DE3535938A1 - Elektrische hochspannungsschaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Hochspannungs­ schaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannt sind unter anderem folgende Schaltungen von Hochspannungsschaltanlagen (siehe Taschenbuch für Schal­ tanlagen, 7. Auflage, 1979, Seite 127 ff., Herausgegeben von der Brown, Boveri & Cie Aktiengesellschaft, Mannheim, Verlag W. Giradet, Essen):

• eine sogenannte Zweileistungsschalter-Methode,
• eine 1 1/2 Leistungschalter-Methode,
• eine Ringanordnung der Leistungsschalter innerhalb der Schaltanlage.

Bei der sogenannten 1 1/2-Leistungsschalter-Methode ist der Platzbedarf relativ groß, da zwischen jeweils einem Paar von Strängen von Hintereinanderschaltungen der drei Leistungsschalter genügend Platz sein muß, damit man die Leistungsschalter demontieren kann. Dies ist wegen der oberhalb der Leistungsschalter bzw. der Schaltanlage zu führenden Kranen nachteilig, da deren Schienen eine wei­ te Strecke überspannen müssen.

Im Prinzip gilt das gleiche auch für eine Ringlösung, obwohl dort der Zugang insbesondere zu den einzelnen Leistungsschaltern problemlos ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochspannungsschal­ tanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Platzaufwand geringer, der Zugang zu den einzelnen Leistungsschaltern zwecks Montage bzw. Demontage im Fal­ le einer Reparatur oder einer Revision verbessert ist und bei der die Möglichkeit besteht, einzelne Komponen­ ten vorzumontieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches.

Die Stromleiter- oder auch Freileitungszu- bzw. abgänge können dabei Kabelzu- bzw. -abgänge sein. Die in den oberen Strängen, also der ersten und dritten Strängen befindlichen Trenner können aufgrund der erfindungs­ gemäßen Lösung auch in einer benachbarten Einheit unter­ gebracht sein. Demgemäß ist die Zusammenschaltung vor­ zunehmen.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Kompaktbau­ weise erreicht, bei der bestimmte Komponenten einer Schaltanlage zu einer Einheit zusammen montiert werden können, welche Einheiten in bestimmter Weise miteinander verschaltbar sind, um sowohl eine Schaltanlage mit der 1 1/2-Leistungsschalter-Methode oder eine solche in Ringbauweise zu erhalten.

Die einzelnen Einheiten können dabei fabrikseitig vor­ montiert werden und zwar aufgrund ihrer Zuordnung und Ausgestaltung auch dann, wenn der Kunde sich noch nicht im klaren ist, ob er eine 1 1/2-Lösung oder eine Ring- Lösung vorzieht. Zusätzlich bestehen weitere Vorteile darin, daß die Grundfläche und das Bauvolumen bis zu 30% verringert werden können. Dies ist auch günstig für den Transport und darüberhinaus ist aufgrund der modularen Bauweise der Umbau von einer Ring-Schaltanlage auf eine Schaltanlage gemäß der 1 1/2-Leistungsschalter-Methode und umgekehrt jederzeit möglich. Dabei sind alle Lei­ stungsschalter in einer gesamten Schaltanlage hinterein­ ander fluchtend in einer Reihe angeordnet, so daß die Leistungsschalter von einer Seite aus frei zugänglich sind. Demgemäß liegen auch die Zu- bzw. Abgangsstromlei­ tern in einer Reihe, was auch bautechnisch zu bevorzugen ist. Wegen der Anordnung der Leistungsschalter in einer Reihe sind alle jederzeit auswechselbar, was sich im Störungsfall, hauptsächlich bei einer Freiluftschaltan­ lage, durch kurze Ausfallzeiten positiv auswirkt. Wie gesagt, kann die Anordnung auch bei Freiluftschaltanla­ gen, aber nicht nur dort, optimal angewendet. Ein weite­ rer, nicht zu unterschätzender Vorteil besteht darin, daß die Spannweite der Krananlage, insbesondere also die Laufschienen für die Kräne relativ kurz sein kann, weil die Baugröße, mithin also die Grundfläche, bis zu 30% reduziert ist.

