Instytut Tele- i Radiotechniczny Opracowanie nowej generacji łączników dla dystrybucji energii elektrycznej średniego napięcia Wykonawcy: Konsorcjum w skład którego wchodzi: Instytut Tele- i Radiotechniczny

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Fundusze Europejskie – dla rozwoju innowacyjnej gospodarki

ŚWIATOWA PRODUKCJA ŁĄCZNIKÓW NA NAPIĘCIE DO 36 kV SF6 POWIETRZNE PRÓŻNIOWE OLEJOWE

ZALETY ŁĄCZNIKÓW Z KOMORAMI PRÓŻNIOWYMI Całkowite odizolowanie łuku elektrycznego od środowiska Brak szkodliwych produktów rozkładu ośrodka gaszącego łuk Wysoka trwałość i niezawodność Małe gabaryty Małe moce napędu Cichość działania Dowolna pozycja pracy Eliminacja zabiegów konserwacyjnych

Parametry znamionowe wyłączników na napięcie 7,2kV W ramach Projektu zostanie opracowana rodzina wyłączników na napięcie znamionowe 7.2 kV Parametry znamionowe wyłączników na napięcie 7,2kV Prąd znamionowy 630 A 1250 A Prąd wyłączalny zwarciowy 12.5 kA 16 kA 25 kA Prąd załączalny zwarciowy 32 kA 40 kA 63 kA Przemienne napięcie probiercze izolacji 50Hz – 1 min. 23 kV Udarowe napięcie probiercze izolacji 1,2/50μs 70 kV Docisk styków 650 N 1000 N 2000 N

W ramach Projektu zostanie opracowany stycznik na napięcia znamionowe 7.2 kV i prąd znamionowy łączeniowy 630A o podwyższonych parametrach łączeniowych Znamionowa zdolność wyłączania w kategorii użytkowania AC-4 10 kA Znamionowa zdolność załączania w kategorii użytkowania AC-4 25 kA

PODSTAWOWE CECHY PROJEKTOWANYCH WYŁĄCZNIKÓW Napęd elektromagnesowy ze sprężyną otwierającą, wspólny dla wszystkich trzech biegunów wyłącznika; energia napędu przekazywana przez wałek napędowy i zespół sprężyn dociskających styki w komorze próżniowej tłumiących drgania styków i wspomagających otwieranie komór podczas wyłączania. Wyłączniki wyposażone w specjalny człon elektroniczny służący do sterowania załączaniem i wyłączaniem Specjalny rodzaj napędu Zastosowanie konstrukcji samogenerujacej pole magnetyczne poprzez odpowiednią konfigurację układów stykowych w celu uniknięcia niszczącego działania tzw. elektrycznego łuku skupionego, jaki tworzy się przy wyłączaniu prądów powyżej 8-10 kA Specjalnie skonstruowane próżniowe komory gaszeniowe

PROBLEM Zastosowanie próżniowych komór gaszeniowych w wyłącznikach, których zadaniem jest rozłączanie obwodów elektrycznych, przewodzących prądy zwarciowe rzędu kilkudziesięciu kiloamperów, stwarza problem gaszenia łuku w postaci skupionej o wysokim spadku napięcia, powodujący nagrzewanie i nadtapianie anody, tworzenie plamek anodowych utrudniających zgaszenia łuku przy przejściu prądu przez zero jak również stwarzających niebezpieczeństwo powtórnych zapłonów

I I I I WPŁYW PÓL MAGNETYCZNYCH NA ŁUK ELEKTRYCZNY Jednym z rozwiązań tego problemu jest zastosowanie styków generujących radialne pole magnetyczne, powodujące rotację łuku skupionego I I Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie pól magnetycznych, generowanych przez prąd płynący przez styki o takim kształcie, że pole magnetyczne osiowe (AMF-Axial Magnetic Field) przeciwdziała przejściu łuku dyfuzyjnego w łuk skupiony. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie pól magnetycznych, generowanych przez prąd płynący przez styki o takim kształcie, że pole magnetyczne osiowe (AMF-Axial Magnetic Field) przeciwdziała przejściu łuku dyfuzyjnego w łuk skupiony. I I

WPŁYW PÓL MAGNETYCZNYCH NA ŁUK ELEKTRYCZNY Innym rozwiązaniem jest takie ukształtowanie toru prądowego, aby prąd przez niego płynący wytworzył pole magnetyczne osiowe utrzymujące łuk elektryczny w postaci dyfuzyjnej.

