VM1 Vakuum-Leistungsschalter mit Magnetantrieb
VM1. Der universelle Einsatz. Kraftwerk Umspannwerk Chemische Industrie Stahlindustrie Automobilindustrie Flughafenversorgung Gebäudeversorgung 2
VM1. Der Leistungsschalter. In der Kette von der Energieerzeugung im Kraftwerk über die gesteuerte Verteilung in Umspannwerken bis hin zum Endverbraucher wie z. B. der chemischen Industrie, der Stahlindustrie, der Automobilindustrie sowie der Flughafen- und Gebäudeversorgung findet der VM1-Vakuum-Leistungsschalter seine universellen Einsatzgebiete. 3
VM1. Qualitäten, die überzeugen. Wartungsfreie Vakuumschaltkammer und gesamtes Polteil als form- und kraftschlüssige Einheit. Neues Polteildesign Beim VM1-Leistungsschalter kommen Polteile zum Einsatz, bei denen erstmals die wartungsfreie Vakuumschaltkammer mit dem gesamten Polteil eine formund kraftschlüssige Einheit bildet. Dies wird durch eine speziell entwickelte Eingußtechnik erreicht, bei der die Vakuumschaltkammer direkt mit Gießharz zu einem Polteil umgossen wird. Damit sind störende, äußere Einwirkungen auf das Schaltelement weitestgehend ausgeschlossen. 4
VM1. Die Summe von Vorteilen. Wenige Einzelteile Einfache mechanische AbIäufe Sehr hohe Zuverlässigkeit Hoher QuaIitätsstandard Sehr hohe Lebensdauer Keine Wartung Magnetischer Aktuator Kernstück des Magnetantriebes mit den Funktionen Schalten, Arretieren, Auslösen. Steuerelektronik Kontrolle von Auslösung, Schaltbewegung, Energiespeicherung und Funktionssicherheit. Kondensator Elektrischer Energiespeicher für einen kompletten KU-Zyklus. Sensor Berührungslose Schaltstellungserfassung. Hebelwelle Einziges mechanisches Element zur Kraftübertragung vom Magnetanker zur Vakuumschaltkammer. 5
VM1. Die neue Antriebstechnologie. Krafterzeugung durch magnetischen Aktuator Arretierung durch magnetischen Aktuator AusIösung durch magnetischen Aktuator Keine VerschleißteiIe Serienmäßig wartungsfrei Das neuartige Antriebskonzept ermögiicht die drastische Reduzierung von Einzelteilen und die komplette Wartungsfreiheit. 6
VM1. Wartungsfrei durch Magnettechnologie. Nach dem erfolgreichen Einzug der Vakuumschaltkammer während der Ietzten 20 Jahre in die Mittelspannungs-Leistungsschalter hat sich nun mit der magnetischen Antriebstechnologie ein sehr erfolgversprechendes, natürliches Team gefunden. Die Erfordernisse der einen Technik passen optimal zu den Möglichkeiten der anderen Technologie. Die Magnettechnologie liefert von sich aus die für die Vakuumschalttechnik geeigneten Weg-Zeit- und Kraft-Weg- Charakteristiken. Alle Antriebsfunktionen sind im magnetischen Aktuator des VM1- Leistungsschalters integriert. Der Aktuator stellt ein bistabiles Magnetsystem dar, bei dem das Umschalten des Ankers in die jeweilige andere Endlage über das Magnetfeld von zwei elektrisch erregten Spulen bewirkt wird. In den Endlagen wird der Anker über das Feld von zwei Permanentmagneten magnetisch gehalten und arretiert. Die Auslösung einer Schalthandlung erfolgt durch Erregung einer der beiden Spulen bis zur Überschreitung der Haltekraft der Permanentmagnete. Selbst bei Komplettausfall der Hilfsenergie ist auch in den ersten 60 s eine elektrische Betätigung weiterhin möglich. Anschließend Iäßt sich der Leistungsschalter im Standard durch eine Hand-Not- Betätigung ausschalten. Der magnetische Kreis des Aktuators ist mit seiner Charakteristik so abgestimmt, dass der Anker über die Hebelwelle direkt auf das bewegte Kontaktstück der Vakuumschaltkammer wirken kann. Bei dieser Art der Antriebskrafterzeugung und -übertragung ist Verschleiß ein Fremdwort. Eine Wartung bis hin zu extrem hohen SchaltspieIzahlen ist nicht mehr notwendig und gehört schlicht der Vergangenheit an. Momentaufnahmen von magnetischen Flussdichteverteilungen Magnetische Arretierung in einer Endlage. Magnetische Arretierung plus Stromaufnahme einer Spule. Anschlag des Ankers in der Gegenendlage. 7
