DE3642108A1 - Schaltanlage zur verteilung elektrischer energie und verfahren zum betreiben der schaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanlage zur Verteilung elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Betreiben der Schaltanlage.

Eine solche Schaltanlage zur Verteilung elektrischer Energie und ein solches Verfahren zum Betreiben der Schaltanlage sind beispielsweise aus der DE-OS 35 06 383 bekannt. Die dort beschriebene Schaltanlage weist zwei Sammelschienen und einen Kuppelschalter auf, der in Ver­ bindung mit Mehrstellungstrennschaltern die Leistungs- und Schalthandlungen vornimmt. Wesentlich ist hierbei die Verwendung eines Mehrstellungstrennschalters, der unterbrechungslos die Einspeiseleitungen bzw. Kabelgänge auf die Sammelschienensysteme umschaltet. Es ist jedoch nicht möglich, einen Kurzschlußstrom bzw. Laststrom zeitgleich oder zeitüberschneidend mit einem weiteren Schaltvorgang unabhängig hiervon abzuschalten.

Schaltanlagen sind Knotenpunkte zur Übertragung und Ver­ teilung elektrischer Energie. In diesen Knotenpunkten sind entsprechend dem Energiefluß Einspeiseleitungen und Abgangsleitungen miteinander verbunden. Die Aufgabe der Schaltgeräte (Leistungs- bzw. Lastschalter) innerhalb der Schaltanlage ist es, die Betriebsströme zuzuschalten oder abzuschalten und Kurzschlußströme zu unterbrechen. Bei Mittelspannungs- und bei Hochspannungsschaltanlagen ist es in vielen Fällen üblich, die Schaltanlage mit einer oder mehreren Sammelschienen aufzubauen und in jeder Einspeiseleitung und jeder Abgangsleitung entspre­ chend den zu schaltenden Strömen je einen Lastschalter oder einen Leistungsschalter anzuordnen.

Die Kosten für eine so aufgebaute Schaltanlage werden zu einem großen Teil durch die Kosten der Schaltgeräte be­ stimmt, insbesondere dann, wenn in jeder Abgangsleitung und jeder Einspeiseleitung ein Leistungsschalter vorhan­ den ist. Ein weiteres Merkmal einer mit einer einzigen Sammelschiene aufgebauten Anlage ist es, daß die Verfüg­ barkeit eines Abgangs durch die Verfügbarkeit des diesem Abgang zugeordneten Leistungsschalters bzw. Lastschal­ ters wesentlich bestimmt wird.

Es sind Anordnungen von Schaltanlagen allgemein bekannt, die eine Erhöhung der Verfügbarkeit durch Installation von mehr als einer einzigen Sammelschiene erreichen. Bei solchen Mehrfach-Sammelschienenanordnungen können Sam­ melschienen als sogenannte Hilfs-Sammelschienen ausge­ führt sein. Die Notwendigkeit, jedem Abgang bzw. jeder Einspeisung mindestens einen Last- oder Leistungsschal­ ter zuordnen zu müssen, ist dadurch nicht aufgehoben. Tatsächlich verlangen einige dieser Mehrfach-Sammel­ schienenanordnungen sogar mehr als einen Leistungsschal­ ter pro Abgang bzw. pro Einspeisung.

Es sind deshalb Konzepte vorgeschlagen worden, bei denen man mit weniger als einem Schaltgerät pro Abgang bzw. Einspeisung auskommt, und trotzdem auf jeder Leitung Last- bzw. Kurzschlußströme schalten kann.

