INTEGROVANÉ DISTRIBUČNÍ STANICE INTEGRATED DISTRIBUTION SUBSTATION Držitel certifikátů TÜV CZ dle: Holder of certificates TÜV CZ according to
ČSN EN ISO 9001: 2001 ČSN EN ISO 14001: 2005
V České republice dodává: IVEP, a.s. Vídeňská 117a, 619 00 Brno tel.: 547 136 654; fax : 547 136 402 e-mail:
[email protected] http:// www.ivep.cz
041/10/2005
Zvýšená spolehlivost integrované kompaktní distribuční stanice bez náplně SF6 Increased reliability in an integrated SF6 – free compact package Integrované distribuční stanice VN se vyvinuly ze složitých konstrukcí do malých kompaktních jednotek.
Medium voltage underground distribution stations have progressed from a complex structure to a small compact until.
Vývoj pokračoval v těchto etapách: Dvoupodlažní budovy se vstupem
Following is the evolution of the technology: Two-floor civil work building
nadzemního vedení z úrovně druhého patra. První podlaží obsahovalo samostatné vzduchové spínací prvky, ochrany, transformátor a NN napěťová zařízení.
041/10/2005
housed incoming overhead lines on the second floor. The first floor housed separate airbrake switches, protection, transformer, and low voltage gear.
Jednopodlažní budovy se vstupem vedení z podzemních kanálů, umístěné v oblastech s občanskou zástavbou. V budově byly umístěny samostatné kovově zapouzdřené kobky se spínacími prvky a ochranami, připojené k olejem plněnému transformátoru.
One-floor civil work building housed incoming underground lines located in public areas. Building housed separate metal enclosed airbrake switching and protection cells, connected to an oil-filled transformer.
Prefabrikované konstrukce, s přívodem zespodu, umístěné v oblastech s občanskou zástavbou. Uvnitř konstrukce byly samostatné prefabrikované kovové modulární kobky se spínacími prvky a ochranami, plněné plynem SF6 a připojené k transformátoru plněnému silikonem nebo olejem.
Pre-fabricated structure housed incoming under-ground lines located in public areas. Enclosure housed separate prefabricated metal Modula switching and protection cells filled with SF6 gas, connected to a silicone- or oil-filled transformer.
Integrované distribuční trafostanice v sobě obsahují spínací, ochranné prvky a transformátor, uložené v netoxickém, biologicky odbouratelné dielektrické kapalině s vysokou hodnotou zápalného bodu, třídy K. Zařízení nepotřebuje pro svoji instalaci žádnou zděnou budovu, poněvadž vstupní a výstupní kabely jsou vysoce bezpečně chráněny před přístupem osob.
The integrated distribution substation integrates switching protection and transformation under non-toxic, biodegradable, high fire point, K-class dielectric fluid. Equipment requires no civil work structure as the incoming and outgoing cables are protected from the public with a high security enclosure.
Konstrukce nabízí následující výhody: snadná instalace vynikající ochrana transformátoru zvýšená bezpečnost lepší spolehlivost ekologicky příznivé provedení: - neobsahuje SF6 - vysoká hodnota zápalného bodu u kapaliny třídy K
The design offers the following benefits: easy installation superior transformer protection increased safety improved reliability environmentally friendly: - SF6-free - high fire point K-class fluid
V posledních letech byly v Americe a dalších zemích instalovány miliony kompaktních distribučních stanic, namontovaných na základně. Konstrukce vyhovuje americkým národním normám ® (ANSI ), které obsahují přísné směrnice na zajištění provozní celistvosti a kompletnosti zapouzdření.
Millions og pad-mounted compact distribution substations have been installed in the last 40 years in the Americas and other countries. The design conforms to American ® Nationa Standards (ANSI ) which contain strict guidelines to ensure operational and enclosure integrity.
