Wat is het verschil tussen een hoogspanningsschakelaar en een scheidingsschakelaar?

Een hoogspanningsschakelaar (of hoogspanningsschakelaar) is de belangrijkste stroomregelapparatuur van een onderstation. Deze schakelaar heeft vlamboogdovende eigenschappen en kan, bij normale werking van het systeem, de stroomtoevoer naar de leidingen en diverse elektrische apparatuur onderbreken, zowel bij nullast als bij belasting. Bij een storing in het systeem kan de schakelaar, in combinatie met een relaisbeveiliging, de foutstroom snel onderbreken om te voorkomen dat het ongeval zich verder verspreidt.

De scheidingsschakelaar heeft geen vlamboogdovende inrichting. Hoewel de regelgeving voorschrijft dat deze mag worden gebruikt wanneer de belastingsstroom minder dan 5A bedraagt, wordt deze in de praktijk doorgaans niet onder belasting gebruikt. De scheidingsschakelaar heeft echter een eenvoudige constructie en de bedrijfsstatus is in één oogopslag af te lezen aan het uiterlijk. Tijdens onderhoud is er een duidelijk scheidingspunt.

Een stroomonderbreker wordt in gebruik "schakelaar" genoemd, een scheidingsschakelaar wordt in gebruik "mesrem" genoemd; beide worden vaak in combinatie gebruikt. De verschillen tussen een hoogspanningsstroomonderbreker en een scheidingsschakelaar zijn als volgt:

1) De hoogspanningslastschakelaar kan onder belasting worden onderbroken, met een zelfdovende vlamboogfunctie, maar het uitschakelvermogen is zeer klein en beperkt.

2) Een hoogspanningsscheidingsschakelaar heeft over het algemeen geen lastonderbrekingsfunctie en geen vlamboogbeveiliging. Er bestaan ​​wel hoogspanningsscheidingsschakelaars die de last kunnen onderbreken, maar de constructie daarvan is anders en relatief eenvoudiger.

3) Een hoogspanningslastschakelaar en een hoogspanningsscheidingsschakelaar kunnen een duidelijk breekpunt vormen. De meeste hoogspanningsschakelaars hebben geen scheidingsfunctie, maar een klein aantal heeft die wel.

4) De hoogspanningsscheidingsschakelaar heeft geen beveiligingsfunctie; de ​​beveiliging van de hoogspanningslastschakelaar bestaat doorgaans uit een zekering, die alleen snelle uitschakeling en overstroombeveiliging biedt.

5) De uitschakelcapaciteit van hoogspanningsschakelaars kan tijdens het productieproces zeer hoog zijn. De beveiliging is hoofdzakelijk gebaseerd op de stroomtransformator met secundaire apparatuur. Deze kan functies bieden zoals kortsluitbeveiliging, overbelastingsbeveiliging en lekstroombeveiliging.

Classificatie van schakelmechanismen

1. Classificatie van schakelmechanismen

We zien nu dat schakelaars over het algemeen worden onderverdeeld in typen met meer olie (oudere modellen, die we nu bijna niet meer zien), minder olie (sommige gebruikersstations nog steeds), SF6, vacuüm, GIS (gecombineerde elektrische apparaten) en andere typen. Dit heeft allemaal te maken met het vonkvormende medium van de schakelaar. Voor ons is het werkingsmechanisme van de schakelaar van secundair, maar nauw verwant.

Het mechanisme kan worden onderverdeeld in elektromagnetische bedieningsmechanismen (relatief oud, over het algemeen gebruikt in olie- of oliearme stroomonderbrekers); veermechanismen (momenteel het meest voorkomend, SF6-, vacuüm- en GIS-stroomonderbrekers zijn hier doorgaans mee uitgerust); en een nieuw type permanente magneetbediening dat onlangs door ABB is geïntroduceerd (zoals de VM1 vacuümstroomonderbreker).

