Was sind die Hauptfunktionen eines Hochspannungs-Leistungsschalters?

Hochspannungs-Vakuum-Leistungsschalter sind die wichtigsten elektrischen Steuer- und Schutzgeräte in Mittel--- und Hoch--Spannungssystemen (typischerweise 3 kV bis 40,5 kV). Ihre Kernfunktionen lassen sich als „Steuerung“ und „Schutz“ zusammenfassen, das heißt, sie fungieren im normalen Systembetrieb als zuverlässige Schalter und fungieren als empfindliche Schutzgeräte, um schnell auf Systemfehler zu reagieren.

* Steuerfunktion (Betrieb unter normalen Betriebsbedingungen)

* Geplantes Schalten: Basierend auf den Anforderungen des Betriebs oder der Wartung des Stromnetzes werden Stromleitungen, Transformatoren, Kondensatorbänke, Motoren und andere elektrische Geräte im Leerlauf oder unter normalen Laststrombedingungen sicher verbunden oder getrennt. Zum Beispiel geplante Stromausfälle oder Wiederherstellungen einer Leitung.

* Schaltvorgänge: Führt eine Reihe von Schalteröffnungs- und -schließvorgängen aus, wenn der Betriebsmodus des Systems geändert wird.

* Schutzfunktion (automatische Auslösung unter Fehlerbedingungen)

Dies ist seine wichtigste Funktion. Es wird automatisch durch Relaisschutzgeräte ausgelöst und fungiert als „letzte mechanische Verteidigungslinie“ für das Stromnetz.

Unterbrechung durch Kurzschlussfehler: Wenn in einer Leitung oder einem Gerät ein Kurzschlussfehler (z. B. ein Phasenfehler oder ein Erdschlussfehler) auftritt, kann ein Fehlerstrom von bis zu mehreren Zehntausend Ampere erzeugt werden. Der Leistungsschalter muss innerhalb von zehn Millisekunden (normalerweise 2-3 Zyklen, d. h. 40-60 ms) schnell abschalten, den erzeugten großen Lichtbogen zwangsweise löschen, den fehlerhaften Abschnitt vollständig vom Stromnetz isolieren, die Ausbreitung des Fehlers verhindern und vorgeschaltete Stromquellen und andere gesunde Geräte vor Schäden durch enorme elektrodynamische und thermische Effekte schützen.

Überlaststromunterbrechung: Wenn der Laststrom über einen längeren Zeitraum den zulässigen Wert des Geräts oder der Leitung überschreitet, löst der Überlastschutz den Leistungsschalter aus, um Überhitzung und Isolationsschäden zu verhindern.

Selektive Auslösung in Verbindung mit Relaisschutz: Moderne Stromnetze verfügen über einen mehrstufigen Schutz. Vakuum-Leistungsschalter können sich präzise mit vor- und nachgeschalteten Schutzgeräten koordinieren, um sicherzustellen, dass nur der Leistungsschalter, der der Fehlerstelle am nächsten liegt, getrennt wird. Dadurch wird der Fehlerisolationsbereich minimiert und die Kontinuität der Stromversorgung in nicht fehlerhaften Bereichen maximiert.

Der Hauptgrund dafür, dass Vakuum-Leistungsschalter die oben genannten Aufgaben effizient und zuverlässig erfüllen können, liegt in der Vakuum-Schaltkammer, die sie verwenden.

Ultra-hohe Isolierung und Lichtbogenlöschmedium: Die Lichtbogenlöschkammer hält ein extrem hohes Vakuum (unter 10⁻⁴ Pa) aufrecht, was zu äußerst seltenen Gasmolekülen führt. Vakuum verfügt über eine extrem hohe Isolationsfestigkeit (die weit über der von Luft und SF₆-Gas liegt) und das durch den Lichtbogen erzeugte Metalldampfplasma diffundiert und rekombiniert mit extrem hoher Geschwindigkeit (Mikrosekunden), nachdem der Strom den Nullpunkt durchquert hat, wodurch eine „Nullstrom“-Lichtbogenlöschung erreicht wird.