2
Hlavní prvky integrované distribuční trafostanice Key Components of the Integrated Distribution Substation
041/10/2005
3
Konstrukční prvek
Popis
Jmenovité hodnoty
1. Kolena a spojovací T konektory pro vypínání obvodů bez zátěže a se zátěží
• Plně odstíněné a ponořené spojovací díly, vhodné pro vnitřní a venkovní aplikace • zabudované ovládací prvky pro elektrické namáhání • kompaktní konstrukce z pryže EPDM, odolná vůči kontaminaci • zabudovaný kapacitní testovací bod pro snadnou kontrolu stavu obvodu • Stíněné provedení pro použití v zařízeních plněných kapalným dielektrikem • Obsahuje stínítko pro řízení elektrického namáhání u zemnicí desky • Pro vnitřní i venkovní aplikace • Otočný třípolohový přepínací mechanismus pro střídavou volbu zdroje, vypnutého stavu a spojení na zem. • postříbřené měděné kontakty • Pružinový střádací aktivační mechanismus zajišťuje rychlé vypnutí nebo zapnutí zátěže, za dobu kratší než 1 cyklus • požadován jen minimální vstupní točivý moment • Pojistka na vysoký proud, koordinovaná s vypínačem MagneX, zajišťuje ochranu proti poruše v celém rozsahu • Chrání a izoluje zařízení s chybou • Účinná sekce s omezením energie • Ochrana proti nadproudu • Chrání zařízení proti poškození přetížením, sekundárním poruchám a vysokou teplotou kapaliny • Trojfázové vypnutí • Možnost externího zpětného nastavení • Je možno použít pro zapínání a vypínání transformátoru • Chrání zařízení proti odraženým impulsům v kabelových obvodech • Nelineární varistor na bázi metaloxidu zajišťují vynikající ochranu proti rázovému napětí • eliminují možnost zkrácení životnosti svodiče v důsledku vnějšího znečištění, vlivem zvěře, vandalismem nebo průnikem vlhkosti • chlazení olejem pro zajištění opakované funkce • Umožňují externí odpojení a opětné připojení svodičů při testování transformátorů
• Trvalý proud = 1250 A pro napětí 24 kV a 630 A pro 36 kV • krátkodobý výdržný proud (1 s) do 75 kA • napětí atmosférického impulsu do 170 kV
2. Přístrojové průchodky pro vypínání obvodů bez zátěže a se zátěží
3. Sekční spínače pro vypínání zátěže
4. Odpínač (volitelné příslušenství)
5. Záložní pojistky ELSP, proudově omezující, s částečným rozsahem
6. Trojfázový vypínací prvek magneX
7. V oleji ponořené svodiče přepětí
Odpojovače svodičů přepětí
041/10/2005
4
• Trvalý proud = 1250 A pro napětí 24 kV a 630 A pro 36 kV • krátkodobý výdržný proud (1 s) do 75 kA • napětí atmosférického impulsu do 170 kV • Trvalý proud = 400 A/24 kV • krátkodobý výdržný proud (2 s) = 16 kA, (1 s) = 20 kA • zapínací proud do zkratu (12 cyklů) = 16 kA sym. • Trvalý proud = 400 A/27 kV • okamžitý proud /10 cyklů = 12 kA
• Maximální vypínaný proud = 50 kA, ef., sym.
