Распределительное устройство с элегазовой изоляцией ZX0 МЭК

Рисунок 1. Габаритный чертеж секции КРУ UniGear ZX0.

Распределительное устройство с элегазовой изоляцией IEC ZX0 - это очень компактное распределительное устройство в блочном исполнении

ZX0 является частью успешного семейства закрытых распределительных устройств с элегазовой изоляцией ZX компании АББ для первичного распределительного уровня. Это трехфазное изолированное дугостойкое распределительное устройство в блочном исполнении.

Газовый баллон постоянно защищает все находящиеся внутри детали, находящиеся под высоким напряжением, от воздействия окружающей среды, в результате чего распределительное устройство практически не требует технического обслуживания.

Конструкция с доступом только спереди позволяет экономить место на стене или вплотную друг к другу, что идеально подходит для применения в строительстве и на шельфе, где недвижимость является премиальной.
Все панели проходят стандартные испытания и заполняются газом на заводе. Поэтому нет необходимости в газовых работах на месте.

Преимущества:

• занимает мало места;
• высоковольтные детали, не требующие обслуживания;
• оптимизированная стоимость срока эксплуатации;
• дугоустойчивая конструкция (AFL(R));
• одинарная шина;
• передний доступ;
• доступны выключатели нагрузки и разные комбинации предохранителей;
• система концевой заделки кабеля с внешним конусом;
• не требует вентилятора охлаждения.

Область применения

КРУ ZX0 компании ABB нашло свое применение в следующих сферах:

• Предприятия энергоснабжения:
  • электростанции;
  • трансформаторные подстанции;
  • распределительные подстанции.
• Промышленность:
  • сталелитейные заводы;
  • производство бумаги;
  • цементная промышленность;
  • текстильная промышленность;
  • химическая промышленность;
  • пищевая промышленность;
  • автомобилестроение;
  • петрохимия;
  • сырьевая промышленность;
  • трубопроводы;
  • металлургические заводы;
  • прокатные цеха • горная промышленность.
• Морские сооружения и суда:
  • платформы;
  • плавучие буровые краны;
  • прибрежные сооружения;
  • вспомогательные суда;
  • пассажирские суда;
  • контейнерные суда;
  • танкеры;
  • суда для прокладки трасс;
  • паромы.
• Транспорт:
  • аэропорты;
  • портовые сооружения;
  • железная дорога;
  • метрополитен.
• Сфера услуг:
  • супермаркеты;
  • торговые центры;
  • больницы.

Согласно правилам VDE 0670, часть 1000 «Общие положения для высоковольтной распределительной аппаратуры» или согласно публикации 60694 IEC со следующими предельными значениями:

1. Окружающая температура:
   • максимальное значение + 40 °C ;
   • максимальное среднее значение за 24 часа + 35 °C;
   • минимальное значение (в соответствии с классом «внутреннее помещение минус 25») – 25 °C.
2. По влажности воздуха действуют следующие условия:
   • среднее значение измеренной в течение 24 часов относительной влажности воздуха не превышает 95%;
   • среднее значение измеренной в течение одного месяца часов относительной влажности воздуха не превышает 90%.
3. Высота монтажа: ≤1000 м над уровнем моря.
4. Окружающий воздух:
   • окружающий воздух не должен быть сильно загрязнен пылью, дымом, коррозионноактивными или легковоспламеняющимися газами, а также солью.

Основные параметры

Описание

При разработке распределительных ячеек ZX0 использованы современные по уровню техники компоненты и концепции распределительного оборудования нового поколения.

Конструкция и оборудование распределительных ячеек

Распределительные ячейки ZX0 в герметичном металлическом корпусе полностью заземлены, за счет чего обеспечивается защита при прикосновении к корпусу ячейки, изготовленному посредством лазерной сварки и резки. Герметичные корпуса из высококачественной стали и изоляционный газ надежно защищают все токоведущие детали в зоне высокого напряжения от загрязнения, влаги воздуха, посторонних веществ и прочих отрицательных воздействий.

Модульная конструкция позволяет сравнительно простым способом оборудовать все обычно требующиеся варианты распределительных ячеек. При этом учитываются также различные варианты подключения, например, многожильным кабелем.

800 А

1250 А

1. Газонаполненный модуль панели
2. Отсек для подключения кабеля
3. Низковольтный отсек
4. Отсек для сброса давления

Рисунок 2. Ячейки ZX0 с автоматическим выключателем (пример конфигурации).

Конструкция устройства:

• модули ячеек заполнены элегазом, обеспечивающим изоляцию и дугогашение;
• изоляционные критерии соответствуют требованиям vde и iec, лист 2;
• 1 – 6 распределительных ячеек образуют комплектный блок;
• для каждого блока предусмотрена декомпрессионная пластина;
• рессионная пластина
• разгрузка давления в заземляющей ячейке сборной шины, измерительной ячейке и ячейке с вертикальными сборными шинами не производится;
• блоки устройства соединяются посредством штекерных разъемов сборных шин;
• возможность поперечного монтажа отсутствует.