2. Elektromagnetisch bedieningsmechanisme

Het elektromagnetische bedieningsmechanisme is volledig afhankelijk van de elektromagnetische aantrekkingskracht die wordt opgewekt door de sluitstroom die door de sluitspoel loopt om de uitschakelveer te sluiten en aan te drukken. De uitschakeling is hoofdzakelijk afhankelijk van de energie die de uitschakelveer levert.

Daarom is de uitschakelstroom bij dit type bedieningsmechanisme klein, maar de sluitstroom zeer groot, die op een bepaald moment meer dan 100 ampère kan bedragen.

Daarom moet het gelijkstroomsysteem van het onderstation de bus openen en sluiten om deze te regelen. De sluitmodule levert de benodigde stroom voor het sluiten, en de regelmodule levert de stroom aan de regelkring.

De sluitbus is rechtstreeks op het accupakket aangesloten. De sluitspanning is gelijk aan de spanning van het accupakket (doorgaans ongeveer 240V). Door het ontladingseffect van de accu wordt een grote stroom geleverd tijdens het sluiten, waardoor de spanning zeer abrupt daalt. De stuurbus is via een siliciumchip-step-down-transformator met de moedercel verbonden (doorgaans aangestuurd op 220V). Het sluiten heeft geen invloed op de stabiliteit van de stuurbusspanning. Omdat de sluitstroom van het elektromagnetische bedieningsmechanisme erg groot is, loopt het beveiligingscircuit niet rechtstreeks via de sluitspoel, maar via de sluitcontactor. Het uitschakelcircuit is rechtstreeks op de uitschakelspoel aangesloten.

De sluitspoel van een contactor is over het algemeen van het spanningstype, met een hoge weerstandswaarde (enkele kΩ). Wanneer de beveiliging op dit circuit is afgestemd, moet erop gelet worden dat de sluiting correct verloopt om een ​​normale start te garanderen. Dit is echter geen probleem, aangezien de uitschakeling de TBJ (Threshold Breakdown) in stand houdt en een normale start mogelijk maakt, waardoor de anti-sprongfunctie behouden blijft. Dit type mechanisme heeft een lange sluittijd (120 ms tot 200 ms) en een korte openingstijd (60 tot 80 ms).

3. Veermechanisme

Dit type mechanisme is momenteel het meest gebruikte. Het sluiten en openen ervan is afhankelijk van de energie die de veer levert. De springsluitspoel levert alleen de energie om de veerpositioneringspen naar buiten te trekken, waardoor de springsluitstroom over het algemeen niet groot is. De opgeslagen energie van de veer wordt gecomprimeerd door de energieopslagmotor.

Spring energieopslagoperator secundaire lus

Bij een elastisch bedieningsmechanisme levert de sluitbus voornamelijk stroom aan de energieopslagmotor. De stroomsterkte is niet groot, waardoor er weinig verschil is tussen de sluitbus en de stuurbus. De beveiliging is in goede orde en hoeft over het algemeen niet specifiek op de juiste plaats te worden afgestemd.

4. Operator van permanente magneten

De permanentmagneetaandrijving is een mechanisme dat ABB op de binnenlandse markt heeft toegepast, voor het eerst in de VM1 10kV vacuümschakelaar.

Het principe is grofweg vergelijkbaar met het elektromagnetische type: de aandrijfas is gemaakt van permanent magneetmateriaal, met daar omheen een elektromagnetische spoel met permanente magneten.

Onder normale omstandigheden is de elektromagnetische spoel niet geladen. Wanneer de schakelaar wordt geopend of gesloten, gebeurt dit door de polariteit van de spoel te veranderen met behulp van het principe van magnetische aantrekking of afstoting.

Hoewel deze stroom niet gering is, wordt de stroom van de schakelaar "opgeslagen" door een condensator met een grote capaciteit, die wordt ontladen om tijdens bedrijf een grote stroom te leveren.

De voordelen van dit mechanisme zijn het kleine formaat en het geringe aantal mechanische onderdelen, waardoor de betrouwbaarheid beter is dan bij een elastisch bedieningsmechanisme.

In combinatie met ons beveiligingsapparaat stuurt onze uitschakellus een solid-state relais met hoge weerstand aan, dat feitelijk een activeringspuls van ons nodig heeft.