• Trvalý proud = 42 A • Maximální vypínaný proud při: 8,3 kV = 2500 A ef, sym. 15 kV = 1500 A ef, sym. 23 kV = 500 A ef, sym. 38 kV = 500 A ef., sym (pouze u verzí v zapojení do trojúhelníka) • impulsní výdržné napětí do 150 kV • Jmenovitý vybíjací proud = 10 kA pro jmenovité hodnoty 3-36 kV • Vysoké zatížení proudovým impulsem = 100 kA • Zbytkové napětí při spínacím impulsu 250 A/trvání 2000 s
•
Vhodné pro aplikace do napětí 35 kV, s výdržným impulsním napětím 150 kV
8. Indikátory obvodů pod napětím
• • • •
Indikátory stavu obvodů v poruše, s proudovým zpětným nastavením (pro systémy s vícenásobným uzemněním)
Dielektrická kapalina (médium) 9. Envirotemps FR3
• • • •
•
• • • • •
Minerální olej (volitelně)
041/10/2005
•
Identifikují obvody pod napětím Pulzační LED displej s vysokou intenzitou svitu Umístěné do jednodílného pouzdra chráněného proti vlivům podnebí Používají se u konektorů s napěťovým testovacím bodem Rychlá a snadná instalace Lokalizují porušený úsek kabelu Různé technologie vypínání Tuhá, trvalá konstrukce – odolná proti korozi, odolná vůči poškození
• •
Optimální bezpečnost a možnost volby z hlediska ochrany životního prostředí, v porovnání s minerálním olejem kompletně biologicky odbouratelná, na bázi řepky, netoxická kapalina třída K, s vysokou hodnotou bodu vzplanutí a hoření prodlužuje životnost izolačního papíru 5-8 krát klasifikována podle UL a schválena FM Global Komponenty od firmy Cooper, ponořené do kapaliny, byly testovány a certifikovány v kapalině Envirotemp FR3 Typu II, s inhibitory pro zajištění stability vůči oxidaci
• • •
Dielektrická pevnost = 56 kV Bod hoření = 360°C Bod vzplanutí = 330°C
• • •
Dielektrická pevnost = 45 kV Bod hoření = 165°C Bod vzplanutí = 147°C
5
•
• • •
Napětí: 4,16 – 35 kV Schopnost snést poruchu: 25 kA/10 cyklů Vlastní napájení při minimálním napětí 2400 V na obvodu
Výdržný proud poruchy: 25 kA/10 cyklů Vypínací proud: nárůst 100 A za 6 cyklů Vlastní napájení při 2,0 A trvalého proudu, není třeba mít baterii
Component
Description
Ratings
1. Deadbreak or Loadbreak Elbow and Tee Connectors
• Fully screened and submersible connection suitable for indole and outdoor applications • Built-in electrical stress control • Moulded EPDM rubber construction immune to contamination • Built-in capacitive test point allows for easy check of circuit status • Screened deadbreak design for use with liquid-filled equipment • Includes screen for controlling electrical stress with earthing place • Made for indoor or outdoor applications • Rotates to three positions for alternate source, open, and earth selection • Silver-plated copper contacts
• Continuous current = 1250 A for 24 kV and 630 A for 36 kV • Short- time withstand current (1 s) up to 75 kA • Impulse withstand up to 170 kV
2. Deabreak or Loadbreak Apparatus Bushings
3. Loadbreak Sectionalizing Switches
4. Loadbreak On/Off Switch (optional)
5. ELSP Partial-Range Current-Limiting Back-up Fuses
6. Three-Phase Magnet interrupter
7. Oil-Immersed Surge Arresters
Arrester Disconnect Switches
041/10/2005
• Spring loaded activating mechanism ensures quick loadbreak or loadmake operation in less than 1 cycle • Minimal input torque required • Hi-amp fuse coordinated with MagneX® interrupter gives full range of fault protection • Protects and isolates faulted equipment • Efficient energy limiting section • Overcurrent protective device • Protects from damaging overloads, secondary, faults, and high fluid temperature • Three-phase gang trip • Externally resettable • Can be used to turn transformer on and off • Protects from reflected impulses in cable circuits • Non-linear metal oxide varistors provide exceptional surge protection • Eliminates the possibility of shortened arrester life due to external contamination, wildlife, vandalism or moisture ingress • Cooled by the oil for repeated surge duty • Allows external means
6
•
Continuous current = 1250 A for 24 kV and 630 A for 36 kV • Short- time withstand current (1 s) up to 75 kA • Impulse withstand up to 170 kV
•
Continuous current = 400 A/24 kV
•
Continuous current = 400 A/27 kV
• Short- time withstand current (2 s) = 16 kA, (1 s) = 20 kA • Short circuit making current (12 cycles) = 16 kA sym. • Momentary /10 cycles = 12 kA • Maximum interrupting current = 50 kA RMS sym.