In der DE-Patentanmeldung K 11 405 VIIId/21c, bekanntge­ macht 9. Aug. 1956, wird beispielsweise vorgeschlagen, den Kuppelschalter in einer Doppelsammelschienenanord­ nung als zentralen Leistungsschalter einzusetzen. In dieser Anordnung wird eine der beiden Sammelschienen als Hauptsammelschiene benutzt, mit der im Normalbetrieb (kein Schaltvorgang) über die entsprechenden Trenner alle Einspeisungen und Abgänge verbunden sind. Beim Ab­ schalten des Stroms einer Leitung wird diese zunächst unterbrechungslos durch entsprechende Betätigung der der Leitung zugeordneten Trenner auf die zweite, als Hilfs­ sammelschiene ausgeführte und mit der Hauptsammelschiene durch den geschlossenen Kuppelschalter verbundenen Sam­ melschiene geschaltet, und die Stromunterbrechung wird dann anschließend durch den Kuppelschalter durchgeführt. Bei einem Schaltvorgang ist es mit dieser Anordnung je­ doch nicht möglich, daß durch den Kuppelschalter ein zeitgleich in einer anderen Leitung fließender Kurz­ schlußstrom in der geforderten kurzen Zeit abgeschaltet werden kann. Es wird in der oben angeführten Patentan­ meldung vorgeschlagen, in jeder Einspeiseleitung und jeder Abgangsleitung eine Sicherung zur Kurzschlußstrom­ unterbrechung anzuordnen. Für die meisten Schaltanlagen, insbesondere in der Hochspannungsebene, ist eine solche Lösung jedoch nicht akzeptabel.

In der EP-A-01 26 882 wird ebenfalls eine Doppelsammel­ schienenanordnung mit einem Kuppelschalter als zentralem Schalter vorgeschlagen, bei der nur in jeder Einspeise­ leitung jeweils ein Leistungsschalter angeordnet ist. In den Abgangsleitungen ist kein Leistungs- oder Lastschal­ ter vorgesehen. Im Kurzschlußfall wird der Leistungs­ schalter der Einspeisung geöffnet. Auf eine Sicherung in jeder Einspeise- und jeder Abgangsleitung kann bei die­ ser Lösung verzichtet werden. Nachteil bei dieser Lösung ist jedoch, daß bei einem Kurzschluß in einem Abgang für eine kurze Zeit der Lastfluß in allen anderen Abgängen ebenfalls unterbrochen werden muß. Auch das ist in den meisten Fällen nicht akzeptabel.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrun­ de, eine Schaltanlage zur Verteilung elektrischer Ener­ gie der eingangs genannten Art anzugeben, die ein selek­ tives, unterbrechungsloses, gleichzeitiges oder zeit­ überschneidendes Ein- und Ausschalten von Einspeise- und Abgangsleitungen unter Einsatz möglichst weniger Last- bzw. Leistungsschalter ermöglicht. Desweiteren soll ein Verfahren zum Betreiben der Schaltanlage angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Anordnung in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die in den Ansprüchen 6 bis 8 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins­ besondere darin, daß infolge der vorgeschlagenen Anord­ nung mit drei Sammelschienen und zentralen Last- bzw. Leistungsschaltern zwischen der als Hauptsammelschiene betriebenen Sammelschiene und den beiden Hilfssammel­ schienen trotz des reduzierten, minimalen Leistungs­ schalter-Aufwandes ein Kurzschlußstrom bzw. Laststrom zeitgleich oder zeitüberschneidend mit einem weiteren Schaltvorgang unabhängig hiervon abgeschaltet werden kann. Vorteilhaft muß bei einem Kurzschluß in einem Ab­ gang auch der Lastfluß in anderen Abgängen nicht unter­ brochen werden. Im Kurzschlußfall sind vorteilhaft Kurz­ unterbrechungen (KU-Schaltungen) möglich. In den Ver­ bindungen der Einspeiseleitungen und Abgangsleitungen zu den drei Sammelschienen müssen vorteilhaft keine Last- oder Leistungsschalter vorgesehen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen zwischen der Hauptsammelschiene und den Hilfssam­ melschienen je ein Leistungsschalter angeordnet ist bzw. je zwei Leistungsschalter angeordnet sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Dreifachsammelschienenanordnung mit einer Einspeiseleitung und zwei Abgangs­ leitungen,

Fig. 2 die Schaltzustände von interessierenden Trenn- und Leistungsschaltern bei Aus­ schaltung einer Abgangsleitung,

Fig. 3 die Schaltzustände von interessierenden Trenn- und Leistungsschaltern bei Ein­ schaltung einer Abgangsleitung,

Fig. 4 die Schaltzustände von interessierenden Trenn- und Leistungsschaltern bei einer zeitüberschneidenden Ausschaltung von zwei Abgangsleitungen,

Fig. 5 bis 8 einen Mehrstellungs-Trennschalter in ver­ schiedenen Schaltzuständen,

