Wyniki badań przeprowadzonych w II kwartale 2010 w ramach projektu „Opracowanie nowej generacji łączników dla dystrybucji energii elektrycznej średniego napięcia” Andrzej Dzierżyński, Artur Hejduk, Krzysztof Krasuski, Henryk Sibilski,

Zadanie nr 7 Przeprowadzenie badań łuku opracowanych styków w rozbieralnej komorze próżniowej Zadanie nr 9 Opracowanie napędu dla wyłączników i stycznika na 7,2 kV  

Zadanie nr 7 Opracowanie metodyki pomiarów w komorze rozbieralnej łuku dyfuzyjnego pomiędzy stykami stycznikowej komory próżniowych w warunkach wyłączania znamionowego prądu zwarciowego Zadanie nr 9 Opracowanie napędu dla wyłączników i stycznika na 7,2 kV 

Opracowanie metodyki pomiarów w komorze rozbieralnej łuku dyfuzyjnego pomiędzy stykami stycznikowej komory próżniowych w warunkach wyłączania znamionowego prądu zwarciowego

Oznaczenia: C1, C2, Z1, Z2 – Kondensatory służące do zasilania napędu styku ruchomego na załączanie i wyłączania, U3 , U1, U2 napięcia cewek załączającej i wyłączającej styki badane w rozbieralnej komorze próżniowej, U4 – rejestracja ruchu styków, I2 – bocznik do pomiaru prądu w cewce załączającej.

Rys. 2 Obwód probierczy zasilany z baterii kondensatorów Oznaczenia : Dz – dzielnik napięcia Ob – rozbieralna komora próżniowa Co , Ro – zespół do regulacji składowej przejściowej napięcia powrotnego C – bateria kondensatorów L – indukcyjność obwodu napięciowego

Pojemność baterii kondensatorów dla U = 35 kVm

Przy 4 dławikach 45 mF połączonych równolegle częstotliwość własna: Pojemność baterii kondensatorów dla U = 35 kVm Przy 4 dławikach 45 mF połączonych równolegle częstotliwość własna: Przy zmniejszonej pojemności baterii można uzyskać większą częstotliwość prądu zwarciowego. Maksymalny prąd zwarciowy można obliczyć z zależności:

Rys. 4 – Schemat układu probierczego zasilanego z generatora zwarciowego 2500 MVA MB MS PT - Generator -Wyłącznik bezpieczeństwa - Załączniki zwarciowe - Transformator TO L R, Rg - Obiekt badany - Dławiki - Rezystory S UZ - Pomiar prądu, - Pomiar napięcia

Parametry zasilania Moc [MVA] 2500 Napięcie [ kV ] 12 Prąd spodziewany (rms) [ kA ] 5 – 25 Impedancja [ Ω ] 0.014-0,84 Częstotliwość [ Hz ] 50 Współczynnik mocy 0,1 Układ 1-fazowy Punkt neutralny Uziemiony

Opracowanie napędu dla wyłączników i stycznika na 7,2 kV

Szkic wymiarowy napędu stycznika 7,2 kV Parametry stycznika: Skok styków 6 mm Docisk sprężyny stykowej 3 mm Siła docisku styków 600-800 N Docisk styków przez ciśnienie atmosferyczne 200N Prędkość styków podczas operacji zamykania >1m/s otwierania >1 m/s Patent nr 200100 PL Szkic wymiarowy napędu stycznika 7,2 kV

Blok_23. Siła trzymania 1761 N

Blok_24. Siła trzymania 1803 N

Blok_29. Siła trzymania 1737 N

Imax=172 ,3 A, tmax=1,8 ms Imax=172 ,3 A, tmax=1,8 ms Zamykanie: Liczba zwojów z=90 Ø1,2 R=0,84  C=2,2 mF U=300 V Siły: Mieszek komory: Fm=200 N Sprężyna stykowa: F1=600 N F2=800 N Masa styku ruchomego: m1= 2 kg Masa zwory: m2= 1 kg Imax=172 ,3 A, tmax=1,8 ms Imax=172 ,3 A, tmax=1,8 ms Zamykanie: vmax = 0,73 m/s

Po zmianie kierunku prądu w cewce zamykającej: Zamykanie: Liczba zwojów z=90 Ø1,2 R=0,84  C=2,2 mF U=-300 V Siły: Mieszek komory: Fm=200 N Sprężyna stykowa: F1=600 N F2=800 N Masa styku ruchomego: m1= 2 kg Masa zwory: m2= 1 kg Imax = -170,5 A, tmax = 1,61 ms Zamykanie: Imax = -170,5 A, tmax = 1,61 ms Zamykanie: vmax = 3,2 m/s

Zamykanie: Indukcja magnetyczna dla t= 0,1 ms Zamykanie: Indukcja magnetyczna dla tmax= 1,61 ms

Otwieranie: Liczba zwojów z=90 Ø1,2 R=0,84  C=2,2 mF U=300 V Siły: Mieszek komory: Fm=200 N Sprężyna stykowa: F1=600 N F2=800 N Masa styku ruchomego: m1= 2 kg Masa zwory: m2= 1 kg Otwieranie: Imax=175,9 A, tmax = 1,8 ms Otwieranie: położenie zwory i wypadkowa siła działająca na zworę w funkcji czasu Otwieranie: prędkość styku v=1,26-1,56 m/s

Otwieranie: Indukcja magnetyczna po 0,1 ms Otwieranie: Indukcja magnetyczna po 1,8 ms

Wnioski Przez odpowiedni dobór kształtu nabiegunników elektromagnesu można osiągnąć dostatecznie dużą siłę docisku styków w stanie zamkniętym stycznika i pewną siłę blokady styków w stanie otwartym stycznika. Wstępnie przyjęto parametry cewki zamykającej i otwierającej stycznika, a także pojemność kondensatora, który dostarcza impuls przełączający. Można spodziewać się, że po optymalizacji cewki zamykającej i otwierającej będzie można dobrać mniejszy kondensator zasilający.

Dziękuje za uwagę