• Continuous current = 42 A • Maximum interrupting current: 8,3 kV = 2500 A RMS, sym 15 kV = 1500 A RMS sym 23 kV = 500 A RMS sym 38 kV = 500 A RMS sym (delta connected version only) •
Impulse withstand up to 150 kV
•
Nominal discharge current = 10 kA for ratings 3-36 kV High current impulse = 100 kA Switching impulse residua voltage 250 A/ 2000 µs duration
• •
•
Suitable for applications up to 35 kV class, 150 kV impulse withstand
8. Hot Line Voltage Indicators
• • • •
Current-Reset Faulted Circuit Indicators (for multiearthed systems)
• • • •
Dielectric Fluid 9. Envirotemp FR3 Fluid
• • • • • •
Mineral Oil (optional)
041/10/2005
•
Identifies energized circuits Pulsating high intensity LED display Housed in one-piece weatherproof housing Used on connectors with voltage test point Quick and easy installation Locates faulted sections of cable Variable-trip technology Tough, durale construction – corrosion-proof, damage-resistant
Optimal safety and environmental choice when compared to mineral oil Completely biodegradable , seedbased, non-toxic fluid K-Class, high fire and flash points Extends insulating paper life by 5 to 8 times UL Classified and FM Global Approved Cooper fluid-immersed components have been tested and certified in TM Envirotemp FR3 fluid Type II with inhibitors for oxidation stability
7
• • •
Voltages: 4,16 to 35 kV Fault Withstand Capability: 25 kA for 10 cycles Self powered with minimum of 2400 V on circuit
•
Fault Withstand Capability: 25 kA for10 cycles • Trip current: 100 A rise within 6 cycles • Self-powered on 2.0 A continuous current, no battery required Typical Values • Dielectric Strength = 56 kV • Fire Point = 360°C • Flash Point = 330°C
• • •
Dielectric Strength = 45 kV Fire Point = 165°C Flash Point = 147°C
IDS – velké výhody na malém prostoru IDS – Big Advantages in a Small Space Úspory nákladů • minimální náklady na budovy • minimální potřebné stavební práce (žádná budova nebo klenba) na venkovní aplikace • zabudované jediné pouzdro od jednoho výrobce – není třeba kupovat a skladovat tři samostatné komponenty • minimální instalační náklady • snížený rozsah externí kabeláže a počet konektorů • Envirotemp FR3 – méně hořlavá kapalina, která umožňuje provést vnitřní instalace bez nutnosti sprinkleru nebo dalších požadavků na klenbu
Cost Savings • Minimum real estate reguired • Minimal civil work needed (no building or vault structure) for outdoor applications • Integrated single casing from one manufacturer – no need to purchase and stock three separate components • Minimum installation costs • Reduced external cabling and connectors • Envirotemp FR3 less – flammable fluid allows indoor installations without sprinkler or vault requirements
Bezpečnost • Envirotemp FR3 třídy K je kapalinou, která zásadně eliminuje nebezpečí požáru u transformátoru • Vypínací prvek Magnex je svou funkcí nadproudovou ochranou, která také monitoruje vysokou teplotu kapaliny • Přední strana bez napětí, montovaná za rozváděč, s odstíněnými konektory, eliminuje možnost přeskoků • Možnost provozu v podmínkách záplav • Zabudovaná skříň je navržena tak, aby umožnila přístup pouze oprávněným osobám
Safety • Envirotemp FR3 K-Class fluid essentially eliminates transformer pool fires • Magnex interrupter is an overcurrent protection device that also senses high fluid temperature • Deadfront with screened connectors eliminates flashover • Capable of operating under a flood condition • Integrated enclosure cubicle is aloe access to authorized personnel only
