrer adskillelse mellom kompartementer i henhold til IEC 62271-200-standarder, som definerer ulike nivåer av tilgang. Denne adskillelsen øker sikkerhet og driftseffektivitet.

• Buebestandighet: Sammen med metalbasert adskillelse, inkluderer designet buesikre dører som gir ekstra beskyttelse mot interne buelys, og sikrer at brytere kan tåle buer uten å true sikkerheten eller funksjonaliteten.

Samlet sett gir den primære strukturen ikke bare brytere fysisk form og styrke, men integrerer også nødvendige kobberdeler for elektrisk kobling. Dessuten gir den viktig adskillelse og bueresistens, og følger strenge sikkerhetsstandarder, noe som forbedrer systemets generelle pålitelighet. Dette nøyaktige designet sikrer at hver komponent i brytere opererer sikkert og effektivt, og bidrar til et tryggere og mer pålitelig elektrisk distribusjonsnettverk.

Kompartment for brytere i mellomspenningsbrytere

Kompartmentet for brytere, markert som seksjon C i figur 1, 2 og 3, inneholder mellomspennings (MV) brytere. Dette kompartementet kan være utstyrt med ulike typer brytere, inkludert lastavbrytere, kontaktorer, brytere og andre. Den grunnleggende rollen til disse brytere er å pålitelig og sikkert åpne og lukke stabile strømmer og spenninger, samt feilstrømmer og -spenninger. I de fleste primære luftisolerede MV-panelene er brytere det foretrukne valget. I dag dominerer vakuumavbrytingsteknologi for mellomspenningsapplikasjoner på grunn av dens pålitelighet og effektivitet.

Kabelkompartment i mellomspenningsbrytere

Kabelkompartmentet, merket som seksjon D i figur 1, 2 og 3, innholder ikke bare kabelslutninger, men også sensorer. Disse enhetene brukes hovedsakelig for å måle fasestrømmer, fase-spenninger, reststrømmer og restspenninger. Den fremherskende teknologien som brukes for måling er instrumenttransformator (IT), som opererer med den etablerte induktive prinsippet for både strøm- og spenningmålinger. Denne oppsettet sikrer nøyaktig og pålitelig overvåking i bryteresystemet, og bidrar til forbedret driftssikkerhet og -ytelse.

Gjennom denne strukturerte tilnærmingen spiller hver komponent i mellomspenningsbrytere en viktig rolle i å sikre trygg, effektiv og pålitelig distribusjon av elektrisk kraft.