Mit der Erfindung wird also eine Hochspannungsschaltan­ lage geschaffen, die aus mehreren Einheiten zusammenge­ setzt ist, von denen jede Einheit je einen Leistungs­ schalter aufweist, die senkrecht nebeneinander aufge­ stellt sind. An das obere Ende bzw. untere Ende jedes Leistungsschalters ist jeweils ein Strang mit einzelnen Komponenten angeschlossen, derart, daß die beiden Strän­ ge, die zu jedem Leistungsschalter gehören, mit diesem jeweils ein U bilden. Durch geeignete Zwischenstücke und Verbindungsleitungen kann diese Einheit zu einer Ring- Schaltanlage, einer Schaltanlage nach der 1 1/2-Methode und dergleichen zusammengesetzt werden.

Anhand der Zeichnung, in der drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesse­ rungen und weitere Vorteile näher erläutert und be­ schrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einheit,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schaltanlage mit 1-1/2-Leistungsschalter-Methode gemäß Linie II-II der Fig. 3,

Fig. 3 eine Aufsicht von oben auf die Schaltanlage gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV in der Fig. 5,

Fig. 5 eine Ansicht gemäß Schnittlinie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Anordnung gemäß den Fig. 2 bis 4, zur Verdeutlichung der Zuordnung der einzelnen Einheiten zueinan­ der,

Fig. 7 einen Schaltplan der sogenannten 1 1/2-Lei­ stungsschalter-Methode, der Anordnung nach den Fig. 2 bis 6,

Fig. 8 eine der Ansicht gemäß Fig. 2 ähnliche Seite­ nansicht auf eine Schaltanlage in Ringbauwei­ se,

Fig. 9 eine Aufsicht auf die Schaltanlage gemäß Fig. 8,

Fig. 10 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie X-X der Fig. 11,

Fig. 11 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie XI-XI der Fig. 10,

Fig. 12 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung der Schaltanlage,

Fig. 13 die Schaltungsanordnung der Schaltanlage gemäß den Fig. 8 bis 12.

Fig. 14-22 eine Schaltanlage ähnlich der der Fig. 2 bis 7, in erweiterter Ausführung, mit den Darstel­ lungen der Fig. 2 bis 7 ähnlichen Dastel­ lungen, Schnittansichten und -aufsichten, wo­ bei z.B. die Fig. 14 die Schnittansicht gemäß Linie XIV-XIV zeigt, usw..

Die Fig. 1 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einheit, die in ei­ ner Schaltanlage verwendet werden kann. Diese Einheit setzt sich zusammen aus vier Strängen 10, 11, 12, 13, von denen die beiden Stränge 10 und 12 bzw. 11 und 13 jeweils übereinanderliegen und an ihrem einen Ende mit­ tels eines Leistungsschalters 14 bzw. 15 miteinander verbunden sind, so daß je zwei übereinanderliegende Stränge zusammen mit dem Leistungsschalter jeweils eine U-Form bilden. Dabei ist der Leistungsschalter als Steg und die beiden daran anschließenden Stränge als die Schenkel anzusehen.