Fig. 9 eine redundante Variante zur Dreifachsam­ melschienenanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 10 eine weitere redundante Variante zur Dreifachsammelschienenanordnung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Dreifachsammelschienenanordnung mit einer Einspeise- und zwei Abgangsleitungen dargestellt. Im einzelnen sind zwei Hilfssammelschienen 1 und 2 sowie eine Hauptsammelschiene 3 vorgesehen, wobei die erste Hilfssammelschiene 1 über einen ersten Leistungsschalter LS 1 und die zweite Hilfssammelschiene über einen zweiten Leistungsschalter LS 2 mit der Hauptsammelschiene 3 ver­ bindbar sind. Die Einspeiseleitung 4 ist über Trenn­ schalter (Kommutierungstrenner) T 01 bzw. T 02 bzw. T 03 mit der ersten Hilfssammelschiene 1 bzw. mit der zweiten Hilfssammelschiene 2 bzw. mit der Hauptsammelschiene 3 verbindbar. Die erste Abgangsleitung 5 kann über Trenn­ schalter T 11 bzw. T 12 bzw. T 13 an die erste Hilfssammel­ schiene 1 bzw. an die zweite Hilfssammelschiene 2 bzw. an die Hauptsammelschiene 3 angeschlossen werden. Die zweite Abgangsleitung 6 ist über Trennschalter T 21 bzw. T 22 bzw. T 23 mit der ersten Hilfssammelschiene 1 bzw. mit der zweiten Hilfsammelschiene 2 bzw. mit der Haupt­ sammelschiene 3 verbindbar.

Bei der dargestellten Anordnung ist demnach jede Ab­ gangs- und jede Einspeiseleitung mit drei Sammelschienen jeweils über Trennschalter verbindbar, wobei im Normal­ betrieb (kein Schaltvorgang) nur die Verbindung zur Hauptsammelschiene 3 besteht, d.h. die Trennschalter T 03, T 13, T 23 sind geschlossen. Die beiden Hilfssammel­ schienen 1 bzw. 2 sind über die im Normalbetrieb ge­ schlossenen Leistungsschalter LS 1 bzw. LS 2 mit der Hauptsammelschiene 3 verbunden.

Im Ausführungsbeispiel sind zwar nur eine Einspeise- und zwei Abgangsleitungen dargestellt, es können jedoch be­ liebig weitere Einspeise- und Abgangsleitungen vorgese­ hen sein.

Soll der Stromfluß (Laststrom oder Kurzschlußstrom) in einer der Leitungen 4, 5 oder 6 unterbrochen werden, so wird zunächst die entsprechende Leitung unterbrechungs­ frei auf eine Hilfssammelschiene 1 oder 2 kommutiert und dann die Trennerverbindung dieser Leitung zur Hauptsam­ melschiene 3 unterbrochen. Anschließend wird der Strom­ fluß durch den dieser Hilfssammelschiene zugeordneten Last- oder Leistungsschalter unterbrochen. Der Stromfluß in allen anderen Leitungen wird durch diesen Vorgang nicht beeinflußt.

Als erstes Beispiel hierzu wird die Ausschaltung (Ab­ schaltung) der ersten Abgangsleitung 5 über die Hilfs­ sammelschiene 2 betrachtet. In Fig. 2 sind die Schaltzu­ stände der interessierenden Trennschalter T 11, T 12, T 13 und Leistungsschalter LS 1, LS 2 für dieses Beispiel dar­ gestellt. Dabei symbolisiert die Bezifferung "0" den "Aus"-Zustand ("offen") und die Bezifferung "1" den "Ein"-Zustand ("geschlossen") des Schalters. Der Aus­ gangs-Schaltzustand a entspricht dem Normalbetrieb, d.h. die Schalter T 03, T 13, T 23, LS 1, LS 2 sind geschlossen und alle übrigen Schalter sind geöffnet.

