Вакуумные выключатели HVX - Коммутационные режимы

Коммутационные режимы, применение

Все выключатели HVX могут оснащаться системой повторного включения (KU)

Режим работы

В случае короткого замыкания, по истечении заданного времени срабатывания, реле максимального тока выдает импульс на шунтирующий размыкающий расцепитель и выключатель переходит в положение OFF.
По истечении заданного времени простоя, команда на включение ON выдается на шунтирующий замыкающий расцепитель через элемент замыкающего контакта реле повторного включения.
Если короткое замыкание продолжается, реле максимального тока отдает повторную команду OFF и выключатель перемещается в постоянное положение OFF. Реле повторного включения не выдает повторной команды на включение ON.

Номинальная рабочая последовательность

В Включение (ON) при номинальном токе КЗ при включении В' Включение (ON) при номинальном токе О Отключение (OFF) при номинальном токе отключения КЗ

Применение
Номинальный ток отключения КЗ и токи при неполной нагрузке
Для определения коммутационной способности различных типов выключателей, были проведены всесторонние коммутационные испытания на испытательных стендах с большой пропускной способностью в Германии и за границей. Целью испытаний являлась не только регистрация, при помощи осциллографов, тока отключения и восстанавливающегося напряжения, но также определение других основных физических параметров, таких как мощность дуги, напряжение дуги и составление схем с временными характеристиками. Полученная информация открыла доступ к дальнейшим разработкам по оптимизации габаритных параметров и по усовершенствованию технических характеристик.

АА' ВВ' Кривые тока ВХ Линия начала отсчета
СС Мгновенное значение постоянной
составляющей тока
DD Мгновенное среднеквадратическое
значение переменной составляющей тока, определенной
ЕЕ Время разделения контактов
(начало дуги)
Ьис Ток при включении
|ДС Максимальное значение переменной
составляющей тока за время ЕЕ'
Процентное значение постоянной составляющей тока

Процентное значение постоянной составляющей тока для временной постянной 45 мс (нормальный режим)
Несимметричные токи отключения
Если разъединение контактов в случае короткого замыкания в выключателе происходит в фазе затухания постоянной составляющей начального симметрического тока КЗ, коммутационное устройство должно выдерживать ток, пиковое значение которого увеличено на значение постоянной составляющей, как показано на схемах слева.
Переменные токи с постоянной составляющей воздействуют с большей нагрузкой на вакуумные камеры. В рамках специальных испытаний была доказана пригодность для данного вида использования выключателей с коротким временем размыкания.
Автоматическое повторное включение (АПВ)

Блок-схема силовых испытаний
В основе большинства повреждений в системе лежат короткие замыкания, вызванные эффектом дуги на воздушных ЛЭП вследствие воздействия гроз, ураганов или животных и т.д. Подобные повреждения носят, в основном, переходящий характер и после отключения тока короткого замыкания, происходит быстрое восстановление электрической прочности, что позволяет возобновить работу системы после простоя от 0.2 до 0.3 секунд.
Наши коммутационные устройства обеспечивают такое короткое время простоя между отключением и включением, что работа системы фактически не нарушается. Если короткое замыкание продолжается при включении системы, то происходит последующее отключение с целью окончательного устранения замыкания.
Вследствие использования вакуума в качестве изоляционного материала, вакуумный выключатель позволяет выполнять значительно большее количество переключений в быстрой последовательности, по сравнению со всеми другими коммутационными принципами, которые используются в настоящее время. Таким образом, последовательность переключений, используемая за границей, например: О - 0.3 с - ВО - 15 с - ВО - 15 с - ВО -15с- ВО (наиболее сложная последовательность коммутационных циклов согласно стандарту ANSI С37) также обеспечивается без каких-либо проблем при наличии высоких токов КЗ и ее выполнение возможно даже несколько раз подряд.

Коммутация кабельных и воздушных линий без нагрузки
В случае короткого замыкания на землю, система с изолированной нейтралью изменяет в 1.4 раза фазовое восстанавливающееся напряжение в начальной фазе гашения дуги, несмотря на физические процессы, которые, в принципе, идентичны тем, что происходят при полной мощности.

Коммутация в условиях сдвига по фазе
Условия в пределах системы, которые как правило преобладают во время сдвига фаз показаны на однополюсной блок-схеме. В этом случае, необходимо отметить наличие высокого восстанавливающегося напряжения вследствие характеристик асинхронного напряжения двух блоков питания.
Коммутация трансформаторов, работающих в режиме х.х.
Благодаря материалам, использованным в наших выключателях, усеченный ток очень незначителен (от 3 до 5 А).
Перенапряжения, которые могут возникнуть при выключении трансформаторов, работающих в режиме х.х., являются более низкими, нежели в выключателях, использующих другие принципы; таким образом, нет необходимости в дополнительных мерах по ограничению перенапряжений.
Коммутация в условиях двухфазного короткого замыкания на землю

В этом случае, максимальный ток короткого замыкания составляет л/ 3/2 от значения максимального трехфазного тока короткого замыкания.

Отключение токов короткого замыкания с очень высоким начальным нарастанием переходного восстанавливающегося напряжения
При отключении токов короткого замыкания, где короткое замыкание возникает непосредственно перед высоко-индуктивными устройствами (например трансформаторы), начальные темпы нарастания переходного восстанавливающегося напряжения могут существенно превышать значения, определенные стандартами DIN VDE 0670 или МЭК 60056. При отключении темп нарастания может составлять несколько кВ/мкс. Работа при чрезвычайно высоких темпах нарастания переходных условий является одной из отличительных особенностей вакуумного выключателя.
Коммутация двигателей и индуктивно- емкостных устройств с воздушным зазором
При отключении маломощных высоковольтных двигателей во время запуска или останова, возникают коммутационные перенапряжения вследствие однофазного размыкания, что является характерным для вакуумных выключателей. Принимая во внимание принцип работы вакуумных выключателей, независимо от типа или марки, все они требуют использования защиты от перенапряжения посредством ограничителей перенапряжения на оксиде цинка ZnO, которые специально предназначены для подобного использования.

Коммутация батарей конденсаторов

Вакуумные выключатели были разработаны специально для коммутации в емкостных цепях. Они позволяют отключать конденсаторы без повторного возникновения разряда и следовательно без перенапряжений.
При коммутации емкостных потребителей возникает проблема относительно высоких переходных значений восстанавливающегося напряжения. Электрическая прочность области гашения должна быть восстановлена немедленно после гашения емкостного тока, и достаточно быстро способствовать тому, чтобы переходное восстанавливающееся напряжение, которое является суммой напряжений постоянного тока при частоте энергосистемы и, которое остается в отключенной емкости, не стало причиной пробоя области гашения или не спровоцировало возникновение недопустимого перенапряжения у потребителей.
Если одна или несколько батарей конденсаторов подключены параллельно к заряженной батарее конденсаторов, высокочастотные переходные реакции с высокими пиковыми значениями тока произойдут между системами батарей; это может подвергнуть камеру гашения воздействию большей нагрузки, чем нагрузка тока коммутации при коротких замыканиях - это рабочее условие особенно принимается во внимание при определении размеров коммутационных камер.