Der erste Strang 10 besitzt ebenso wie die weiteren Stränge 11 bis 13 einen nur schematisch dargestellten Stromwandler 16 und einen daran anschließenden Trenner 17, an den sich ein T-förmiges Teilstück 18 anschließt, das an seinem Ende einen Spannungswandler 19 trägt. Der als dritter Strang 11 bezeichnete Strang besitzt eben­ falls einen Stromwandler 20, einen Trenner 21 sowie ei­ nen weiteren Trenner 22 und zwischen den beiden Trennern 21 und 22 befindet sich ein dem T-Stück 18 entsprechen­ des T-Stück 23; die beiden T-Stücke 18 und 23 sind so einander zugeordnet, daß ihre beiden T-Stege 24 und 25 aufeinander zuweisen und mittels eines Kupplungsstückes 26 bei Bedarf miteinander verbindbar sind. Das andere Bein des Trenners 22 ist mit einem Kabelabgang 27 und alternativ mit einem strichliert gezeichneten Spannungs­ wandler 19 verbunden. Bei dieser Alternative würde der am ersten Strang 10 anschließende Spannungswandler weg­ fallen. Der zweite Strang 12 besitzt in gleicher Weise wie der dritte Strang 11 einen Stromwandler 28, zwei Trenner 29 und 30 und auch am freien Ende des Trenners 30 schließt ein Kabelabgang oder (-zugang) 31 an. Zwi­ schen den beiden Trennern 29 und 30 befindet sich wieder ein T-Stück 32, dessen T-Steg 33 mit einer benachbarten Einheit verbindbar ist. Der vierte Strang 13 besitzt ähnlich wie der erste Strang 10 einen Stromwandler 34 und einen Trenner 35. Ein T-Stück 18 wie beim ersten Strang 10 ist nicht vorhanden; an den Trenner bzw. den Flansch 36 des Trenners (die entsprechenden Flansche der Trenner bzw. der einzelnen Komponenten, mittels denen die Komponenten aneinander befestigt sind, sind in den anderen Strängen nicht näher bezeichnet) dient dann zum Anschluß einer Querverbindungsleitung 37, mit der nach Bedarf ein Ring-Schluß für eine Ringschaltanlage oder eine Verbindung für eine 1 1/2-Leistungsschalter-Metho­ de erreicht wird. Die einzelnen Stränge mit den Lei­ stungsschaltern 10 bis 13 bzw. 14 und 15 und den einzel­ nen Komponenten sind als metallgekapselte, SF₆-gasiso­ lierte Schaltanlagenkomponenten ausgebildet, deren Auf­ bau und Konstruktion an sich bekannt sind, so daß hier nicht darauf eingegangen werden muß.

Die Trenner 17, 21, 22, 29, 30 und 35 können jeweils in die Kabelzu- bzw. -abgänge 27, 31 oder in die T-Stücke 18, 23, 32 integriert sein. Das Kupplungsstück 26 kann wegfallen, wenn der Abstand der beiden U-Formen aus­ reicht, die Stege 24 und 25 direkt zusammenzuschließen.

Die Fig. 2 zeigt wie die Fig. 14 bis 22 eine Schal­ tanlage, die sich aus mehreren Komponenten zusammen­ setzt. Die Anordnung der Fig. 14 bis 22 unterscheidet sich von der der Fig. 2 bis 7 insoweit, als bei der Anordnung nach Fig. 14 bis 22 einige zusätzliche Ein­ heiten vorgesehen sind. Die Ansicht der Fig. 2 ent­ spricht der Ansicht gemäß Schnittlinie II-II in der Fig. 3. Innerhalb eines Gebäudes 40, das einen Boden 41 und einen darunter befindlichen Raum 42 der zur Aufnahme bspw. von Kabelverbindungen und dergleichen dient, be­ findet sich die Schaltanlage 43. Oberhalb der Schaltan­ lage sind an den Gebäudewänden Schienen 44 und 45, auf denen das Gerüst 46 eines Kranes 47 hin- und herfahrbar ist.