Пол помещения распределительного устройства:

• блок распределительного устройства может быть установлен непосредственно на полу помещения или на стальной напольной раме;
• вмонтированная в бесшовный пол стальная рама является более предпочтительным решением с учетом возможного расширения устройства;
• если устройство состоит из нескольких блоков, то напольная рама является необходимой;
• для установки на промежуточный пол дополнительная напольная рама не требуется.

Декомпрессия:

• в случае помеховых дуговых разрядов возможен подъем давления в помещении распределительного устройства. это должно быть учтено при проектировании с обеспечением защиты путем расчетов;
• в случае помехового дугового разряда в отсеке кабельных подключений (2.0) сброс давления осуществляется по выбору в кабельный колодец или в декомпрессионную камеру, а оттуда как описано в помещение распределительного устройства;
• расчет давления в помещении распределительного устройства выполняется по запросу изготовителем распределительного устройства.

Варианты разгрузки давления:

• газовый блок, содержащий только ячейки длиной 400 мм (Давление в случае помехового дугового разряда в модуле ячейки, являющемся компонентом блока устройства, отводится непосредственно через декомпрессионную пластину в декомпрессионную камеру. Оттуда давление сбрасывается через стенку из просечновытяжного металлического листа с задней стороны камеры разгрузки давления в помещение распределительного устройства или по выбору в расположенный под ним кабельный колодец);
• газовый блок, содержащий только ячейки длиной 600 мм (Давление в случае помехового дугового разряда в модуле ячейки отводится через декомпрессионную пластину на задней стенке одного из модулей назад в помещение распределительного устройства. данное направление разгрузки давления назад в помещение распределительного устройства используется также при наличии отдельных ячеек длиной 400 мм);
• газовый блок, содержащий ячейки длиной 400 мм и 600 мм (Сброс давления осуществляется в зависимости от конструкции устройства через ячейку шириной 400 мм или 600 мм, а оттуда как описано выше);
• измерительные ячейки с воздушной изоляцией (Сброс давления осуществляется через декомпрессионную заслонку вверх в помещение распределительного устройства).

Газовая система распределительных ячеек/распределительного устройства

За счет герметично закрытого корпуса распределительных ячеек и заполнения его сухим изоляционным газом во всем активном первичном контуре обеспечиваются постоянно одинаковые атмосферные условия.

Давление наполнения отдельных газовых камер контролируется датчиками концентрации:

• в случае, если давление станет ниже уровня предупредительного сигнала давления изоляции (нижнее рабочее давление) одной из газовых камер, подается сигнал в результате потери давления;
• если в результате внутреннегопомехового дугового разряда и, соответственно, высокого тока произойдет резкий рост давления, то можно посредством блока защиты и управления REF542 plus выключить устройства электропитания и последовательные соединения (в случае использования силовых выключателей).

В модулях ячеек находятся пакеты с осушителем.

800 А, ширина панели 400 мм

1250 А, ширина панели 600 мм

1. 1.0 Панельный модуль (корпус)
2. 1.1 Полюс автоматического выключателя
3. 1.2 Механизм автоматического выключателя
4. 1.3 Внешний конус
5. 1.6 Гнездо для трансформатора напряжения
6. 1.7 Система изоляции трансформатора напряжения
7. 1.8a Трансформатор напряжения выкатного типа
8. 1.8b Трансформатор напряжения стационарного типа
9. 1.9 Трансформатор тока
10. 1.10 Датчик плотности газа
11. 1.11 Газонаполнительный клапан
12. 1.13 Диск сброса давления
13. 1.14 Монтажная пластина
14. 2.1 Шинная система
15. 2.3 Трехпозиционный разъединитель
16. 2.4a Привод трехпозиционного разъединителя с ручным управлением
17. 2.4b Привод трехпозиционного разъединителя с моторным приводом

Рисунок 3. Панельный модуль с автоматическим выключателем.

Ячейка силового выключателя

Вакуумный силовой выключатель кроме функций включения и выключения, а также отключения при коротком замыкании выполняет в комбинации с трехпозиционными переключателями также функцию заземления. При этом трехпозиционный переключатель подготавливает без тока соединение с землей. Само заземление выполняется силовым выключателем. Преимущество данной интеграции функций заключается в том, что силовой выключатель работает в качестве заземлителя более качественно, чем любой другой переключатель заземления.

Полюса силового выключателя встроены горизонтально в модуль ячейки. Привод силового выключателя расположен вне газовой камеры, что облегчает доступ к нему. Он соединен посредством расположенной в газоизолированном канале тяги с полюсами выключателя.

Трехпозиционный переключатель, тип UX0- MT, представляет собой рубильник. В зависимости от заказа переключатель может иметь механический или ручной привод. Переключатель не является подпружиненным, т.е. переключение зависит от скорости приведения в действие.