Daarom kan de schakelaar, die de lus in stand houdt, zeker niet worden gestart, en zal de beveiliging tegen overbrugging niet worden geactiveerd (het mechanisme zelf met overbrugging).

Het is echter belangrijk op te merken dat, vanwege de hoge bedrijfsspanning van het solid-state relais, de conventionele negatieve TW-aansluiting niet in werking treedt, maar wel kan leiden tot een te hoge partiële spanning waardoor het positierelais niet opstart.

1. Bovenste isolatiecilinder (met vacuümboogdovende kamer)

2. Laat de isolatiecilinder zakken

3. Handmatige openingshendel

4. Chassis (ingebouwd permanent magneet-bedieningsmechanisme)

Spanningstransformator

6. Op het nippertje.

7. Stroomtransformator

8. Online

Deze situatie, zoals die zich in de praktijk voordeed, wordt specifiek geanalyseerd en verwerkt in het gedeelte over debuggen, waar een gedetailleerde beschrijving te vinden is.

Er zijn ook producten met een permanent magneetmechanisme verkrijgbaar in China, maar de kwaliteit was voorheen niet helemaal op peil. De laatste jaren is de kwaliteit echter geleidelijk verbeterd. Gezien de kosten hebben de binnenlandse permanent magneetmechanismen over het algemeen geen condensator en wordt de stroom rechtstreeks via de schakelbus geleverd.

Ons bedieningsmechanisme wordt aangestuurd door een aan/uit-schakelaar (meestal een stroomschakelaar), waarmee doorgaans een vasthoud- en anti-sprongfunctie kan worden ingeschakeld.

5.FS-type “switch” en andere

Wat we hierboven hebben genoemd, zijn stroomonderbrekers (ook wel schakelaars genoemd), maar in de energiecentralebouw kunnen we ook wel FS-schakelaars tegenkomen. FS-schakelaar is eigenlijk een afkorting van lastschakelaar + snelle zekering.

Omdat de schakelaar duurder is, wordt dit FS-circuit gebruikt om kosten te besparen. De normale stroom wordt onderbroken door de lastschakelaar en de foutstroom wordt onderbroken door de snelzekering.

Dit type circuit komt veel voor in 6kV-krachtcentrales. Beveiliging in combinatie met een dergelijk circuit is vaak nodig om uitschakeling te voorkomen of om snelle verwijdering van de smeltstroom mogelijk te maken door middel van vertraging wanneer de foutstroom groter is dan de toelaatbare uitschakelstroom van de lastschakelaar. Sommige gebruikers van een krachtcentrale willen mogelijk geen beveiliging van een vasthoudlus.

Door de slechte kwaliteit van de schakelaar kan het hulpcontact niet op zijn plaats zitten. Zodra het circuit is ingeschakeld, moet het afhankelijk zijn van het hulpcontact van de stroomonderbreker om te openen voordat het terugkeert. Anders wordt de overbruggingsstroom toegevoegd aan de overbruggingsspoel totdat deze doorbrandt.

De overbruggingsspoel is ontworpen om slechts kortstondig onder spanning te staan. Als er gedurende langere tijd stroom op wordt gezet, kan deze gemakkelijk doorbranden. We willen absoluut een vasthoudlus hebben, anders kunnen de beschermingscontacten gemakkelijk doorbranden.

Uiteraard kan de bevestigingslus ook worden verwijderd als de gebruiker dat wenst. De eenvoudigste methode is doorgaans om de draad op de printplaat door te knippen die het normaal open contact van het relais verbindt met de positieve stuuraansluiting.

Tijdens het debuggen moet erop gelet worden dat de positie-indicator uitgaat als de schakelaar aan en uit wordt gezet (met uitzondering van het geval dat de veer geen energie opslaat; in dat geval geeft het paneel een alarmmelding dat de veer geen energie opslaat). Schakel de stroomtoevoer onmiddellijk uit om te voorkomen dat de schakelspoel doorbrandt. Dit is een basisprincipe om ter plekke in acht te nemen.