Ekologické výhody • neobsahuje SF6, tedy: eliminuje rozklad ozónové vrstvy, který by jinak nastával vlivem SF6 obsaženým ve spínacích modulech jednotek RMU eliminuje vznik vedlejších produktů z rozkladu SF6 Protokol z Kjótó 1997 – rozvinuté státy souhlasily s celkovým snížením emisí skleníkových plynů, kam paří také SF6, o 5,2 % za období 2008-2012 Kapalinou plněné zařízení pomáhá splnit tyto cíle Envirotemp FR3 je kapalinou na bázi řepkového oleje, který je netoxický a biologicky odbouratelný • Konstrukční provedení nízkého profilu zapadá dobře do okolního prostředí
Environmental Benefits • SF6-free Eliminates ozone depleting SF6 gas used in RMU switching modules Eliminates SF6 arcing by-products 1997 Kyoto protocol – developed countries agreed to reduce overall emissions of greenhouse gases, which includes SF6 by 5,2% over the period 2008 - 2012 Liquid-filled equipment will help meet this goal Envirotemp FR3 fluid is a renewable seed based oil option which is non-toxic and biodegradable • Low profile design blends in with the environment
Provozní celistvost • Envirotemp FR3 prodlužuje tepelnou životnost izolačního papíru a zvyšuje hranici přetížení • Komponenty jsou smontovány a odzkoušeny jako integrální součást zařízení ponořeného v kapalině již přímo u výrobce Nižší ztráty v důsledku nepoužití kabelu a konektorů od každé jednotlivé konstrukční součásti
Operational Integrity • Envirotemp FR3 fluid extends insulation paper thermal life and increases overload capabilities • Components are assembled and tested as an integral unit under fluid at the factory Lower load losses due to elimination of cable and connections from each component
041/10/2005
8
Porovnání typické kompaktní distribuční stanice RMU a integrované distribuční stanice IDS Comparison of a Typical RMU Station to the IDS Typická trafostanice VN/NN Ring Main Unit (RMU) Klasická RMU obsahuje na primární straně VN spínací prvky, které jsou uloženy v plynu SF6 a nadproudovou ochranu v kobkách, která je oddělena od transformátoru a která je k němu kabelově/přípojnicově připojená. Pro bezpečnost obsluhy a také kvůli zlepšení estetiky je celá trafostanice zabudována do kiosku.
Typical RMU MV/LV Substation Conventional RMU-based MV/LV stations incorporate medium voltage primary switching filled with SF6 gas and overcurrent protection in cells separate from the transformer and cabled/bused to it. The low voltage panel is also housed in a separate cell. To ensure public safety and improve aesthetics, the entire substation is packaged into a kiosk.
Integrovaná distribuční stanice IDS IDS obsahuje spínací prvky VN, ochranu VN, transformátor a NN ochranu a to vše v jednom pouzdře. IDS představuje bezpečnou, esteticky vyváženou jednotku, která minimalizuje náklady a výrazně snižuje požadavky na instalační prostor.
Integrated Distribution Substation The IDS incorporates medium voltage switching, medium voltage protection, transformation and low voltage protection in a single enclosure. The IDS provides a secure, aesthetically pleasing, unit that minimizes costs and drastically reduces space requirements.
Source transfer scheme and sectionalization = schéma přenosu energie ze zdroje a dílčí dělení Transformer protection = ochrana transformátoru ( ELSP Partial-Range Current = Záložní pojistky ELSP) Transformer = transformátor Low voltage panel = panel NN
041/10/2005
9
Dodává: Supplied by:
IVEP,a. s. Vídeňská 117a, 619 00 Brno, Czech Republic Tel.: +420 547136 654 e-mail:
[email protected] Fax: +420 547136 402 http:// www.ivep.cz