Zum Zeitpunkt t ₀ beginnt die Ausschaltung der Abgangs­ leitung 5. Zum Zeitpunkt t ₁ wird der Trennschalter T 12 geschlossen (Schaltzustand b), d.h. die Abgangsleitung 5 ist jetzt gleichzeitig mit der Hilfssammelschiene 2 so­ wie der Hauptsammelschiene 3 verbunden und der Stromfluß in die Abgangsleitung 5 teilt sich auf in einen Strom über T 13 und einen Strom über LS 2-T 12. Zum Zeitpunkt t ₂ wird der Trennschalter T 13 geöffnet (Schaltzustand c), d.h. die Abgangsleitung 5 ist jetzt nur noch mit der Hilfssammelschiene 2 verbunden und der Strom fließt zwangsweise über LS 2-T 12 in die Abgangsleitung 5.

Zum Zeitpunkt t ₃ wird der Leistungsschalter LS 2 geöffnet (Schaltzustand d) und damit der Stromfluß in die Ab­ gangsleitung 5 unterbrochen. Zum Zeitpunkt t ₄ wird der Trennschalter T 12 geöffnet (Schaltzustand e), d.h. die Abgangsleitung 5 ist jetzt von allen Sammelschienen 1, 2, 3 getrennt. Zum Zeitpunkt t ₅ wird der Leistungsschal­ ter LS 2 wieder geschlossen (Schaltzustand f), damit die Anordnung für weitere Schalthandlungen zur Verfügung steht. Zum Zeitpunkt t ₆ ist die Ausschaltung der Ab­ gangsleitung 5 beendet. Die Zeiträume zwischen t ₀ und t ₁ sowie zwischen t ₅ und t ₆ sind durch die Schaltverzöge­ rungen (Einschaltverzögerung, Ausschaltverzögerung) zwi­ schen Schaltbefehl und Schaltausführung bedingt.

Als zweites Beispiel wird die Einschaltung (Zuschaltung) der ersten Abgangsleitung 5 über die Hilfssammelschiene 2 betrachtet. In Fig. 3 sind die Schaltzustände der in­ teressierenden Trennschalter T 11, T 12, T 13 und Lei­ stungsschalter LS 1, LS 2 für dieses Beispiel dargestellt. Beim Ausgangs-Schaltzustand sind die Schalter T 03, T 23, LS 1, LS 2 geschlossen und alle übrigen Schalter sind ge­ öffnet. Zum Zeitpunkt t₇ beginnt die Einschaltung der Abgangsleitung 5. Zum Zeitppnkt t ₈ wird der Leistungs­ schalter LS 2 geöffnet und damit die Hilfssammelschiene 2 von der Hauptsammelschiene 3 getrennt. Zum Zeitpunkt t ₉ wird der Trennschalter T 12 geschlossen, d.h. die Ab­ gangsleitung 5 wird mit der Hilfssammelschiene 2 verbun­ den. Zum Zeitpunkt t ₁₀ wird der Leistungsschalter LS 2 geschlossen, d.h. Hauptsammelschiene 3 und Hilfssammel­ schiene 2 werden verbunden und es ergibt sich ein Strom­ fluß von der Hauptsammelschiene 3 über LS 2 und T 12 in die Abgangsleitung 5.

Zum Zeitpunkt t ₁₁ wird der Trennschalter T 13 geschlos­ sen, d.h. die Hauptsammelschiene 3 wird direkt mit der Abgangsleitung 5 verbunden, wodurch sich ein zusätzli­ cher Stromfluß von der Hauptsammelschiene 3 über T 13 direkt in die Abgangsleitung 5 ergibt. Zum Zeitpunkt t ₁₂ wird der Trennschalter T 12 wieder geöffnet, d.h. der Stromfluß über LS 2 und T 12 in die Abgangsleitung 5 wird unterbrochen. Zum Zeitpunkt t₁₃ ist die Einschaltung der Abgangsleitung 5 beendet. Die Zeiträume zwischen t ₇ und t ₈ sowie zwischen t₁₂ und t₁₃ sind durch Schaltverzöge­ rungen bedingt.

Falls zur selben Zeit das Ein- oder Abschalten eines weiteren Stromes (vornehmlich das AbschaIten eines Kurz­ schlußstromes) auf einer anderen Leitung notwendig ist, so kann das unabhängig von dem ersten Schaltvorgang da­ durch geschehen, daß das gleiche Verfahren mit Kommutie­ rung auf die weitere Hilfssammelschiene angewandt wird. Beide Schaltvorgänge sind unabhängig voneinander und beeinflussen sich nicht.