Переключатель имеет 3 рабочих положения:

• соединение сборных шин;
• разъединение;
• соединение с заземляющим контактом.

Эти три положения переключателя однозначно задаются механикой привода. Активные элементы переключателя находятся в газоизолированной камере, а приводной блок расположен в аппаратном шкафу с возможностью доступа.

Трехпозиционный переключатель, тип UX0-ST, представляет собой тяговый переключатель. В зависимости от заказа переключатель может иметь механический или ручной привод. Переключатель не является подпружиненным, т.е. переключение зависит от скорости вращения двигателя.

Переключатель имеет 3 рабочих положения:

• соединение сборных шин;
• разъединение;
• соединение с заземляющим контактом.

Эти три положения переключателя однозначно задаются механикой привода. Активные элементы переключателя находятся в газоизолированной камере, а приводной блок расположен в аппаратном шкафу с возможностью доступа.

630 А

до 80 А

1. 1.0 Панельный модуль (корпус)
2. 1.3 Внешний конус
3. 1.10 Датчик плотности газа
4. 1.11 Газонаполнительный клапан
5. 1.13 Диск сброса давления
6. 1.15 Трехпозиционный выключатель-разъединитель
7. 1.16 Привод трехпозиционного выключателя-разъединителя
8. 1.17 Блок предохранителей
9. 1.18 Заземлитель
10. 2.1 Шинная система

Рисунок 4. Панельный модуль с выключателем-разъединителем.

Ячейки выключателей нагрузки

Трехпозиционный выключатель нагрузки представляет собой рубильник. Он имеет пружинный привод, оборудованный спиральной пружиной. Тем самым, скорость переключения не зависит от работы привода. Привод расположен вне газоизолированной камеры в аппаратном шкафу с возможностью свободного доступа.

Активные элементы переключателя находятся в газоизолированной камере. Для отключения токов нагрузки на контакте сборной шины имеется дугогасительное устройство. Это устройство состоит из охлаждающих щитков, делящих электрическую дугу на отдельные, последовательно соединенные между собой короткие дуги. За счет охлаждения электрическая дуга быстро гаснет в режиме нулевого тока.

Трехпозиционный выключатель нагрузки выполняет три функции:

• соединение сборных шин;
• разъединение;
• заземление.

Эти три положения переключателя однозначно задаются механикой привода. Разъединение осуществляется в среднем положении. В крайних положениях – разъединитель ВКЛ и заземлитель ВКЛ – подпружиненный элемент переключателя достигает неподвижных контактов.

В зависимости от заказа выключатель нагрузки может иметь механический или ручной привод. Переключатель заземления всегда задействуется вручную. Переключатель заземления фиксируется при включении.

Ячейка выключателя нагрузки с предохранителями содержит выключатель нагрузки, HH-предохранители, дополнительный переключатель заземления (переключатель заземления кабелей), а также соответствующий пусковой и блокирующий рычажный механизм.

Датчики регистрируют реальные рабочие состояния. Последующая обработка этой информации осуществляется комбинированным блоком REF542.

В распределительных ячейках ZX0 используются следующие датчики (кроме ячеек с ручным приводом аппаратуры):

• датчики для контроля герметичности изоляционного газа;
• датчики для регистрации положений силового выключателя и трехпозиционного переключателя;
• датчик для регистрации напряженного состояния пружинного аккумулятора силового выключателя.

a) 800 А

b) 1250 А

c) Ячейка выключателя нагрузки

1. 1.0 Панельный модуль
2. 1.1 Полюс автоматического выключателя
3. 1.2 Привод автоматического выключателя
4. 1.3 Внешний конус
5. 1.5 Измерительные гнезда для емкостной системы индикации напряжения
6. 1.7 Система изоляции трансформатора напряжения
7. 1.8 Стационарный трансформатор напряжения
8. 1.9 Трансформатор тока
9. 1.13 Диск сброса давления
10. 1.15 Трехпозиционный выключатель-разъединитель
11. 1.16 Механизм трехпозиционного выключателя-разъединителя
12. 2.1 Шинная система
13. 2.3a Трехпозиционный разъединитель (рубильник UX0-MT)
14. 2.3б Разъединитель трехпозиционный (стержневой выключатель УХ0-СТ)
15. 2.4a Трехпозиционный разъединитель с ручным управлением
16. 2.4b Механизм трехпозиционного разъединителя с моторным приводом
17. 3.0 Кабельный отсек
18. 3.1 Кабельный разъем
19. 3.2 Кабель высокого напряжения
20. 3.3 Крепление кабеля
21. 3.5 Основная заземляющая шина
22. 4.0 Отсек сброса давления
23. 6.0 Отсек низкого напряжения
24. 6.1 Центральный блок комбинированного устройства защиты и управления
25. 6.2 Человеко-машинный интерфейс комбинированного устройства защиты и управления

Рисунок 5. Панель автоматического выключателя (a, b) и выключателя нагрузки(c).