VM1. Leistungsschalter der High-Tech-Generation. Die geeignete Wahl der internen Eigenversorgung mit der Speisung über einen UC-DC-Wandler macht den VM1-Leistungsschalter von der Art und nahezu auch von der Höhe der Hilfsspannung unabhängig. Die externe Leistungsaufnahme beträgt weniger als 4 Watt, wenn sich der Leistungsschalter in Ruhestellung befindet. Nach einem KU-Zyklus liegt die Leistungsaufnahme aus der Hilfsenergieversorgung unter 100 W für wenige Sekunden. Hierbei liefert der Energiespeicher nicht nur die notwendige Spulenenergie, sondern stellt auch die Versorgung der Elektronik sicher. Der Energieinhalt reicht für eine Pufferung von 60 s bei Ausfall der Hilfsenergie aus. Natürlich wird der Ladezustand überwacht und angezeigt. Die sorgfältige Auswahl aller Bauelemente sowie das sichere Design garantieren höchste Zuverlässigkeit auch bei EMV- Belastung. VM1. Das Steuermodul mit Sensorik. EMV-fest durch galvanische Entkopplung Selbstüberwachend mit Fehlermeldung Unabhängig von der Hilfsspannung Energiearm beim Nachladen des Kondensators Sensorerfassung der mech. Schaltstellungen Kontrolle aller Schaltfunktionen 8
Hierzu trägt auch die komplette galvanische Entkopplung nach außen bei. Dass ein wichtiges elektronisches Steuersystem heute eine SeIbstüberwachung mit Fehlermeldung beinhaltet, ist selbstverständlich. Das Konzept der Leistungsschaltersteuerung ohne jegliche Hilfsschalter nutzt zur Erfassung der mechanischen Endlagen Sensoren. Die verwendeten induktiven Näherungsschalter haben sich in der Praxis für diese Aufgaben bestens bewährt und sind selbstverständlich in die Systemüberwachung eingebunden. Alle notwendigen, anwendungsspezifischen Ein- und Ausgangssignale sind systemkonform von der Art der Hilfsspannung unabhängig und über Stecktechnik integriert. Die Steuerelektronik mit Sensorik kontrolliert und überwacht alle Funktionen des Leistungsschalters sowie ihre eigene Funktionssicherheit. 9
Technische Daten Bemessungs-Spannung kv 12 17,5 24 Bemessungs-Stehwechselspannung kv 28 38 50 Bemessungs-Stehblitzstossspannung kv 75 95 125 Bemessungs-Strom A 3150 1) 3150 2500 Bemessungs-Kurzzeitstrom 3 s ka 50 40 25 Bemessungs-Kurzschlussausschaltstrom ka 50 40 25 Bemessungs-Kurzschlusseinschaltstrom ka 125 100 63 Mechanische Schaltspiele Antrieb...100 000...100 000...100 000 Vakuum-Schaltkammer...30 000...30 000...30 000 Schaltspiele mit Bemessungs-Strom...30 000...30 000...30 000 Schaltspiele mit Kurzschlussstrom 100 100 100 Leistungsaufnahme im Ruhezustand W 10 10 10 nach KU-Zyklus W 100 100 100 Eigenzeit EIN, ca. 2) ms 45 60 45 60 45 60 AUS, ca. 2) ms 35 50 35 50 35 50 Polmaß 2) mm 150/210/275 150/210/275 210/275 Stichmaß 2) mm 205/310 205/310 310 Höhe 2) mm 475/598/620 475/598/620 631/643 Tiefe mm 424 424 424 Breite 2) mm 450/570/600/750 450/570/600/750 570/750 Gewicht 2) kg 90-148 90-148 100-145 1) Schalter für 4000 A mit Fremdbelüftung 2) Je nach Bemessungsdaten 10
VM1. Der moderne Leistungsschalter. 1 2 3 4 5 6 7 16 15 14 13 12 11 10 9 Der VM1 Vakuum- Leistungsschalter ist der erste mit der Kombination von wartungsfreier, eingegossener Vakuumschaltkammer, wartungsfreiem, magnetischem Aktuator und wartungsfreier, hilfsschalterloser Steuerung mit Sensorik. Das Ergebnis ist ein vollständig wartungsfreier Schalter, der auf Dauer so sicher funktioniert, dass das Nachdenken über ihn entfallen kann! 8 12 kv 1 Oberer Anschluss 2 Vakuum-Schaltkammer 3 Gießharz-Umguß 4 Unterer Anschluss 5 Stromband 6 Kontaktkraftfeder 7 Isolierkoppelstange 8 Hebelwelle 9 Hubeinstellung 10 Sensoren zur Schaltstellungserfassung 11 EIN-Spule 12 Permanentmagnete 13 Magnetanker 14 AUS-Spule 15 Hand-Not-Ausschaltung 16 Antriebsgehäuse mit Magnetantrieb VM1. Die Geräteeigenschaften. Kompatibel in äußeren Abmaßen Unveränderte Leistungsklassen Eingegossene Vakuumschaltkammer Geringe Leistungsaufnahme Hoher Qualitätsstandard Vollständig wartungsfrei 11
Druckschrift Nr. DEABB 2233 03 D Gedruckt in Deutschland (06.05-500-PPI) ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte Oberhausener Strasse 33 Petzower Strasse 8 40472 Ratingen 14542 Werder (Havel) OT Glindow DEUTSCHLAND DEUTSCHLAND Tel: +49(0)21 02/12-12 30, Fax: +49(0)21 02/12-19 16 E-mail: powertech@de.abb.com Internet: http://www.abb.de/mittelspannung Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. ABB übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten in diesem Dokument. Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch ABB verboten. Copyright 2005 ABB AG Alle Rechte vorbehalten