Als Beispiel hierzu wird die zeitüberschneidende Aus­ schaltung (Abschaltung) der ersten Abgangsleitung 5 über die zweite Hilfssammelschiene 2 und der zweiten Abgangs­ leitung 6 über die erste Hilfssammelschiene 1 betrach­ tet. In Fig. 4 sind die Schaltzustände der interessie­ renden Trennschalter T 12, T 13, T 21, T 23 und Leistungs­ schalter LS 1, LS 2 für dieses Beispiel dargestellt. Aus­ zugehen ist von einem Schaltzustand, bei dem die Trenn­ schalter T 03, T 13, T 23 sowie die Leistungsschalter LS 1, LS 2 geschlossen und die übrigen Schalter geöffnet sind. Es fließen Ströme von der Einspeiseleitung 4 in die Hauptsammelschiene 3 und von der Hauptsammelschiene 3 in die Abgangsleitungen 5, 6.

Kurz vor dem Zeitpunkt t ₁₄ beginnt der Ausschaltvorgang der Abgangsleitung 5. Hierzu wird zum Zeitpunkt t ₁₄ der Trennschalter T 12 geschlossen, d.h. die Abgangsleitung 5 wird an die Hilfssammelschiene 2 gelegt und es ergibt sich ein zusätzlicher Stromfluß von der Hauptsammel­ schiene 3 über LS 2, T 12 in die Abgangsleitung 5. Zum Zeitpunkt t ₁₅ wird der Trennschalter T 13 geöffnet, wo­ durch der direkte Stromfluß von der Hauptsammelschiene 3 über T 13 zur Abgangsleitung 5 unterbrochen wird.

Kurz vor dem Zeitpunkt t ₁₆ beginnt der zeitüberschnei­ dende Ausschaltvorgang der Abgangsleitung 6. Hierzu wird zum Zeitpunkt t ₁₆ der Trennschalter T 21 geschlossen, d.h. die Abgangsleitung 6 wird an die Hilfssammelschiene 1 gelegt und es ergibt sich ein zusätzlicher Stromfluß von der Hauptsammelschiene 3 über LS 1, T 21 in die Ab­ gangsleitung 6. Zum Zeitpunkt t ₁₇ wird der Leistungs­ schalter LS 2 geöffnet, wodurch der in die Abgangsleitung 5 fließende Strom unterbrochen wird. Zum Zeitpunkt t ₁₈ wird der Trennschalter T 23 geöffnet, d.h. der direkte Stromfluß von der Hauptsammelschiene 3 zur Abgangslei­ tung 6 wird unterbrochen.

Zum Zeitpunkt t ₁₉ wird der Trennschalter T 12 geöffnet, wodurch die Abgangsleitung 5 vollständig von allen Sam­ melschienen 1, 2, 3 getrennt ist. Zum Zeitpunkt t ₂₀ wird der Leistungsschalter LS 1 geöffnet, d.h. der von der Hauptsammelschiene 3 über Hilfssammelschiene 1 und LS 1- T 21 fließende Strom wird unterbrochen. Zum Zeitpunkt t₂₁ wird der Leistungsschalter LS 2 geschlossen, wodurch die Ausschaltung der Abgangsleitung 5 beendet ist.

Zum Zeitpunkt t ₂₂ wird der Trennschalter T 21 geöffnet, d.h. die Abgangsleitung 6 ist vollständig von den Sam­ melschienen 1, 2, 3 getrennt. Zum Zeitpunkt t₂₃ wird der Leistungsschalter LS 1 geschlossen, wodurch die Ausschal­ tung der Abgangsleitung 6 beendet ist. Die Anlage steht für weitere Schalthandlungen zur Verfügung.

Die technische Realisierung der Schaltanlage erfolgt besonders günstig in gasisolierten Anlagen mit kleinem Bauvolumen. In solchen Anlagen sind wegen der geringen Isolationsabstände Mehrstellungstrenner sowie kombinier­ te Trenner-Erder realisierbar. Die für die Anlage benö­ tigten drei Trenner pro Abgangsleitung bzw. pro Einspei­ seleitung lassen sich vorteilhaft als ein Mehrstellungs­ trenner mit nur einem Antrieb ausführen, bei dem die Möglichkeit der unterbrechungsfreien Kommutierung eines Last- bzw. Kurzschlußstromes von einer Sammelschiene auf die andere (von der Hauptsammelschiene auf eine Hilfs­ sammelschiene und umgekehrt) gegeben sein muß.