Die Schaltanlage besitzt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sechs senkrecht aufgestellte, in einer Reihe hin­ tereinander fluchtende Leistungsschalter 48 bis 53. Alle Leistungsschalter 48 bis 53 sind, wie anhand des Schal­ ters 53 der Fig. 2 ersichtlich ist, auf je einem Traggerüst 54 aufgebaut, wobei unterhalb einer den je­ weiligen Leistungsschalter tragenden Tragplatte 55 am Gerüst 54 der Antrieb 56 jedes Leistungsschalters 53 bzw. die Antriebe der Leistungsschalter 48 bis 52, ange­ bracht bzw. untergebracht sind. Am unteren Ende des Lei­ stungsschalters schließt der Strang 13 an und am oberen Ende der Strang 11. Damit bilden der Strang 11, der Lei­ stungsschalter 53 und der untere Strang 13 die eine U- Form, die in der Fig. 1 durch die beiden Stränge 11 und 13 und den Leistungsschalter 15 gebildet ist. Unmittel­ bar an den Leistungsschalter schließt jeweils der Span­ nungswandler 20 bzw. 34 an (zur Verdeutlichung der Gleichheit sind die in Fig. 1 gewählten Bezugsziffern benutzt), an die Spannungswandler 20 und 34 schließen die Trennschalter 21 und 35 an, wobei der Trennschalter bzw. das Gehäuse des Trennschalters den Flansch 36 auf­ weist. An diesen Flansch 36 schließt sich dann die Ver­ bindungsleitung 37 in der in Fig. 1 schematisch darge­ stellten Weise an. Der obere Strang 11 besitzt, wie er­ wähnt, den Stromwandler 20, den Trennschalter 21, hieran anschließend das T-Stück 23 und den Trennschalter 22. Mit dem Trennschalter 22 ist ein Kabelendverschluß 57 mit dem Kabelabgang 27 verbunden.

Die Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die in Fig. 2 dar­ gestellte Anordnung und man erkennt den Strang 11, der sich an den Leistungsschalter 53 anschließt, sowie den Strang 10, der an den Leistungsschalter 52 angeschlossen ist, der in Fig. 1 dem Leistungsschalter 14 entspricht. Demgemäß schließt sich an den Leistungsschalter 52 der Stromwandler 16, der Trennschalter 17, das T-Stück 18 und der Spannungswandler 19 an. Zur Vervollständigung der Erläuterung der Einheit, die aus den eben beschrie benen Komponenten mit den beiden Leistungsschaltern 52 und 53 gebildet sind, sei auf die Fig. 4 verwiesen. Man erkennt hier den Leistungsschalter 52, an den sich der obere Strang 10 mit dem Spannungswandler 16, dem Trenn­ schalter 17, dem T-Stück 18 und dem Spannungswandler 19 zusammensetzt. Am unteren Anschluß des Leistungsschal­ ters 52 schließt der Stromwandler 28, der Trennschalter 29, das T-Stück 32, der Trennschalter 30 und ein Kabe­ lendverschluß 58 an, an dem der Kabelabgang bzw. -zugang 31 angeschlossen ist. Unterhalb des unteren Stranges 12 verläuft die Verbindungsleitung 37. Zwischen den beiden Strängen 10 und 11 befindet sich anschließend an die T-Stege 24 und 25 der beiden T-Stücke 18 und 23 das Kup­ plungsstück 26.

In der gleichen Weise, nur spiegelsymmetrisch hierzu, ist auch die Einheit ausgebildet, die den beiden Lei­ stungsschaltern 48 und 49 zugeordnet ist. Mit der Ver­ bindungsleitung 37 werden die beiden unteren Stränge der beiden Leistungsschalter 48 und 53 miteinander verbun­ den. Die einzige Modifikation der Anordnung ist in den beiden Strängen bzw. in den beiden Teilen zu erkennen, die den Leistungsschaltern 50 und 51 zugeordnet sind. Am unteren Ende der beiden Leistungsschalter 50 und 51 schließen sich solche Stränge an, die dem Strang 10 ent-sprechen; beim oberen Strang der beiden Leistungs­ schalter 50 und 51 schließen sich an die Trennschalter 21, die beiden Flansche 58 und 59 einer U-förmigen Ver­ bindungsleitung 60 an.

Die Fig. 6 zeigt die Anordnung in schematischer Dar­ stellung, aus der ersichtlich ist, daß es sich bei der Zusammenschaltung um eine 1 1/2-Leistungsschalter-Me­ thode handelt.

Die Fig. 7 zeigt die Schaltungsanordnung. Zwischen zwei Sammelschienen 61 und 62 liegen die einzelnen Leistungs­ schalter 48 bis 53 mit den dazwischenliegenden Kabelab­ ängen bzw. -zugängen, wobei der Teil der Sammelschiene, der zwischen den beiden Schaltern 48 und 53 liegt, die Bezugsziffer 37 und derjenige Teil, der zwischen den Leistungsschaltern 50 und 51 liegt, die Bezugsziffer 60 besitzt.