Hauptvorteile:

Hohes Ausschaltvermögen: Kann Kurzschlussströme, kapazitive Ströme (wie Kabel und Kondensatorbänke) und induktive Ströme (wie Motoren und Transformatoren) schnell und zuverlässig unterbrechen.

Lange Lebensdauer: Die Kontakte oxidieren im Vakuum nicht so leicht und die Lichtbogenerosion der Kontakte ist minimal. Die elektrische und mechanische Lebensdauer (typischerweise 10.000-20.000 Betätigungen) ist weitaus länger als die von ölfreien oder ölgefüllten Leistungsschaltern.

Sicher und umweltfreundlich: Das Medium ist Vakuum, wodurch die Gefahr von Bränden und Explosionen ausgeschlossen ist und keine giftigen Gase (z. B. SF₆-Zersetzungsprodukte) entstehen, was es zu einem umweltfreundlichen Gerät macht.

Einfache Wartung: Die Lichtbogenlöschkammer ist eine vollständig versiegelte, nicht{1}}entfernbare Struktur, die praktisch keine Wartung erfordert und zu niedrigen Betriebskosten führt.

Erzeugungsseite: Wird in Kraftwerksstromsystemen als Hilfsausrüstung zur Steuerung der Generatorausgänge verwendet.

Übertragungs- und Transformationsseite: Dient als 10-kV-/35-kV-Abgangsschalter in Umspannwerken und bildet das Rückgrat des Verteilungsnetzes. Wird häufig auch auf der Mittelspannungsseite von Haupttransformatoren verwendet.

Verteilungsseite: Wird als Eingangs- und Ausgangsschalter in Schaltstationen, Ringhaupteinheiten und Verteilerräumen verwendet, um Segmentierung, Verbindung und Benutzerzugriff im Verteilungsnetzwerk zu erreichen.

Benutzerseite: Dient als wichtigstes Umspannwerk oder Verteilungszentrum in großen Industrie- und Bergbauunternehmen, Hochhäusern und Infrastruktur (z. B. U-Bahnen und Flughäfen) und fungiert als Kern für den Stromempfang sowie den Schutz und die Steuerung der internen Stromverteilung.

Spezielle Laststeuerung: Aufgrund seiner langen Lebensdauer und Betriebsfestigkeit besonders geeignet für Anwendungen mit häufigem Betrieb, wie z. B. das Schalten von Lichtbogenöfen und Hochspannungsmotoren in der metallurgischen und chemischen Industrie.

Zusammenfassung: Hochspannungs-Vakuum-Leistungsschalter sind die zentrale physische Ausführungseinheit für die Automatisierung und Sicherheit in modernen Energiesystemen. Mithilfe der Vakuum-Lichtbogen-Löschtechnologie erreicht es eine schnelle, zuverlässige, sichere und umweltfreundliche Unterbrechung des Stromkreises und ist damit ein wichtiges Grundgerät für die Gewährleistung eines sicheren Betriebs, Fehlerisolierung, Wiederherstellung der Stromversorgung und Automatisierung des Stromnetzes. Seine weit verbreitete Anwendung stellt eine wichtige technologische Richtung dar, um alternde Öl-Leistungsschalter zu ersetzen und den SF₆-Gasverbrauch zu reduzieren.

ZW7-40.5 Vakuum-Leistungsschalter für den Außenbereich mit externem Stromwandler(im Folgenden als „mit CT“ bezeichnet) ist ein dreiphasiges Mittelspannungsgerät mit Wechselstrom, 50 Hz und 40,5 kV. Es kann zum Ein- und Ausschalten von Lastströmen, Überlastströmen und Kurzschlussströmen verwendet werden. Das Produkt zeichnet sich durch eine rationelle Struktur und einfache Wartung aus. Es ist optional mit Stromwandlern erhältlich und ermöglicht so mehrere Variationen und Wicklungen, um den Anforderungen für Messung, Messung und Schutz gerecht zu werden.