Komputerowa obróbka obrazu Opracowanie i wykonanie rozbieralnej komory próżniowej do badań łuku dyfuzyjnego Wysokie napięcie Szybka kamera Wykonane zostaną fotogramy z badań łuku w próżniowej komorze rozbieralnej, ich komputerowa obróbka i analiza wyników w celu weryfikacji założeń Komputerowa obróbka obrazu Siłownik System pompowy

ROZKŁAD GĘSTOŚCI PRĄDU W STYKACH CEWKOWYCH UNIPOLARNYCH

ROZKŁAD SKŁADOWYCH INDUKCJI MAGNETYCZNEJ W STYKACH CEWKOWYCH UNIPOLARNYCH Rozkład składowej osiowej Rozkład składowej obwodowej Rozkład składowej radialnej

TECHNOLOGII ZAMYKANIA PRÓŻNIOWYCH KOMÓR WYŁĄCZNIKOWYCH Dzisiaj Jutro Spawanie (TIG) elementów komór + pompowanie komór przez rurkę pompową Zamykanie komór gaszeniowych poprzez lutowanie w piecu próżniowym

PLANOWANY W 2010 r ZAKUP PIECA PRÓŻNIOWEGO DLA TECHNOLOGII ZAMYKANIA PRÓŻNIOWYCH KOMÓR WYŁĄCZNIKOWYCH Pionowy piec próżniowy Obudowa ze stali nierdzewnej Strefa grzejna wykonana z metalu o średnicy 300mm i wysokości 400mm Temperatura pracy do 1300oC Programowana szybkość narastania temperatury 0 – 20oC Dokładność temperaturowa strefy grzejnej +/- 5oC Pełna automatyka systemu próżniowego Czysta próżnia, pompa turbomolekularna System kontroli procesu z oprogramowaniem, interfejs użytkownika Nowa technologia oparta o proces lutowania zamiast spawania wymagać będzie użycia pieca próżniowego gwarantującego uzyskanie próżni rzędu (1 ÷ 5 )x 10-7 mbar

HARMONOGRAM ZADAŃ BADAWCZYCH PROJEKTU ITR IEl Nr zadania Tytuł zadania i podzadania 2009 2010 2011 2012 I II III IV 1 Opracowanie Studium Wykonalności Projektu 2 Opracowanie i wykonanie układów stykowych dla próżniowych komór wyłącznikowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prądy znamionowe 630 i 1250A. 3 Badania układów stykowych dla komór wyłącznikowych na napięcie 7,2 kV i prądy znamionowe 630 i 1250 A 4 Opracowanie układu stykowego dla próżniowej komory stycznikowej na napięcie znamionowe 7,2 kV i prąd 630 A 5 Badania układów stykowych dla komory stycznikowej na napięcie 7,2 kV i prąd znamionowy 630A 6 Opracowanie i wykonanie rozbieralnej komory próżniowej do badań łuku dyfuzyjnego 7 Przeprowadzenie badań łuku opracowanych styków w rozbieralnej komorze próżniowej

HARMONOGRAM ZADAŃ BADAWCZYCH PROJEKTU c.d. ITR IEl Nr zadania Tytuł zadania i podzadania 2009 2010 2011 2012 I II III IV 8 Opracowanie konstrukcji komór i technologii ich wykonania. Wykonanie modeli komór wyłącznikowych i komory stycznikowej 5.1. Przetarg na zakup pieca próżniowego 5.2 Zakup, dostawa i montaż pieca próżniowego 9 Opracowanie napędów dla wyłączników i stycznika na 7,2 kV. 10 Badania wyłączników i stycznika z komorami próżniowymi 11 Badania rynku i kosztów wdrożeń produktu projektu w odniesieniu do sytuacji krajowej i europejskiej 12 Promocja projektu