In den Fig. 5 bis 8 ist ein solcher Mehrstellungskom­ mutierungstrenner in verschiedenen Schaltzuständen dar­ gestellt. Der Mehrstellungstrenner 12 weist drei fest­ stehende Schaltkontakte 7, 8, 9 und einen beweglichen Schaltkontakt 10 auf. Ein einziger Antrieb 11 dient zur Einstellung der verschiedenen Schaltzustände mit Hilfe des beweglichen Schaltkontaktes 10. Die feststehenden Schaltkontakte 7 bzw. 8 bzw. 9 sind mit Hilfssammel­ schiene 1 bzw. Hilfssammelschiene 2 bzw. Hauptsammel­ schiene 3 verbunden. An den beweglichen Schaltkontakt 10 ist eine Einspeise- oder Abgangsleitung angeschlossen.

Die in den Fig. 5 bis 8 gezeigten Schaltzustände des Mehrstellungstrenners entsprechen den unter Fig. 2 be­ handelten, bei Ausschaltung der Abgangsleitung 5 über die Sammelschiene 2 auftretenden Zuständen. Dabei er­ setzt der gezeigte Mehrstellungstrenner 12 die Trenn­ schalter T 11, T 12, T 13. Der bewegliche Schaltkontakt 10 des Mehrstellungstrenners 12 ist bei diesem Beispiel mit der Abgangsleitung 5 verbunden. In Fig. 5 ist der Schaltzustand a gemäß Fig. 2 gezeigt, bei dem der beweg­ liche Schaltkontakt 10 des Mehrstellungstrenners 12 den feststehenden Schaltkontakt 9 kontaktiert und damit die Abgangsleitung 5 mit der Hauptsammelschiene 3 verbindet. In Fig. 6 ist der Schaltzustand b gemäß Fig. 2 darge­ stellt, bei dem der bewegliche Schaltkontakt 10 des Mehrstellungstrennschalters 12 gleichzeitig beide fest­ stehenden Schaltkontakte 8, 9 kontaktiert und damit die Abgangsleitung 5 gleichzeitig mit der Hilfssammelschiene 2 und der Hauptsammelschiene 3 verbindet.

In Fig. 7 sind die SchaItzustände c und d gemäß Fig. 2 gezeigt, bei denen der bewegliche Schaltkontakt 10 des Mehrstellungstrenners 12 lediglich den feststehenden Schaltkontakt 8 kontaktiert und damit die Abgangsleitung 5 mit der Hilfssammelschiene 2 verbindet. In Fig. 8 sind die Schaltzustände e, f gemäß Fig. 2 dargestellt, bei denen der bewegliche Schaltkontakt 10 keinen feststehen­ den Schaltkontakt kontaktiert und die Abgangsleitung 5 folglich von allen drei Sammelschienen getrennt ist.

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit bzw. der Verfügbarkeit der Stromversorgung kann in der Anlage je eine zusätzli­ che redundante Verbindung der Hauptsammelschiene 3 über einen Leistungsschalter mit den beiden Hilfssammel­ schienen 1, 2 erfolgen. Bei einer solchen Anordnung ist eine sehr hohe Verfügbarkeit für jede Abgangsleitung erzielbar, und gleichzeitig ist eine solche Anordnung wegen der wenigen benötigten Last- bzw. Leistungsschal­ ter kostengünstiger aufzubauen als Anlagen mit je einem Leistungsschalter pro Abgangsleitung und Einspeiselei­ tung.

