Tendencje rozwojowe aparatów elektrycznych i rozdzielnic

Komentarze

Transkrypt

Tendencje rozwojowe aparatów elektrycznych i rozdzielnic
Zeszyt 43
Jan Maksymiuk, Jacek Nowicki
Tendencje rozwojowe aparatów
elektrycznych i rozdzielnic
Czerwiec 2013
PODRÊCZNIK DLA ELEKTRYKÓW
praca zbiorowa pod redakcj¹ Jana Strojnego
Zeszyt 43
Tendencje rozwojowe aparatów elektrycznych i rozdzielnic
Autorzy: prof. dr hab. in¿. Jan Maksymiuk, dr in¿. Jacek Nowicki
Recenzent: prof. dr hab. in¿. Andrzej Wolny
Tekst dostarczono w czerwcu 2013 r.
Od Wydawcy
Niniejszy zeszyt Podrêcznika INPE dla Elektryków stanowi kontynuacjê serii dwóch
zeszytów autorstwa p. prof. Jana Maksymiuka, a mianowicie: zeszytu nr 33 „Aparaty
elektryczne I. Podstawy doboru” oraz zeszytu nr 34 „Aparaty elektryczne II. Podstawy
eksploatacji”. Na proœbê redakcji INPE, panowie: prof. Jan Maksymiuk z Politechniki
Warszawskiej i dr in¿. Jacek Nowicki Dyrektor Rozwoju Biznesu, Elektrobudowa S.A.
przedstawili problematykê aktualnych tendencji rozwojowych w zakresie technologii,
materia³ów, konstrukcji a tak¿e metodyki eksploatacji nowoczesnych aparatów elektroenergetycznych i rozdzielnic AER dla œrednich i wysokich napiêæ.
Przedstawiono g³ówne czynniki decyduj¹ce o rozwoju konstrukcji aparatów i rozdzielnic, problematykê niezawodnoœci i diagnostyki aparatów i urz¹dzeñ elektroenergetycznych œredniego i wysokiego napiêcia a tak¿e ich wspó³czesne tendencje rozwojowe
z uwzglêdnieniem zagadnieñ energoelektroniki i zastosowania pr¹du sta³ego.
Zeszyt stanowi kontynuacjê i uzupe³nienie problematyki aparatów elektrycznych
przedstawionej we wy¿ej wspomnianych zeszytach podrêcznika INPE oraz problematyki przedstawianej w innych zeszytach oraz naszym miesiêczniku.
Redakcja INPE
© Copyright by: COSiW SEP – Zak³ad Wydawniczy „INPE” w Be³chatowie
Utwór w ca³oœci ani we fragmentach nie mo¿e byæ powielany, ani rozpowszechniany za pomoc¹ urz¹dzeñ
elektronicznych, mechanicznych, kopiuj¹cych, nagrywaj¹cych i innych bez pisemnej zgody posiadacza
praw autorskich.
Czasopismo jest dofinansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy¿szego
Miesiêcznik INPE – Informacje o Normach i Przepisach Elektrycznych
Rok wyd. XVII
Podrêcznik INPE dla Elektryków – Zeszyty monotematyczne (bezp³atny dodatek dla prenumeratorów
miesiêcznika)
ISSN 1234-0081
Wydawca i Redakcja: SEP – COSiW w Warszawie, Zak³ad Wydawniczy „INPE” w Be³chatowie,
ul. Czapliniecka 44, 97-400 Be³chatów, tel. 44 633 33 55, fax 44 635 02 02,
www.redinpe.com, e-mail: [email protected]
Adres dla korespondencji: ul. Kalinowa 5, 97-400 Be³chatów
Kierownik ZW – Redaktor Naczelny: Tadeusz Malinowski tel. 44 632 32 61, kom. 785 028 557
Z-ca Redaktora Naczelnego: Jan Strojny tel. 695 899 729
Biuro i Ksiêgowoœæ: Ma³gorzata Filipiak, tel. 44 633 33 55, kom. 783 976 966
Sk³ad komputerowy: KON Tekst Kraków, www.kon-tekst.pl
Druk: Leyko Kraków
2
Nak³ad: do 5500 egz.
Podręcznik
SPIS TREŒCI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Wprowadzenie
G³ówne czynniki wspó³decyduj¹ce o rozwoju aparatów elektrycznych
i rozdzielnic
2.1. Aparaty elektryczne i rozdzielnice w uk³adach wytwarzania,
przesy³u i rozdzia³u energii elektrycznej
2.2. Zu¿ycie i starzenie aparatów elektrycznych i rozdzielnic
2.3. Rozwój technologii i podzespo³ów stosowanych w budowie AER
2.3.1. Materia³y i uk³ady elektroizolacyjne
2.3.2. Uk³ady gaszeniowe
2.3.3. Mechanizmy i napêdy
Niezawodnoœæ i diagnostyka aparatów elektrycznych i rozdzielnic
3.1. Zarz¹dzanie zasobami a tryb eksploatacji urz¹dzeñ
elektroenergetycznych
3.2. Niezawodnoœæ AER na tle wyników ankiet CIGRE
3.2.1. Wprowadzenie
3.2.2. Niezawodnoœæ wy³¹czników wysokonapiêciowych
3.2.3. Niezawodnoœæ od³¹czników i uziemników
3.2.4. NiezawodnoϾ rozdzielnic typu GIS
3.2.5. Niezawodnoœæ przek³adników
Rozwój elementów energoelektronicznych – podstawowe uk³ady
