eaton - toepassing van magneten in middenspanning schakelsystemen
DESCRIPTION
Martin BinnendijkTRANSCRIPT
![Page 1: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/1.jpg)
© 2010 Eaton Corporation. All rights reserved.
This is a photographic template – your
photograph should fit precisely within this rectangle.
Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen Martin Binnendijk R&D Director - Business Unit Electrical Solutions & Services Eaton 6 Oktober 2011
![Page 2: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/2.jpg)
2 2
Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen
• Inleiding
• Magnetische effecten in schakelsystemen
• Toepassing Permanente Magneten
• Magnefix – een vertrouwd concept
• Elektromagnetische aandrijvingen voor schakelaars
![Page 3: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/3.jpg)
3 3
Actief in de energie distributie
![Page 4: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/4.jpg)
4 4
Actief in de electriciteits distributie
![Page 5: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/5.jpg)
5 5
Actief in de electriciteits distributie
![Page 6: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/6.jpg)
6 6
Eaton
80.000 collega’s World Wide
![Page 7: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/7.jpg)
7 7
Eaton
1000 medewerkers in Hengelo
80.000 collega’s World Wide
![Page 8: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/8.jpg)
8 8
Eaton MS schakelsystemen
SVS Unitole UP MMS Magnefix Xiria
Safe – Reliable – Sustainable
![Page 9: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/9.jpg)
9 9
Solid
Insulation
Motor Control Centres
Robust Design
SL
Defects
New Thinking:
MeanSL
Defects
New Thinking:
Mean
Damstra Lab
Vacuum Interrupters
& Breakers
Thermal
Design
Technische uitdagingen ...
Internal Arc Control
Electric Field Control Smart Grids
![Page 10: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/10.jpg)
10 10
Voorbeeld: Innovatie Sessies
Meten van Dutch Power okt 2007
Rijden op Dutch Power jan 2008
Wel thuis met Dutch Power jun 2008
Opgewekt met Dutch Power feb 2009
Dutch Power Voor-Raad sep 2009
Dutch Power Without Resistance mrt 2010
Goed gevormd met Dutch Power sep 2010
Dutch Power beproeft mrt 2011
![Page 11: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/11.jpg)
11 11
Samen naar de schakelsystemen van de toekomst ...
Total Cost of Ownership
Veilig
Gebruiksvriendelijk
Betrouwbaar
Groen
Modern
![Page 12: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/12.jpg)
12 12
Magnetische Effecten in Schakelsystemen
![Page 13: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/13.jpg)
13 13
Magnetische effecten
• Lorentz Krachten
• F=BIL
• 31.5kA - 150mm hart-op-hart
• 6000 N/m
Stromen - 3-fasig - assymetrisch
Krachten
![Page 14: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/14.jpg)
14 14
Temperatuur effecten
• Wervelstromen
• Stroomverdringing
![Page 15: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/15.jpg)
15 15
Vacuum onderbrekers
100 10
1 10
2
10-1
100
101
102
103
10-3
10-2
10-1
10-6
10-5
10-4
103 10
4 10
5
Ub
[
kV
]
P d
[ mb a r c
m]
![Page 16: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/16.jpg)
16 16
Booggedrag
![Page 17: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/17.jpg)
17 17
Eaton Vacuum Interrupter - TMF & AMF Characteristic
• TMF drives the constricted vacuum arc to move around the
contact surface at high speed
Constricted arc(I=40 kA) (TMF)
Diffuse arc (I=2 kA) (TMF)
Diffuse arc (I=60 kA) (AMF) Diffuse arc (I=10 kA) (AMF)
• AMF prevents the vacuum arc from forming a constricted arc
AMF
TMF
![Page 18: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/18.jpg)
18 18
Toepassingen Permanente Magneten
![Page 19: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/19.jpg)
19 19
Magnefix
MD4 - 12kV Magnefix Plus met
vermogenschakelaar
MF -15kV
![Page 20: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/20.jpg)
20 20
Aandrijving vacuum onderbreker
![Page 21: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/21.jpg)
21 21
Magnetische schakelaar aandrijvingen
• Voordelen
• Weinig onderdelen
• Betrouwbaar
• Groot aantal keren schakelen
• Compact
![Page 22: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/22.jpg)
22 22
Magnetische schakelaar aandrijvingen
ABB
Cired 1999
Tavrida
Cired 2005
Eaton – IEE 1998
![Page 23: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/23.jpg)
23 23
Eaton actuator met sterke NdFeB magneet
![Page 24: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/24.jpg)
24 24
B-H curve
M = Magnetisatie
Br = Remanentie
HCB = Coercitieve veldsterkte
B = μ0H + μ0M
Toegepaste magneet Eaton
• Br = 1,3T
• HCB = 915 kA/m
Scan van BH curve blz 2
![Page 25: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/25.jpg)
25 25
Eaton actuator met sterke NdFeB magneet
Houdkracht
• F = B2A / 2μ0
• Maximaliseren fluxdichtheid bij gaps tot ongeveer 2T
• Maximaliseer oppervlakte middels 2 oppervlakken
Uitschakelen
• Compenseer de flux van permanente magneet met flux van trip spoel
![Page 26: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/26.jpg)
26 26
Magnetisch circuit
Werklijn :
- Bm / μ0Hm = - lmAg / lgAm = tan α = 6,5
- Steile hoek van 81 graden
- Verschuiving werklijn door stroom in trip spoel
- H = Ni / lm
HCB=
915kA/m
Hm=
152kA/m
Hm=
132kA/m
![Page 27: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/27.jpg)
27 27
FEM analyse
• Geen stroom in trip spoel
• Bgap ongeveer 2T
• Fhoud = 5200N
• Fveer = 3500N
• Zeer goed in IN-positie
![Page 28: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/28.jpg)
28 28
FEM analyse
• Fictieve analyse met alleen trip spoel
• Fhoud = 5000N
![Page 29: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/29.jpg)
29 29
FEM analyse
• 5A in trip spoel
• Fhoud = 1860N
• Fveer = 3500N
• Schakelaar gaat goed uit
• Werkelijke trip stroom 7A
![Page 30: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/30.jpg)
30 30
FEM analyse
• 10A in trip spoel
• Fhoud = 60N
• Fveer = 3500N
• Schakelaar gaat uit
• Werkelijke trip stroom 7A
![Page 31: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/31.jpg)
31 31
De magneet merkt nauwelijks iets van de tripstroom
Tripstroom (A) (tripspoel heeft 176 windingen) Magneet
0 5 10
B (T) 1,07 0,97 0,82
M (kA/m) 985 979 970
H (kA/m) 132 204 314
Oppervlakte magneet: 4760mm2
Oppervlakte luchtspleet 2015mm2
HCB=
915kA/m
Hm=
152kA/m
Hm=
132kA/m
![Page 32: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/32.jpg)
32 32
B ~ √F
H ~ I
Naar verzadiging
bij inschakelen
Ander principe gebaseerd op ‘medium energy magneten’
Demagnetisatie
bij uitschakelen
![Page 33: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/33.jpg)
33 33
Toepassing in FMX
Oppervlakte magneet: 4760mm2
Oppervlakte luchtspleet 2015mm2
![Page 34: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/34.jpg)
34 34
![Page 35: Eaton - Toepassing van Magneten in middenspanning schakelsystemen](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052412/558951add8b42a02638b4705/html5/thumbnails/35.jpg)
35 35