In Fig. 9 ist als Beispiel hierzu eine redundante Va­ riante zur Dreifach-Sammelschienenanordnung gemäß Fig. 1 dargestellt. Zusätzlich zur Anordnung gemäß Fig. 1 ist die Hauptsammelschiene 3 über einen weiteren Leistungs­ schalter LS 3 und zwei Trennschalter T 3 und T 3′ mit der Hilfssammelschiene 1 sowie über einen weiteren Lei­ stungsschalter LS 4 und zwei Trennschalter T 4 und T 4′ mit der Hilfssammelschiene 2 verbunden. Zwischen Leistungs­ schalter LS 1 und Hilfssammelschiene 1 bzw. Leistungs­ schalter LS 2 und Hilfssammelschiene 2 sind jeweils zwei zusätzliche Trennschalter T 1 und T 1′ bzw. T 2 und T 2′ angeordnet. Die übrige Anordnung ist wie unter Fig. 1 beschrieben. Es können beliebig viele weitere Einspeise- und Abgangsleitungen vorgesehen sein.

Der in Fig. 9 dargestellte Schaltzustand entspricht dem Normalbetrieb, d.h. die Trennschalter T 03, T 13, T 1, T 2, T 1′, T 2′ sowie die Leistungsschalter LS 1, LS 2 sind ge­ schlossen und die übrigen Schalter sind geöffnet. Bei Ausfall oder Wartung des Leistungsschalters LS 1 werden die Trennschalter T 3 und T 3′ und anschließend der Lei­ stungsschalter LS 3 geschlossen. Danach können die Trenn­ schalter T 1 und T 1′ geöffnet und der Leistungsschalter LS 1 gewartet, repariert oder ausgetauscht werden. Bei Ausfall oder Wartung des Leistungsschalters LS 2 werden die Trennschalter T 4 und T 4′ und anschließend der Lei­ stungsschalters LS 4 geschlossen. Danach können die Trennschalter T 2 und T 2′ geöffnet und der Leistungs­ schalter LS 2 gewartet, repariert oder ausgetauscht wer­ den.

Eine weitere redundante Variante zur Dreifach-Sammel­ schienenanordnung zeigt Fig. 10. Statt jedem der beiden Leistungsschalter LS 1 bzw. LS 2 je einen zweiten Lei­ stungsschalter LS 3 bzw. LS 4 parallel zu schalten, wie in Fig. 9, ist bei dieser Anordnung nur ein einziger zu­ sätzlicher Leistungsschalter LS 3 mit zugehörigen Trenn­ schaltern vorhanden. Darüberhinaus ist ein weiterer Trennschalter T 3′′ zwischen der Hilfssammelschiene 2 und dem Verbindungspunkt von Leistungsschalter LS 3 und Trennschalter T 3 vorgesehen (wobei der Trennschalter T 3 andererseits mit der Hilfssammelschiene 1 verbunden ist). Der zusätzliche Leistungsschalter LS 3 kann entwe­ der durch Schließen der Trennschalter T 3 und T 3′ dem Leistungsschalter LS 1 oder durch Schließen der Trenn­ schalter T 3′ und T 3′′ dem Leistungsschalter LS 2 paral­ lelgeschaltet werden.

Mit der Anordnung gemäß Fig. 10 ist es also möglich, im Fehlerfall oder bei Wartung eines der Leistungsschalter LS 1 oder LS 2 den ordnungsgemäßen Anlagenbetrieb durch Hinzuschalten des Leistungsschalters LS 3 fortzusetzen.

Die Koordinierung der Schaltgeräte (Trennschalter und Leistungsschalter), die Auswahl der zur Stromkommutie­ rung benutzten Hilfssammelschiene sowie das Zuschalten der redundanten Last- bzw. Leistungsschalter bei Ausfall eines Geräts wird vorzugsweise durch einen zentralen Schaltanlagenrechner 13 gesteuert. Dieser Schaltanlagen­ rechner 13 sowie die Signalverbindungen zu den einzelnen Schaltern sind in Fig. 1, 9 und 10 gestrichelt einge­ zeichnet.

Claims (9)

1. Schaltanlage zur Verteilung elektrischer Ener­ gie, insbesondere Mittelspannungs- oder Hochspannungs­ schaltanlage, mit einer Hauptsammelschiene und minde­ stens einer mit dieser über einen Leistungsschalter bzw. Lastschalter verbundenen ersten Hilfssammelschiene, wo­ bei die Abgangsleitungen und die Einspeiseleitung(en) unter Verzicht auf Last- oder Leistungsschalter bzw. Kurzschlußsicherungen lediglich über Trennschalter mit der Haupt- und der ersten Hilfssammelschiene verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Hilfssam­ melschiene (2) vorgesehen ist, die über einen Leistungs­ schalter bzw. Lastschalter (LS 2) mit der Hauptsammel­ schiene (3) sowie über Trennschalter (T 02, T 12, T 22) mit den Abgangsleitungen (5, 6) und Einspeiseleitung(en) (4) verbunden ist.