przekszta³tników i ³¹czników
4.1. Wprowadzenie
4.2. Pó³przewodnikowe elementy energoelektroniczne
4.3. Tranzystory IGBT – przysz³oœæ energoelektroniki
Pr¹d sta³y – powrót do Ÿróde³ elektrotechniki
5.1. Rys historyczny
5.1.1. Ku praktycznemu wykorzystaniu wiedzy o elektrycznoœci
5.1.2. Pionierski okres rozwoju elektrotechniki - do „wojny pr¹dów”
5.2. Wspó³czesny stan generacji, magazynowania i zastosowañ
pr¹du sta³ego
5.2.1. Wprowadzenie
5.2.2. Generacja, magazynowanie i rozdzia³ energii pr¹du sta³ego
5.2.3. Wysokonapiêciowe linie przesy³owe pr¹du sta³ego
Tendencje rozwojowe konstrukcji aparatów i rozdzielnic
pr¹du przemiennego
6.1. Aparaty i rozdzielnice wysokich napiêæ
6.1.1. Wysokonapiêciowe wy³¹czniki pró¿niowe i wy³¹czniki CO2 –
rozwi¹zania alternatywne dla wy³¹czników SF6
Zeszyt 43
6
7
7
8
9
9
10
15
24
24
25
25
27
28
28
29
30
30
33
42
50
50
50
50
57
57
58
59
64
64
64
3
6.1.2. Napêdy elektromagnesowe z silnikiem krokowym
dla wy³¹czników WN
6.1.3. Wy³¹czniki o cechach roz³¹cznikowych (DCB)
i roz³¹czniki WN
6.1.4. Integracja napowietrznych aparatów WN
6.2. Rozdzielnice œrednich napiêæ
6.2.1. Zagadnienia ³ukoodporooœci rozdzielnic
w os³onach metalowych
6.2.2. Nowe rodzaje izolacji rozdzielnic SN: sta³a (SIS)
i z suchym powietrzem (DAIS)
6.3. £¹czniki napowietrzne systemu automatyzacji sieci SN –
reklozery i sekcjonalizery
6.4. Elektroniczne przek³adniki niekonwencjonalne
6.4.1. Aktywny sensor pr¹dowy z cewk¹ Rogowskiego
6.4.2. Przek³adniki napiêciowe aktywne z dzielnikami
rezystancyjnymi lub pojemnoœciowymi
6.4.3. Przek³adniki pr¹dowe pasywne, elektrooptyczne
wykorzystuj¹ce zjawisko Faradaya
6.4.4. Przek³adniki napiêciowe aktywne, elektrooptyczne
wykorzystuj¹ce efekt Pockelsa lub Kerra
Piœmiennictwo
4
Podręcznik
67
68
70
76
77
81
83
87
87
89
90
92
94
Tendencje rozwojowe aparatów elektrycznych i rozdzielnic
STRESZCZENIE
W opracowaniu przedstawione zosta³y g³ówne osi¹gniêcia w zakresie konstrukcji,
technologii i metod eksploatacji aparatów elektrycznych i rozdzielnic, przede wszystkim
w przedziale œrednich i wysokich napiêæ. Po zwiêz³ym przedstawieniu problematyki
zarz¹dzania zasobami w kontekœcie kosztów cyklu ¿ycia i starzenia urz¹dzeñ oraz postulatów stawianych aparatom elektrycznym i rozdzielnicom przez sieci inteligentne
omówiono wspó³czesne kierunki rozwojowe aparatów elektrycznych i rozdzielnic. Szczególn¹ uwagê poœwiêcono wy³¹cznikom pró¿niowym, z SF6 oraz ich napêdom, elektronicznym przek³adnikom i sensorom pr¹dowym i napiêciowym oraz rozdzielnicom os³oniêtym/hermetyzowanym z izolacj¹ powietrzn¹, sta³¹ i gazow¹. Przedstawiono, równie¿
w kontekœcie historycznej „wojny pr¹dów” wyzwania stawiane nowoczesnym aparatom
elektrycznym - wykorzystuj¹cym zw³aszcza elementy pó³przewodnikowe - stosowanych
w uk³adach generacji, przesy³u, rozdzia³u i koñcowego u¿ytkowania pr¹du sta³ego.
Development trends of electrical apparatuses and switchgear
ABSTRACT
This booklet contains the basic information about the up-to-date achievements in
design, technology and operational use methods of electrical apparatus and switchgear
installations, in particular in MV and HV ranges. After the short introduction of management of Assets Management in context of life-cycle costs and ageing issues required by
Smart Grids, contemporary trends in development of electrical apparatuses and switchgear are presented. Particular attention is paid to the circuit breakers: vacuum, SF6 and their
operating mechanisms as well as electronic instrument (current and voltage) transformers
and sensors and switchgear with air, solid and gas insulation. With the historical background of 19th century's "war of currents" the challenges for modern DC switching apparatuses, in particular those using semiconductor elements in generation, transmission, distribution and end-use are described.
Zeszyt 43
5

Podobne dokumenty