Die Fig. 8 bis 11 zeigen eine Ringschaltanlage, die sich aus jeweils vier Einheiten gemäß Fig. 1 zusammen­ setzt; zur Verdeutlichung dieser Ausführung bzw. Ausge­ staltung werden die in Fig. 1 angegebenen Bezugsziffern benutzt: man erkennt die zwei Leistungsschalter 14 und 15 mit den beiden oben liegenden Strängen 10 und 11 (siehe Fig. 9) und man erkennt, daß an dem unteren Strang an dem Flansch 36 die Leitung 37 nicht unmittel­ bar angeschlossen ist, sondern ein T-Stück 63, an dem eine Verbindungsleitung 64 und ein Spannungswandler 65 anschließen. Im übrigen sind die einzelnen Komponenten im wesentlichen gleich, insbesondere die entsprechenden, jeweils zusammengehörigen Einheiten, die so aufgebaut sind, wie in Fig. 1 dargestellt.

Die Schaltungsanordnung der Schaltanlage gemäß den Fig. 8 bis 11 ist aus Fig. 12 und schematisch aus Fig. 13 ersichtlich, wobei näher nicht darauf eingegangen werden muß, weil Ringschaltanlagen an sich bekannt sind, wie aus der eingangs genannten Literaturstelle ersicht­ lich ist.

Die Fig. 14 bis 19 zeigen wie oben erwähnt eine Schaltanlage in der 1 1/2-Leistungsschaltermethode, die sich aus sechs einzelnen Einheiten zusammensetzt und die praktisch in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie die Anla­ ge nach Fig. 2 bis 7. Die Zusammenschaltung ergibt sich aus der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 22, aus der ersichtlich ist, daß die beiden Leitungen 37 und 60 die einzelnen Leistungsschalter praktisch zwischen sich neh­ men.

Claims (1)

1. Elektrische, gasisolierte, insbesondere metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage, mit mehreren Leistungsschal­ tern und dazugehörigen Komponenten, wie z.B. Trenner, Spannungswandler, Stromwandler, mit Stromleiterzu- bzw. -abgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanlage aus vorfertigbaren Einheiten zusammengesetzt ist, von denen jede Einheit wie folgt aufgebaut ist:

   • a) die Einheit umfaßt zwei nebeneinander angeordnete senkrecht stehende Leistungsschalter (14, 15);
   • b) der eine obere Anschluß des ersten Leistungsschalters (14) ist mit einem einen Stromwandler (16), einen Trenner (17), ein T- oder Kreuzstück (18) und ggfls. einen Spannungswandler (19) aufweisenden ersten Strang (10) verbunden, wogegen der andere untere An­ schluß des ersten Leistungsschalters (14) über einen einen Stromwandler (28) und einen Trenner (29) aufweisenden zweiten Strang mit einem weiteren Stromleiterzu- bzw. -abgang (31) verbunden ist, wobei der erste und der zweite Strang mit dem ersten Leistungsschalter eine erste U-Form bilden;
   • c) der eine obere Anschluß des zweiten Leistungsschal­ ters (15) ist mit einem einen Stromwandler (20), ei­ nen Trenner (21), ein Kreuz- oder T-Stück (23), und einen weiteren Trenner (22) aufweisenden dritten Strang mit einem Stromleitungszugang bzw. -abgang verbunden, wogegen am anderen unteren Anschluß des zweiten Leistungsschalters (15) ein einen Stromwand­ ler (34) und einen Trenner (35) aufweisender vierter Strang (13) anschließt, dergestalt, daß der dritte und der vierte Strang (11, 13) mit dem zweiten Lei­ stungsschalter (15) eine zweite U-Form mit übereinan­ derliegenden Schenkeln bilden, deren Schenkel über­ einanderliegen und die horizontal neben der ersten U-Form und gleichsinnig wie diese angeordnet ist;
   • d) die T- bzw. Kreuzstücke (18, 25) des ersten und drit­ ten Stranges sind miteinander verbunden.