2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils zwischen einem Leistungs- bzw. Lastschalter (LS 1, LS 2) und der Hauptsammelschiene (3) bzw. den Hilfssammelschienen (1, 2) ein Trennschalter (T 1, T 1′, T 2, T 2′) angeordnet ist.

3. Schaltanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß parallel zu jeder aus einem Leistungs- bzw. Lastschalter (LS 1, LS 2) und zwei zugehö­ rigen Trennschaltern (T 1, T 1′, T 2, T 2′) bestehenden Anord­ nung je ein redundanter Leistungsschalter (LS 3, LS 4) mit zwei zugehörigen Trennschaltern (T 3, T 3′, T 4, T 4′) vorgese­ hen ist.

4. Schaltanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß parallel zu der mit der ersten Hilfssammelschiene (1) verbundenen, aus einem Leistungs- bzw. Lastschalter (LS 1) und zwei zugehörigen Trennschal­ tern (T 1, T 1′) bestehenden Anordnung ein redundanter Lei­ stungsschalter (LS 3) mit zwei zugehörigen Trennschaltern (T 3, T 3′) vorgesehen ist und daß sich ein weiterer Trenn­ schalter (T 3′′) zwischen der zweiten Hilfssammelschiene (2) und dem Verbindungspunkt des redundanten Leistungs­ schalters (LS 3) mit dem zur ersten Hilfssammelschiene (1) führenden Trennschalter (T 3) befindet.

5. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung einer Ab­ gangsleitung (5, 6) bzw. einer Einspeiseleitung (4) mit den drei Sammelschienen (1, 2, 3) über Trennschalter durch einen einzigen Mehrstellungstrenner (12) erfolgt.

6. Verfahren zum Betrieb der Schaltanlage nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung einer Einspeise- oder Abgangsleitung zunächst diese Lei­ tung durch Schließen eines zwischen einer Hilfssammel­ schiene und der Leitung angeordneten Trennschalters auf diese Hilfssammelschiene gelegt wird, anschließend der Trennschalter zwischen der Leitung und der Hauptsammel­ schiene geöffnet wird, danach der Leistungsschalter bzw. Lastschalter zwischen der Hilfssammelschiene und der Hauptsammelschiene geöffnet wird, anschließend der Trennschalter zwischen der Leitung und der Hilfssammel­ schiene geöffnet wird und abschließend der Leistungs­ schalter bzw. Lastschalter zwischen Hilfssammelschiene und Hauptsammelschiene wieder geschlossen wird.

7. Verfahren zum Betrieb der Schaltanlage nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung einer Einspeise- oder Abgangsleitung zunächst der Lei­ stungsschalter bzw. Lastschalter zwischen einer Hilfs­ sammelschiene und der Hauptsammelschiene geöffnet wird, anschließend der Trennschalter zwischen dieser Hilfssam­ melschiene und der Leitung geschlossen wird, danach der Leistungsschalter bzw. Lastschalter wieder geschlossen wird, anschließend der Trennschalter zwischen der Lei­ tung und der Hauptsammelschiene geöffnet wird und ab­ schließend der Trennschalter zwischen der Leitung und der Hilfssammelschiene wieder geöffnet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß beim gleichzeitigen oder zeit­ überschneidenden Ein- oder Ausschalten von zwei Leitun­ gen die erste Leitung auf die eine und die zweite Lei­ tung auf die andere Hilfssammelschiene gelegt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Koordinierung der Trenn­ schalter und Leistungsschalter bzw. Lastschalter, die Auswahl der zur Stromkommutierung benutzten Hilfssammel­ schiene sowie gegebenenfalls das Zuschalten eines redun­ danten Leistungsschalters bzw. Lastschalters bei Ausfall eines Leistungsschalters bzw. Lastschalters durch einen zentralen Schaltanlagenrechner gesteuert werden.